数学
(2007·巴中)在学习勾股定理时,我们学会运用图(I)验证它的正确性;图中大正方形的面积可表示为:
(a+b)
2
,也可表示为:c
2
+4·(
1
2
ab),
即(a+b)
2
=c
2
+4·(
1
2
ab)由此推出勾股定理a
2
+b
2
=c
2
,这种根据图形可以极简单地直观推论或验证数学规律和公式的方法,简称“无字证明”.
(1)请你用图(II)(2002年国际数字家大会会标)的面积表达式验证勾股定理(其中四个直角三角形全等);
(2)请你用(III)提供的图形进行组合,用组合图形的面积表达式验证(x+y)
2
=x
2
+2xy+y
2
;
(3)请你自己设计图形的组合,用其面积表达式验证:(x+p)(x+q)=x
2
+px+qx+pq=x
2
+(p+q)x+pq.
如图,是用硬纸板做成的两种直角三角形各有若干个,图①中两直角边长分别为a和b,斜边长为c;图②
中两直角边长为c.请你动脑,将它们拼成一个能够证明勾股定理的图形.
(1)请你画出一种图形,并验证勾股定理.
(2)你非常聪明,能再拼出另外一种能证明勾股定理的图形吗?请画出拼后的图形(无需证明).
如图是美国总统Garfield于1876年给出的一种验证勾股定理的办法.
(1)说一说,图中的△CDE可以由△ABC通过怎样的变换得到;
(2)你能利用这个图形验证勾股定理吗?
美国第二十届总统加菲尔德也曾经给出了勾股定理的一种证明方法,如图,他用两个全等的直角三角形和一个等腰直角三角形拼出了一个直角梯形,请你利用此图形验证勾股定理.
小明学了勾股定理后很高兴,兴冲冲的回家告诉了爸爸:在△ABC中,若∠C=90°,BC=a,AC=b,AB=c,如下图,根据勾股定理,则a
2
+b
2
=c
2
.爸爸笑眯眯地听完后说:很好,你又掌握了一样知识,现在考考你,若不是直角三角形,那勾股定理还成不成立?若成立,请说明理由;若不成立,请你类比勾股定理,试猜想a
2
+b
2
与c
2
的关系,并证明你的结论.〔下图备用)
我们运用图(I)图中大正方形的面积可表示为(a+b)
2
,也可表示为c
2
+4×
1
2
ab,即(a+b)
2
=c
2
+4×
1
2
ab由此推导出一个重要的结论a
2
+b
2
=c
2
,这个重要的结论就是著名的“勾股定理”.这种根据图形可以极简单地直观推论或验证数学规律和公式的方法,简称“无字证明”.
(1)请你用图(Ⅱ)(2002年国际数字家大会会标)的面积表达式验证勾股定理(其中四个直角三角形的较大的直角边长都为a,较小的直角边长都为b,斜边长都为c).
(2)请你用(Ⅲ)提供的图形进行组合,用组合图形的面积表达式验证:(x+y)
2
=x
2
+2xy+y
2
(3)现有足够多的边长为x的小正方形,边长为y的大正方形以及长为x宽为y的长方形,请你自己设计图形的组合,用其面积表达式验证:(x+y)(x+2y)=x
2
+3xy+2y
2
.
由两个边长分别为a、b、c的直角三角形和一个两条直角边为c的直角三角形可以拼凑成一个新的图形,如图所示:
(1)请你用两种不同的方法分别计算所得的新图形的面积,然后再比较二者的结果,看看你能发现什么公式?
(2)若上述直角三角形的边a、b的长度分别为a=4,b=3,请你运用“你发现的公式”求出边c的长度.
如图所示,是两个相同的直角三角形拼成的梯形ABCD,直角三角形的三边长分别是a、b、c.
(1)求所拼成的梯形的面积;
(2)换一种思路求梯形的面积,并说明a、b、c存在数量关系:a
2
+b
2
=c
2
.
大家在学完勾股定理的证明后发现运用“同一图形的面积不同表示方式相同”可以证明一类含有线段的等式,这种解决问题的方法我们称之为面积法.学有所用:在等腰三角形ABC中,AB=AC,其一腰上的高为h,M是底边BC上的任意一点,M到腰AB、AC的距离分别为h
1
、h
2
.
(1)请你结合图形来证明:h
1
+h
2
=h;
(2)当点M在BC延长线上时,h
1
、h
2
、h之间又有什么样的结论.请你画出图形,并直接写出结论不必证明;
(3)利用以上结论解答,如图在平面直角坐标系中有两条直线l
1
:y=
3
4
x+3,l
2
:y=-3x+3,若l
2
上的一点M到l
1
的距离是
3
2
.求点M的坐标.
如图,网格中的图案是美国总统Garfield于1876年给出的一种验证某个著名结论的方法:
(1)请你画出直角梯形EDBC绕EC中点O顺时针方向旋转180°的图案,你会得到一个美丽的图案.(阴影部分不要涂错).
(2)若网格中每个小正方形边长为单位1,旋转后A、B、D的对应点为A′、B′、D′,求四边形ACA′E的面积?
(3)根据旋转前后形成的这个美丽图案,你能说出这个著名的结论吗?若能,请你写出这个结论.
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