师:屏幕前的同学们,你们好!今天很高兴和大家一起学习。上节课,我们学习了勾股定理的探索与证明。首先,我们来回顾勾股定理的内容。谁能说一说?
生:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方。
师:非常正确,这是定理的文字语言。现在我们画出图形,结合图形一起说出符号语言。如图,在Rt△ABC中,∠C = 90°,则有a2 + b2 = c2。对于定理,我们要掌握好文字语言、图形语言与符号语言三者之间的关系,并能熟练转化。不过,要想应用好定理,不能只停留在知识的罗列上,老师有两点要提醒大家。
第一,勾股定理是直角三角形三边之间的特殊性质,要应用好定理,首先要建立直角三角形模型。第二,勾股定理用等式表达,所以可以变形。比如a2 = c2 - b2,也可以是b2 = c2 - a2。也就是说,只要知道直角三角形的两条边,就能求出第三条边。这个式子本质是等式,如果要求某条边,我们可以设出未知量,进而表示出其他边,根据勾股定理建立方程,求出未知量。
数学知识源于生活,又服务于生活。下面我们来看勾股定理在实际生活中的应用。请同学们读一读题目,老师带着大家精读。一个门框尺寸如图所示,一块长3米、宽2.2米的长方形木板,能否从门框内通过?我们要解决的问题是能否通过,思考一下,在数学中这是要解决什么问题?长方形木板从门框通过,通常有哪些方法?
生:可以横着过、竖着过,还能斜着过。
师:直观比较发现,横着过和竖着过都不行,因为长方形木板的长宽都大于门框的宽和高。那只能试试斜着是否能通过。此时,我们要解决什么问题?求出图中哪条线段的长度?
生:求出门的斜对角线长度。
师:对,我们分析理清关系后,抽象出几何图形,并用符号写出数量关系。在Rt△ABC中,已知∠B = 90°,AB = 1米,BC = 2米,要求斜边AC的长。这里可直接利用勾股定理求解,大家一起算一算。
生:根据勾股定理,在Rt△ABC中,∠B = 90°,斜边AC2 = AB2 + BC2,代入数据得AC2 = 12 + 22 = 5,所以AC = √5。
师:通过计算器可得√5约等于2.24,因为木板宽2.2米,所以木板宽斜着能从门框内通过。回到实际问题,答案就是可以通过。解决完一个问题,不能只关注答案,要看经历了怎样的过程。对于这个问题,我们先审题,要精读并标记重要信息,然后分析抽象出数学图形和符号表达,也就是建立数学模型,接着解答模型,最后回到实际问题得出答案。
好,解决完这个问题,我们继续深入。现有一楼房发生火灾,消防队员要用消防车上的云梯救人。如图,已知云梯最多伸长到10米,消防车高3米。先从9米高处救人,还要从12米高处救人,这时消防车要从原处向着火楼房靠近多少米?要求精确到0.1米。由于有两次救人,我们区分一下,这是第一次救人,这是第二次救人。
我们对照实物图,精读题目,分析整个事件过程。云梯升至最长救人是10米,消防车高3米。把楼房抽象成一条竖直线,地面抽象成一条水平线,云梯上端点离地面9米,这里表示消防车高度3米。为在更高处救人,消防车前进到这个位置,云梯升至更高处,上端点离地面12米。从消防车上端抽象出一条水平线,这条线垂直于楼房的竖直线。
分析完后,我们抽象出几何图形。如图,AF代表第一次救人时消防车位置,AF是3米,B代表第一次救人时云梯上端点,BE长度是9米。接着消防车前进到CD位置,CD是第二次救人时云梯长度,云梯长度始终是10米,D为第二次救人高度,离地面12米。因为这条线垂直于楼房,所以消防车高度在楼房上的体现,OE也是3米。
我们用分析法,要求AC长度。可以发现AC = AO - OC,分别求AO和OC。求AO,在Rt△AOB中,只要知道AB和OB就能求出AO长度,AB是云梯长度已知,OB可通过BE - OE求得。求OC,在Rt△OCD中,知道CD和OD就能求出OC长度,CD是云梯长度已知,OD可通过12 - OE求得。
分析完毕,如果按这个思路求解,把分析思路逆过来书写求解过程即可。我们再想想有没有其他办法。要求AC,设AC为x,根据AC = AO - OC,AO可在Rt△AOB中求出,用含x式子表示OC,在Rt△OCD中根据勾股定理建立方程,求解未知量x的值,这体现了勾股定理中方程的思想。
