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勾股定理的内容是“直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方”,它实现了从形到数的转化;勾股定理的逆定理的内容是“如果三角形两条边的平方和等于第三边的平方,那么这个三角形就是直角三角形”,它实现了从数到形的转化。在求解看似复杂难解的几何问题时,若可以利用数学转化思想将多边形问题转化成三角形问题,或将立体图形问题转化为平面图形的问题,就可以借助勾股定理或其逆定理顺利求解了。下面举例分析。
一、将四边形转化成三角形,借助勾股定理及其逆定理求解
例1某街心公园中间有一块形状如图l所示的草坪,已知各边长度分别为AB =3 m,BC=4 m, CD=12 m, DA=13 m,且AB⊥BC,求这块草坪的面积。
解:因为AB⊥ BC,所以在Rt△ABC中,有AC2 =AB2 BC2,解得AC=5 m。又有ACz CD2=DA2,由勾股定理的逆定理可知,△ACD是直角三角形,且∠ACD=
90°。所以S四边形ABCD=S△ABC S△ACD=1/2×3×4 1/2×5×12=36(m2)。
二、将圆柱体转化为平面图形,借助勾股定理求解
例2 如图2所示,已知圆柱的底面直径BC=6/πm,高AB=
3m,小虫在圆柱表面爬行,从C点爬到A点,然后再沿另一面爬回C点,求小虫爬行的最短路程。
解:把圆柱侧面展开,如图3所示,点A、C的最短距离为线段AC的长。在Rt△ADC中,∠ADC=90°,CD=AB= 3m,AD=1/2π×6/πm=3m,由勾股定理得AC2 =AD2 DC2,解得AC=3√2m。因此小虫爬行的最短路程为2AC=6√2m。
三、将长方体转化为平面图形,借助勾股定理求解
例3 如图4所示,一实心長方体的相邻三条棱的长度分别为AB=4 m,BC=2 m,BB1=1 m。一只蚂蚁从长方体的顶点A出发,沿长方形的表面爬到对角顶点C1处。则蚂蚁怎样走路线最短?最短路线的长度是多少?
解:蚂蚁从A点出发到达C1点,有6条路线可选,即经过正面和右面、经过正面和上面、经过下面和背面、经过下面和右面、经过左边和上面、经过左面和背面。因为长方体的相对面完全相同,所以正面和右面的展开图与背面和左面的展开图完全相同。
小结:勾股定理及其逆定理是数学转化思想的典型表现,数学规律、公式、思想都不是孤立存在的,同学们在学习数学学科的过程中,既要掌握基本概念和规律,还要多思多想,做到举一反三、融会贯通。
作者单位:江苏省南通特殊教育中心
一、将四边形转化成三角形,借助勾股定理及其逆定理求解
例1某街心公园中间有一块形状如图l所示的草坪,已知各边长度分别为AB =3 m,BC=4 m, CD=12 m, DA=13 m,且AB⊥BC,求这块草坪的面积。
解:因为AB⊥ BC,所以在Rt△ABC中,有AC2 =AB2 BC2,解得AC=5 m。又有ACz CD2=DA2,由勾股定理的逆定理可知,△ACD是直角三角形,且∠ACD=
90°。所以S四边形ABCD=S△ABC S△ACD=1/2×3×4 1/2×5×12=36(m2)。
二、将圆柱体转化为平面图形,借助勾股定理求解
例2 如图2所示,已知圆柱的底面直径BC=6/πm,高AB=
3m,小虫在圆柱表面爬行,从C点爬到A点,然后再沿另一面爬回C点,求小虫爬行的最短路程。
解:把圆柱侧面展开,如图3所示,点A、C的最短距离为线段AC的长。在Rt△ADC中,∠ADC=90°,CD=AB= 3m,AD=1/2π×6/πm=3m,由勾股定理得AC2 =AD2 DC2,解得AC=3√2m。因此小虫爬行的最短路程为2AC=6√2m。
三、将长方体转化为平面图形,借助勾股定理求解
例3 如图4所示,一实心長方体的相邻三条棱的长度分别为AB=4 m,BC=2 m,BB1=1 m。一只蚂蚁从长方体的顶点A出发,沿长方形的表面爬到对角顶点C1处。则蚂蚁怎样走路线最短?最短路线的长度是多少?
解:蚂蚁从A点出发到达C1点,有6条路线可选,即经过正面和右面、经过正面和上面、经过下面和背面、经过下面和右面、经过左边和上面、经过左面和背面。因为长方体的相对面完全相同,所以正面和右面的展开图与背面和左面的展开图完全相同。
小结:勾股定理及其逆定理是数学转化思想的典型表现,数学规律、公式、思想都不是孤立存在的,同学们在学习数学学科的过程中,既要掌握基本概念和规律,还要多思多想,做到举一反三、融会贯通。
作者单位:江苏省南通特殊教育中心