北师大版八年级上册数学 1.1 探索勾股定理 教案

1.1 探索勾股定理 教案
【学习目标】
1．掌握勾股定理的内容，了解勾股定理的多种证明方法，体验数形结合的思想；
2．能够运用勾股定理求解三角形中相关的边长（只限于常用的数）；
3．通过对勾股定理的探索解决简单的实际问题，进一步运用方程思想解决问题．
【要点梳理】
要点一、勾股定理
直角三角形两条直角边的平方和等于斜边的平方．如果直角三角形的两直角边长分别为a b ，，斜边长为c ，那么222
a b c +=．
要点诠释：（1）勾股定理揭示了一个直角三角形三边之间的数量关系．
（2）利用勾股定理，当设定一条直角边长为未知数后，根据题目已知的线段长
可以建立方程求解，这样就将数与形有机地结合起来，达到了解决问题的
目的．
（3）理解勾股定理的一些变式： 222a c b =-，222b c a =-， ()222c a b ab =+-．
要点二、勾股定理的证明
方法一：将四个全等的直角三角形拼成如图（1）所示的正方形．
图（1）中，所以．
方法二：将四个全等的直角三角形拼成如图（2）所示的正方形．
图（2）中，所以．
方法三：如图（3）所示，将两个直角三角形拼成直角梯形．
，所以．
要点三、勾股定理的作用
1. 已知直角三角形的任意两条边长，求第三边；
2. 用于解决带有平方关系的证明问题；
3． 与勾股定理有关的面积计算；
4．勾股定理在实际生活中的应用．
【典型例题】
类型一、勾股定理的直接应用
例题1、在△ABC 中，∠C ＝90°，∠A 、∠B 、∠C 的对边分别为a 、b 、c ．
（1）若a ＝5，b ＝12，求c ；
（2）若c ＝26，b ＝24，求a ．
【思路点拨】利用勾股定理222a b c +=来求未知边长．
【答案与解析】
解：（1）因为△ABC 中，∠C ＝90°，222a b c +=，a ＝5，b ＝12，
所以2222251225144169c a b =+=+=+=．所以c ＝13．
（2）因为△ABC 中，∠C ＝90°，222a b c +=，c ＝26，b ＝24，
所以222222624676576100a c b =-=-=-=．所以a ＝10．
【总结】已知直角三角形的两边长，求第三边长，关键是先弄清楚所求边是直角边还是斜边，再决定用勾股原式还是变式．
举一反三：
【变式】在△ABC 中，∠C ＝90°，∠A 、∠B 、∠C 的对边分别为a 、b 、c ．
（1）已知b ＝6，c ＝10，求a ；
（2）已知:3:5a c =，b ＝32，求a 、c ．
【答案】
解：（1）∵ ∠C ＝90°，b ＝6，c ＝10，
∴ 2222210664a c b =-=-=，
∴ a ＝8．
（2）设3a k =，5c k =，
∵ ∠C ＝90°，b ＝32，
∴ 222a b c +=．
即222(3)32(5)k k +=．
解得k ＝8．
∴ 33824a k ==⨯=，55840c k ==⨯=．
类型二、与勾股定理有关的证明
例题2、阅读下面的材料
勾股定理神秘而美妙，它的证法多种多样，下面是教材中介绍的一种拼图证明勾股定理的方法．先做四个全等的直角三角形，设它们的两条直角边分别为a，b，斜边为c，然后按图1的方法将它们摆成正方形．
由图1可以得到（a+b）2=4×，
整理，得a2+2ab+b2=2ab+c2．
所以a2+b2=c2．
如果把图1中的四个全等的直角三角形摆成图2所示的正方形，请你参照上述证明勾股定理的方法，完成下面的填空：
由图2可以得到，
整理，得，
所以．
【答案与解析】
证明：∵S大正方形=c2，S大正方形=4S△+S小正方形=4×ab+（b﹣a）2，
∴c2=4×ab+（b﹣a）2，
整理，得
2ab+b2﹣2ab+a2=c2，
∴c2=a2+b2．
故答案是：；2ab+b2﹣2ab+a2=c2；a2+b2=c2．
【总结】本题考查利用图形面积的关系证明勾股定理，解题关键是利用三角形和正方形边长的关系进行组合图形．
举一反三：
【变式】如图，在△ABC中，∠C＝90°，D为BC边的中点，DE⊥AB于E，则AE2-BE2等于（）
A．AC2B．BD2C．BC2D．DE2
【答案】连接AD 构造直角三角形，得
，选A ．
类型三、与勾股定理有关的线段长
例题3、如图，长方形纸片ABCD 中，已知AD ＝8，折叠纸片使AB 边与对角线AC 重合，点B 落在点F 处，折痕为AE ，且EF ＝3，则AB 的长为（ ）
A ．3
B ．4
C ．5
D ．6
【答案】D ；
【解析】
解：设AB ＝x ，则AF ＝x ，
∵ △ABE 折叠后的图形为△AFE ，
∴ △ABE ≌△AFE ．BE ＝EF ，
EC ＝BC －BE ＝8－3＝5，
在Rt △EFC 中，
由勾股定理解得FC ＝4，
在Rt △ABC 中，()2
2284x x +=+，解得6x =． 【总结】折叠问题包括“全等形”、“勾股定理”两大问题，最后通过勾股定理求解． 类型四、与勾股定理有关的面积计算
例题4、如图，直线l 上有三个正方形a ，b ，c ，若a ，c 的面积分别为5和11，则b 的面积为（ ）
A ．6
B ．5
C ．11
D ．16
【思路点拨】本题主要考察了全等三角形与勾股定理的综合应用，由b 是正方形，可求△ABC ≌△CDE ．由勾股定理可求b 的面积=a 的面积+c 的面积．
【答案】D
【解析】
解：∵∠ACB+∠ECD=90°，∠DEC+∠ECD=90°，
∴∠ACB=∠DEC ，
在△ABC 和△CDE 中，
∵ABC CDE ACB DEC AC CE ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
∴△ABC ≌△CDE
∴BC=DE
∵222
AB BC AC +=
∴222AB DE AC +=
∴b 的面积为5+11=16，故选D ．
【总结】此题巧妙的运用了勾股定理解决了面积问题，考查了对勾股定理几何意义的理解能力，根据三角形全等找出相等的量是解答此题的关键．
举一反三：
【变式】如图，所有三角形都是直角三角形，所有四边形都是正方形，已知S 1=4，S 2=9，S 3=8，S 4=10，则S=（ ）
A.25
B.31
C.32
D.40
【答案】解：如图，由题意得：
AB 2=S 1+S 2=13，
AC 2=S 3+S 4=18，
∴BC 2=AB 2+AC 2=31，
∴S=BC 2=31，
故选B ．
类型五、利用勾股定理解决实际问题
例题5、有一个小朋友拿着一根竹竿要通过一个长方形的门，如果把竹竿竖放就比门高出1尺，斜放就恰好等于门的对角线，已知门宽4尺，求竹竿高与门高．
【思路点拨】根据题中所给的条件可知，竹竿斜放就恰好等于门的对角线长，可与门的宽和高构成直角三角形，运用勾股定理可求出门高．
【答案与解析】
解：设门高为x 尺，则竹竿长为（x +1）尺，
根据勾股定理可得：
x 2+42=（x +1）2，即x 2+16=x 2+2x +1，
解得：x=7.5，
竹竿高=7.5+1=8.5（尺）
答：门高7.5尺，竹竿高8.5尺．
【总结】本题考查勾股定理的运用，正确运用勾股定理，将数学思想运用到实际问题中是解答本题的关键．
举一反三：
【变式】如图所示，一旗杆在离地面5m 处断裂，旗杆顶部落在离底部12m 处，则旗杆折断前有多高？
【答案】
解：因为旗杆是垂直于地面的，所以∠C ＝90°，BC ＝5m ，AC ＝12m ，
∴ 22222512169AB BC AC =+=+=．
∴ 13AB =(m )．
∴ BC ＋AB ＝5＋13＝18(m )．
∴ 旗杆折断前的高度为18m ．。