例题 1:已知两边求第三边
题目: 在 Rt△ABC 中,∠C = 90°。若 a = 6, b = 8,求 c 的长;若 c = 10, a = 6,求 b 的长。
解析:
这是一道基础题,旨在考察对公式 a² + b² = c² 的直接应用。
① 当已知两直角边 a=6, b=8 时:
由勾股定理得:c² = a² + b² = 6² + 8² = 36 + 64 = 100。
因为 c > 0,所以 c = 10。
② 当已知斜边 c=10 和直角边 a=6 时:
由勾股定理得:b² = c² - a² = 10² - 6² = 100 - 36 = 64。
因为 b > 0,所以 b = 8。
提示: 注意区分已知的是直角边还是斜边。求斜边时用加法,求直角边时用减法,切忌混淆。
例题 2:矩形折叠问题
题目: 如图,将长方形纸片 ABCD 沿对角线 BD 折叠,使点 C 落在点 C' 处,BC' 交 AD 于点 E。若 AB = 4, BC = 8,求 DE 的长。
解析:
折叠问题的核心在于全等和对称。
1. 由折叠性质可知:△BCD ≌ △BC'D,所以 ∠CBD = ∠C'BD,CD = C'D = AB = 4。
2. 因为矩形 ABCD 中 AD // BC,所以 ∠ADB = ∠CBD(内错角相等)。
3. 结合 1 和 2,可得 ∠ADB = ∠C'BD,即 ∠EDB = ∠EBD。
4. 所以 △EBD 是等腰三角形,EB = ED。
5. 设 DE = x,则 BE = x,AE = AD - DE = 8 - x。
6. 在 Rt△ABE 中,应用勾股定理:
AB² + AE² = BE²
4² + (8 - x)² = x²
16 + 64 - 16x + x² = x²
80 - 16x = 0
16x = 80
x = 5
所以,DE = 5。
例题 3:最短路径问题(蚂蚁爬行)
题目: 一个圆柱体高 12cm,底面半径 3cm。一只蚂蚁从下底面点 A 出发,沿圆柱侧面爬行到上底面点 B 处,A、B 两点在圆柱侧面上相对(即轴截面相对)。求蚂蚁爬行的最短路程。(π 取 3)
解析:
立体图形表面的最短路径问题,通常需要将侧面展开成平面图形来解决。
1. 将圆柱侧面沿母线展开,得到一个矩形。
2. 矩形的宽等于圆柱的高,即 12cm。
3. 矩形的长等于圆柱底面周长。因为 A、B 相对,所以水平距离为底面周长的一半。
底面周长 C = 2πr = 2 × 3 × 3 = 18cm。
水平距离 = 18 / 2 = 9cm。
4. 在展开图中,蚂蚁的最短路径即为连接起点和终点的线段长。这构成了一个直角三角形,两直角边分别为 9cm 和 12cm。
5. 应用勾股定理:
路程² = 9² + 12² = 81 + 144 = 225
路程 = √225 = 15cm。
所以,蚂蚁爬行的最短路程为 15cm。
例题 4:数形结合与面积法
题目: 已知直角三角形的两条直角边长分别为 5 和 12,求斜边上的高。
解析:
这类题目考察的是等面积法与勾股定理的结合。
1. 首先求斜边 c:
c = √(5² + 12²) = √(25 + 144) = √169 = 13。
2. 设斜边上的高为 h。
3. 利用三角形面积公式:S = 1/2 × 直角边1 × 直角边2 = 1/2 × 斜边 × 斜边上的高。
即:5 × 12 = 13 × h
60 = 13h
h = 60/13
所以,斜边上的高为 60/13。