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巧用勾股定理列方程求解几何计算题

时间:2024-05-09 02:22:33

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巧用勾股定理列方程求解几何计算题

勾股定理被被誉为千古第一定理,是“几何学的基石和明珠”,也是相关考试中的重点考查内容之一,勾股定理除了可以解决“已知直角三角形的两条边长,求第三边”外,在求解折叠、切线、特殊四边形计算等问题时,也常会出现直角三角形及其边长的一些数量关系,此时可结合题意,借助相关概念及图形性质,找到或者构造出各边之间存在着某些数量关系的直角三角形,从而利用勾股定理列出方程求解.下面对这类问题进行归类整理.

一、已知三角形的一条边长,及另两边的数量关系

这类问题关键是首先要找到或构造出这样的一个直角三角形,利用全等、等腰三角形、切线等性质确定其中两边的数量关系.那么,这两条边都可以用含同一个字母的代数式表示,然后利用勾股定理列出方程,求解即可.

1、利用全等的性质建立数量关系

例1 (泰州中考题)如图1,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,P为AD上一点,将⊿ABP沿BP翻折至⊿EBP,PE与CD相交于点O,且OE=OD,则AP的长为_.

分析 根据OE=OD,可以证明⊿ODP≌⊿OEG,从而得到EG=DP,EP=DG.若设AP=x,则CG、BG

可以用含x的代数式表示.在RT⊿BCG中,BC的长已知,利用勾股定理列出方程求解即可.

2、利用等腰三角形性质建立数量关系

例2 (哈尔滨中考题)如图2,在矩形ABCD中,M为BC边上一点,连结AM,过点D作DE⊥AM,垂足为E.若DE=DC=1,AE=2EM,则BM的长为_.

分析 已知点D到∠AMC两边的距离相等,连结DM,可证明EM=CM,DM平分∠AMC,结合

AD∥BC,由“两平”可得到⊿ADM是等腰三角形.若设EM=X,则AM,BM可以用含x的代数式表示.在⊿ABM中,AB的长已知,利用勾股定理列出方程求解即可.

3、利用切线的性质建立数量关系

例3 (宁波中考题)如图3,在矩形ABCD中,AB=8,AD=12,过点A,D两点的

⊙O与BC边相切于点E,则⊙O的半径为_.

分析 根据切线的性质,连结OE,则OE⊥,结合AD∥,反向延长OE交AD于点F,则OF⊥AD.若连结OA,在RT⊿OAF中,AF的长已知,OF、OA的长可以用含r的代数式表示,利用勾股定理列出方程求解即可.

二、一个直角三角形的三条边可以用含同一个未知数的代数式表示

这类问题与第一类类似,关键是要结合题目的条件,利用折叠、相似等性质,找到或者构造这样的一个直角三角形,将三边用含同一个字母的代数式表示,然后利用勾股定理列出方程,求解即可.

1、利用折叠建立数量关系

例4 (杭州中考题)如图4,折叠矩形纸片ABCD时,发现可以进行如下操作:①把⊿ADE翻折,点A落在DC边上的点F处,折痕为DE,点E在AB边上;②把纸片展开并铺平,得到正方形AEFD;③把⊿CDG翻折,点C落在直线AE上的点H处,折痕为DG,点G在BC边上.若AB=AD+2,EH=1,则AD=_.

分析若设AD=X,由折叠可知DH=DC=X=2,AH=AE-HE=X-1.在RT⊿ADH中,三条边长可以用含X的代数式表示,利用勾股定理列出方程求解即可.

2、利用相似建立数量关系

例5 (潍坊中考题)如图5,将一张矩形纸片ABCD的边BC斜着向AD边对折,使点

B落在AD边上,记为B,折痕为CE;再将CD边斜向下对折,使点D落在BC边上,记为D,折痕为CG,BD=2,BE=BC,矩形纸片ABCD的面积为_.

分析 由折叠,可知∠EBC=∠B=90°.根据“一线三垂足”模型,易证⊿AEB:⊿DBC,且相似比为.在RT⊿AEB中,若设BE=X,则三边都可以用含X的代数式表示,利用勾股定理列出方程求解即可.

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