师:同学们大家好,前面几节课我们了解了勾股定理的前世今生。作为世界十大定理之一,它的重要性不言而喻,为我们打开了通往几何世界的另一扇大门。上节课,大家学习了勾股定理的逆定理,这是一种利用代数计算判定直角三角形的方法。我们先来回顾一下,直角三角形有哪些性质?怎样判断一个三角形是直角三角形呢?

  生:直角三角形有一个角是90度。

  师:没错,有一个角是90度的三角形就是直角三角形。在八年级上册学习三角形内角和定理时,有一个推论:直角三角形两锐角互余。它的逆命题是什么呢?

  生:有两个角互余的三角形是直角三角形。

  师:非常好。勾股定理的逆定理同样可以判断一个三角形是直角三角形。我们先来复习一下这两个重要的定理。勾股定理的条件是一个三角形是直角三角形,结论是a2 + b2 = c2,由直角三角形的特殊性得到三边之间的数量关系。勾股定理的逆定理条件是在三角形ABC中,a2 + b2 = c2,结论是这个三角形是直角三角形,且最大边c所对的角C是直角,由三边之间的数量关系得到三角形的特殊性。现在进行热身训练,判断下列三边组成的三角形是不是直角三角形?如果是直角三角形,那么这三个数是不是一组勾股数呢?请同学们口算并得出结果。

  生:(思考、计算后回答)

  师:判断是不是直角三角形,关键是判断较小两边平方和是不是等于最大边的平方。这里c都是最大的边,所以我们只要判断是否满足a2 + b2 = c2就可以了。通过计算不难得出,能组成直角三角形的是3、4,其中3、4是勾股数。还记得什么是勾股数吗?

  生:能够成为直角三角形三条边长度的三个正整数,称为勾股数。

  师:很好。再来观察3、4这两组数,它们有什么相似之处呢?

  生:3中的三个数分别是3、4、5的二倍,4中的三个数分别是3、4、5的五倍。

  师:对,3、4、5是一组常见的勾股数,3、4、5的二倍、五倍也是勾股数,那么3、4、5的正整数倍都是勾股数吗?我们通过例一来寻找问题的答案。

  请看例一:在三角形ABC中,∠C = 90°,AB = c,BC = a,AC = b。证明当a、b、c为勾股数时,ka、kb、kc(k为正整数)也是勾股数。请同学们思考一下如何证明。

  生:(思考)

  师:要证明ka、kb、kc是勾股数,必须要证明ka、kb、kc满足勾股定理逆定理的条件。首先我们要确定最大的数,由题意可知,∠C = 90°,所以c最大,同理kc也最大。我们只需要证明(ka)2 + (kb)2 = (kc)2即可。由题意得a2 + b2 = c2,(ka)2 + (kb)2 = k2a2 + k2b2,提取公因数k2等于k2(a2 + b2),因为a2 + b2 = c2,所以又等于k2c2,(kc)2 = k2c2,这个时候我们就得到了数量关系(ka)2 + (kb)2 = (kc)2,所以ka、kb、kc是勾股数。

  显然我们通过逆定理解决了问题,得出了结论:常见的勾股数的正整数倍也是勾股数。常见的勾股数有3、4、5;5、12、13;6、8、10;7、24、25;8、15、17;9、40、41等。记住这些勾股数在以后的解题中可以减少计算量,达到快速答题的效果。我们能不能用代数式来表示所有的基本勾股数呢?下面我们将通过拓展提高来解决这个疑问,找到规律。

  请看拓展提高:已知在三角形ABC中,三条边长分别为a = m2 - n2,b = m2 + n2,c = 2mn。其中m,n是任意给定的正整数,(m > n)。求证三角形ABC是直角三角形。同学们拿出草稿纸尝试证明。

  生:(在草稿纸上计算)

  师:要证明三角形ABC是直角三角形,关键是找到逆定理成立的条件。首先要分辨出谁是最长的边。我们可以取符合条件的m、n的值,比如令m = 2,n = 1,此时a = 3,b = 5,c = 4。显然b最大。所以我们只需要证明a2 + c2 = b2就可以了。

  因为a2 = (m2 - n2)2,利用完全平方公式展开,等于m? - 2m2n2 + n?,c2 = 4m2n2,b2 = (m2 + n2)2,再次利用完全平方公式展开等于m? + 2m2n2 + n?。我们把a2、c2加起来等于m? - 2m2n2 + n? + 4m2n2,合并同类项等于m? + 2m2n2 + n?,恰好等于b2。

  勾股定理逆定理成立的条件我们找到了,所以三角形ABC是直角三角形。大家注意,这里的a、b、c是由含m、n的代数式表示的,我们把这样的数称为毕达哥拉斯数,也就是勾股数。由这个公式我们可以得到所有的基本勾股数。以勾股数的正数倍作为三边组成的三角形,一定是直角三角形。

  如果题目已知边的长度,我们可以直接通过平方的计算找到三边的数量关系,确定形状。但有些题目很难找到一些边长,此时又该如何解答呢?请看练习:已知三角形ABC三边长a、b、c满足a + b = 4,ab = 1,c = √14,说明三角形ABC是直角三角形。请同学们开动脑筋尝试一下。

  生:(思考、计算)

  师:本题中没有直接给出a、b的长度,而是以两边的和与积的形式出现。如果要直接求出a、b,过程会很复杂,同学们可以课后继续尝试。我们发散思维,在上一章根与系数关系中,大家学过由两根之和与两根之积推出两根的平方和。这里可以同样操作。利用a + b和ab得到a2 + b2的值,从而避免了复杂的计算。因为a + b = 4,ab = 1,所以a2 + b2 = (a + b)2 - 2ab。

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《8年级下册泸科版数学 18.2勾股定理的逆定理(2) 逐字稿-4,276字 第3版》.docx
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