师:同学们好,今天我们一起来学习人教版八年级下册第17章的小结与复习,主要学习勾股定理及其逆定理的应用。上课前,我们先明确学习目标。第一,通过回顾勾股定理及其逆定理,了解它们之间的区别与联系;第二,通过解决具体问题,掌握勾股定理及其逆定理的应用方法。
我们已经学完勾股定理这一章,下面回顾一下知识。直角三角形三边有特殊数量关系,以直角三角形三边为边长在外部构造三个正方形,通过探究面积关系,可得两小正方形面积和等于大正方形面积,即两直角边平方和等于斜边平方,这就是勾股定理。通常我们会研究一个数学结论的逆命题是否成立,把勾股定理的条件和结论互换,得到它的逆命题,通过构造法证明该逆命题成立,于是有了勾股定理的逆定理。
勾股定理及其逆定理从不同角度研究直角三角形,下面看看它们的区别和联系。勾股定理反映直角三角形的性质,描述三边数量关系,是由形到数的过程;勾股定理的逆定理是直角三角形的判定方法,通过计算三边数量关系判断三角形是否为直角三角形,是由数到形的过程,这种数形结合思想在数学解题中经常用到。下面看如何用这两个定理解决具体数学题目。
看这道题,已知直角三角形,∠C = 90°,两直角边分别为3和4,求斜边的长。根据勾股定理,很快算出AB = 5。如果把∠C = 90°这个条件去掉,又怎么求AB的长呢?问题一,去掉该条件意味着直角不确定,斜边也不确定,而用勾股定理计算需知道斜边和直角边,所以接下来要对谁是斜边进行分类讨论。这里有三条边AC、BC和AB,显然AC比BC短,不可能为斜边,那么斜边就是BC和AB这两种情况。
斜边确定后,画出示意图并标上数据。看这两种情况,题目又转化为直角三角形已知两边长求第三边的基本问题。第一个图里,AB = √(AC2 + BC2),代入数据可得AB = 5,写的时候注意先用字母表达式,再代入数据。后面这种情况,AB是直角边,AB = √(BC2 - AC2),代入数据可得AB = √7,所以AB = 5或√7。
同学们,如果老师再把直角三角形这个条件去掉,还能求AB吗?问题二,没有直角这个条件,就无法用勾股定理列等式,所以求不出AB。能求出AB的范围吗?根据直角三角形三边大小关系,第三边大于两边之差,小于两边之和,所以AB大于1小于7。同学们不妨思考一下,在AB的这个范围内,AB取何值时,三角形ABC是直角三角形呢?根据刚才的问题一,不难得到AB = 5或√7。如果答案不确定,还可以用勾股定理的逆定理验算,比较两个小边的平方和与大边的平方,如果结果一样,就是直角三角形。
到这里,我们学习的题目都是知道三角形两边,求第三边或第三边范围。老师把条件改一下,改为一个锐角加一个边,怎么求其他边的长度呢?问题三,直角三角形中∠B = 30°,同学们想到什么数学知识?对,直角三角形中30°角所对的边等于斜边的一半。这里30°角所对的边是AC,长度等于4,所以斜边AB = 8。通过这步转化,又变成已知直角三角形两边求第三边的问题了。我们一起写一下过程:
解:在Rt△ABC中,∠B = 30°,可得AB = 2AC = 8,这一步把角的条件转化为边的结论。在直角三角形里求第三边,BC = √(AB2 - AC2),代入数据可得BC = √48,化简后答案是4√3。这个题能解决的关键在于把角的条件转化为边的结论。
下面再看这道题,求三角形ABC的面积,我们会想到三角形面积公式:底×高÷2。看题目,高AD = 3已知,只需要求出BC边的长度就能求出面积。题目中有个条件AB = AC = BC,三条边相等,说明这是个等边三角形,除了得出等边,还能得出等角,三个内角都等于60°。等边三角形的高线,结合等腰三角形三线合一的性质,可知AD还平分顶角∠BAC和底边BC,所以∠BAD = ∠CAD = 30°。
