這一節我要講一個幾何中特別重要的知識,勾股定理。在中國古代就已經有了勾股定理的存在,公元前一世紀的《周髀算經》中有勾三股四弦五的記載。意思是,如果一個直角三角形的兩直角邊是3,4。那麼斜邊的長度就是5。算一算3^2+4^2恰好等於5^2。也就是說在直角三角形中兩條直角邊a跟b的平方和等於斜邊c的平方,這就是勾股定理勾股定理。勾股定理最早的證明是古希臘數學家畢達哥拉斯,在公元前五世紀給出的。所以在國外也被稱為畢達哥拉斯定理。相傳他證明出這個定理後非常高興殺了100頭牛慶祝,於是就有人稱它為百牛定理,他是怎麼證明的呢?
他畫了如上圖兩個邊長都為a+b面積相等的大正方形,然後各自刪掉四個相同的直角三角形。剩下的面積肯定還相等,這時右邊剩兩個小正方形面積和是a^2+b^2,左邊還剩一個小正方形面積是c^2。所以a^2+b^2=c^2。在這裡強調一點,一點不要單純的記憶字母公式,在運用勾股定理求直角三角形邊長時,一定要注意分清直角邊和斜邊,有時候出題老師會把a,c作為直角邊,b作為斜邊,單純記公式那就很容易出錯。既然知道了什麼叫勾股定理那麼我們就得學會怎麼用了。
經典例題1:如圖,圓柱底面半徑為2,高為9π,點A、B分別是圓柱兩底面圓周上的點,且A、B在同一母線上,用一棉線從A順著圓柱側面繞3圈到B,求棉線最短為多少?
解:圓柱體的展開圖如圖所示:用一棉線從A順著圓柱側面繞3圈到B的運動最短路線是:AC→CD→DB;即在圓柱體的展開圖長方形中,將長方形平均分成3個小長方形,A沿著3個長方形的對角線運動到B的路線最短;∵圓柱底面半徑為2,∴長方形的寬即是圓柱體的底面周長:2π*2=4π;又∵圓柱高為9π,∴小長方形的一條邊長是3π;根據勾股定理求得AC=CD=DB=15π。
例2:如圖,一架2.5米長的梯子AB斜靠在豎直的牆AC上,這時梯子底部B到牆底端的距離為0.7米,考慮爬梯子的穩定性,現要將梯子頂部A沿牆下移0.4米到A′處,問梯子底部B將外移多少米?
勾股定理的應用學習對於幾何來說,有著非常重要的作用,它把實際問題轉化成幾何模型,在將幾何知識轉化為代數知識。因此對於這個知識點,還是需要仔細吃透的。還有在強調一次,在運用勾股定理求直角三角形邊長時,一定要注意分清直角邊和斜邊。