《勾股定理的应用》学案
教学内容:教材第13至15页,勾股定理的应用
教学目标:
1、知识目标:运用勾股定理及勾股定理的逆定理解决简单的实际问题;
2、能力目标:培养学生运用所学知识解决实际问题的意识,增强学生的数学应用能力。通过与同伴交流,培养协作与交流的意识;
3、情感目标:通过创设问题情境让学生主动参与,激发学生学习数学的热情和兴趣。增强学数学的自信心。
教学重点:
探索、发现给定事物中隐含的勾股定理及其逆及理,并用它们解决生活实际问题.
教学难点:
勾股定理及逆定理的灵活运用
教学方法与教学手段:
1、情境探究、师生互动
2、自主探索、分层推进
3、教具演示、直观形象
教学过程:
一.情景导入
从二教楼到综合楼怎样走最近?说明理由。(多媒体展示如下图片,让学生回忆“两点之间,线段最短”的性质)
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设计意图:通过回忆线段的性质,为探究一的学习打基础,有助于学生对教材内容的进一步学习
二.教学新知
(一)探究活动一:蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短距离问题
教师用多媒体展示如下内容:
1.3wbr勾股定理的应用教案如图,有一个圆柱,它的高等于12cm,底面圆的周长是18cm.在圆柱下底面的A点有一只蚂蚁,它想吃到上底面上与A点相对的B点处的食物,需要爬行的最短路程是多少?
首先,多媒体展示下面问题:
1你认为蚂蚁沿圆柱侧面从A点到B点有几条线路可走?你觉得
哪条线路最短?
3.将右图的圆柱侧面剪开展开成一个长方形,A,B两点分别在
长方形的什么位置?从A点到B点的路线有几条?哪条最短?
3.蚂蚁从A点出发,想吃到B点上的食物,它沿圆柱侧面爬行的最短路程是多少?你是如何解答这个问题的?画出图形,写出解答过程。
4.想一想,你是如何将这个实际问题转化为数学问题的?
接下来,学生分为4人活动小组,合作探究蚂蚁爬行的最短路线,充分讨论后,汇总各小组的方案,在全班范围内讨论每种方案的路线计算方法,通过具体计算,总结出最短路线.
学生讨论之后,总结出4种方案(多媒体展示)
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让学生发现:沿圆柱体母线剪开后展开得到矩形,研究“蚂蚁怎么走最近”就是研究两点连线最短问题,引导学生体会利用数学解决实际问题的方法.通过学生的合作探究,找到解决“蚂蚁怎么走最近”的方法,将曲面最短距离问题转化为平面最短距离问题并利用勾股定理求解.
最后,在学生自主求出AB之间的最短距离后,总结出计算立体图形中不在同一平面内的两点之间的最短距离的方法:
(1)将立体图形转化为平面图形;
(2)找出原立体图形中两点在展开的平面图形中的具体位置;
(3)构造出直角三角形,并求出直角三角形中的相关边长.
(4)利用勾股定理求出两点之间的最短距离。
设计意图:通过学生的合作探究,找到解决“蚂蚁怎么走最近”的方法,将曲面最短距离问题转化为平面最短距离问题并利用勾股定理求解。在活动中体验数学建摸,培养学生与人合作交流的能力,增强学生探究能力,操作能力,分析能力,发展空间观念.
(二)探究活动二:利用勾股定理逆定理如何判断两线垂直?
教师用多媒体出示课本上的“做一做”,并提出问题:
D
C
1.3wbr勾股定理的应用教案李叔叔想要检测雕塑底座正面的AD边和BC边是否分别垂直底边AB,但他随身只带了卷尺。(参看P13页雕塑图1-13)
(1)你能替他想办法完成任务吗?
A
B
(2)李叔叔量得AD的长是30cm,AB的长是40cm,
BD长是50cm.AD边垂直于AB边吗?你是如何解决这个问题的?
(3)小明随身只有一个长度为20cm的刻度尺,他能有办法检验AD边是否垂直于AB边吗?BC边与AB边呢?
给出问题后,给学生留有充分的思考时间,对于完成情况,教师做出判断,对有创新精神的同学给予表扬。
最后,总结出判断两直线垂直的方法。
设计意图:锻炼学生应用所学知识解决问题的能力,同时进一步掌握勾股定理的逆定理在实际生活中的简单应用,激发学生的学习兴趣,培养学生理解实际问题的能力。
(三)探究点三:利用勾股定理的方程思想在实际问题中的应用
多媒体出示例题
例.图1-14是一个滑梯示意图,若将滑道AC水平放置,则刚好与AB一样长.已知滑梯的高度CE=3m,CD=1m,试求滑道AC的长.
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思考:
1.求滑道AC的长的问题可以转化为什么数学问题?
2.你是如何解决这个问题的?写出解答过程。
教师引导后,让学生自主完成本题的解题过程,并指名板演。之后,教师反馈订正,规范书写。
设计意图:通过这道例题,学生可以进一步了解勾股定理的悠久历史和广泛应用,了解我国古代人民的聪明才智;体会方程的思想的重要性并利用勾股定理建立方程.
(四)新知应用
1.如图,台阶A处的蚂蚁要爬到B处搬运食物,它怎么走最近?并求出最近距离.
1103643727
2.如图,在水池的正中央有一根芦苇,池底长10尺,它高出水而1尺,如果把这根芦苇拉向水池一边,它的顶端恰好到达池边的水面则这根芦苇的长度是()
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设计意图:第1题旨在对探究点一“蚂蚁怎样走最近”进行拓展,从圆柱侧面的最短距离问题到台阶中的最短距离问题都是将空间问题平面化;第2题是对课本例2的巩固,旨在考查勾股定理中的方程思想在实际生活中的应用,让学生进一步认识了方程思想的重要性。
(五)课堂小结:本节课你学到了什么?(学生针对本节课畅所欲言)
设计意图:通过学生对本节课所学内容的归纳、总结,加深了“用勾股定理来解决实际问题”的实质是构造直角三角形,既是找等量关系解决实际问题,形成解决实际问题的一般性策略。
通过老师的小结以及框图概述,使学生认识到“用勾股定理解决实际问题”是建立“数学模型”解决问题的具体过程,培养数学建模思想。
(六)作业布置:习题1.41,3,4题
设计意图:及时巩固本节课所学知识
板书:
小结:
方程思想是勾股定理中的重要思想,勾股定理反应的直角三角形三边的关系正是构建方程的基础.
八年级上勾股定理应用之一
目标
重点
难点
1、知识与方法目标:通过对一些典型题目的思考、练习,能正确、熟练的进行勾股定理有关计算,深入对勾股定理的理解。
2、过程与方法目标:通过对一些题目的探讨,以达到掌握知识的目的。
3、情感与态度目标:感受数学在生活中的应用,感受数学定理的美。
勾股定理的应用
勾股定理的灵活应用。
内容
方法
八年级上--勾股定理的应用之一
讲练结合
课前复习
师:勾股定理的内容是什么?
生:勾股定理直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方.
师:这个定理为什么是两直角边的平方和呢?
生:斜边是最长边,肯定是两个直角边的平方和等于斜边的平方,否则不正确的。
师:是这样的。在RtΔABC中,∠C=90°,有:AC2+BC2=AB2,勾股定理揭示了直角三角形三边之间的关系。
今天我们来看看这个定理的应用。
新课过程
分析:
师:上面的探究,先请大家思考如何做?
(留几分钟的时间给学生思考)
师:看到这个题让我们想起古代一个笑话,说有一个人拿一根杆子进城,横着拿,不能进,竖着拿,也不能进,干脆将其折断,才解决了问题,相信同学们不会这样做。
(我略带夸张的比划、语气,学生笑声一片,有知道这个故事的,抢在我的前面说,学生欣欣然,我观察课堂气氛比较轻松,这也正是我所希望氛围,在这样的情况下,学生更容易掌握知识)
师:这里木板横着不能进,竖着不能进,只能试试将木板斜着顺进去。
师:应该比较什么?
李冬:这是一块薄木板,比较AC的长度,是否大于2.2就可以了。
师:李冬说的是正确的。请大家算出来,可以使用计算器。
解:在RtΔABC中,由题意有:
AC==≈2.236
AC大于木板的宽
∴薄木板能从门框通过。
学生进行练习:
1、在RtABC中,AB=c,BC=a,AC=b,∠B=90゜.
已知a=5,b=12,求c;
已知a=20,c=29,求b
(请大家画出图来,注意不要简单机械的套a2+b2=c2,要根据本质来看问题)
2、如果一个直角三角形的两条边长分别是6厘米和8厘米,那么这个三角形的周长是多少厘米?
师:对第二问有什么想法?
生:分情况进行讨论。
师:具体说说分几种情况讨论?
生:3cm和4cm分别是直角边;4cm是斜边,3cm是直角边。
师:呵呵,你们漏了一种情况,还有3cm是斜边,4cm是直角边的这种情况。
众生(顿感机会难得,能有一次战胜老师的机会哪能放过):啊!斜边应该大于直角边的。这种情况是不可能的。
师:你们是对的,请把这题计算出来。
(学生情绪高涨,为自己的胜利而高兴)
(这样处理对有的学生来说,印象深刻,让每一个地方都明白无误)
解:当6cm和8cm分别为两直角边时;
斜边==10
∴周长为:6+8+10=24cm
当6cm为一直角边,8cm是斜边时,
另一直角边==2
周长为:6+8+2=14+2
师:如图,看上面的探究2。
分析:
师:请大家思考,该如何去做?
陈晓玲:运用勾股定理,已知AB、BO,算出AO的长度,又A点下滑了0.4米,再算出OC的长度,再利用勾股定理算出OD的长度即可,最后算出BD的长度就能知道了。
师:这个思路是非常正确的。请大家写出过程。
有生言:是0.4米。
师:猜是0.4米,就是想当然了,算出来看看,是不是与你的猜测一样。
(周飞洋在黑板上来做)
解:由题意有:∠O=90°,在RtΔABO中
∴AO==2.4(米)
又下滑了0.4米
∴OC=2.0米
在RtΔODC中
∴OD==1.5(米)
∴外移BD=0.8米
答:梯足将外移0.8米。
师:这与有的同学猜测的答案一样吗?
生:不一样。
师:做题应该是老老实实,不应该想当然的。
例3再来看一道古代名题:
这是一道成书于公元前一世纪,距今约两千多年前的,《九章算术》中记录的一道古代趣题:
原题:“今有池,方一丈,葭生其中央,出水一尺。引葭赴岸,适与岸齐,问水深、葭长各几何?”
师:谁来给大家说一说:“葭”如何读?并请解释是什么意思?
黄尚剑:葭(ji),是芦苇的意思。
师:这是正确的。
师:谁来翻译?
吴智勇:现在有一个正方形的池子,一株芦苇长在水中央,露出水面的部分为一尺,拉芦苇到岸边,刚好与搭在岸上……
师:听了吴智勇的翻译,我觉得“适与岸齐”翻译得不达意,应该理解为芦苇与水面与岸的交接线的中点上。
宋婷等:老师,我也认为是刚好到岸边,“齐”就是这个意思的。
师:这是字表面的意思,古人的精炼给我们今天的理解带来了困难,如果照同学们的翻译,这题就无解了,这理的理解应该是芦苇与水面同岸的交接线的中点上,而且还要求不左偏右倒。
(与学生进行争论,能够让师生双方对这个问题都有更深刻的印象,我是欢迎学生们发表自己的见解)
师:正方形的池子,如何理解?
生:指长、宽、高都相等。
师:呵呵!照你们的看法,应该说成是正方体,而不应该是正方形了?再想想,池子的下方是什么形?
生:照这样说来,下面是其它形状也可以啊!
师:我也这样认为,再来具体的说说正方形池子指什么?
生:仅指池口是正方形。
师:是这样的。(用粉笔盒口演示给学生看)
有生:一丈10尺是指什么?
师:我也正想问这个问题呢,谁能来解答?
生:指AD的长度。
师:能指BC的长度吗?
生:不能,刚说的其下方是不能确定的。
我们整理翻译一下:
“现在有一个贮满水的正方形池子,池子的中央长着一株芦苇,水池的边长为10尺,芦苇露出水面1尺。若将芦苇拉到岸边,刚好能达到水池岸与水面的交接线的中点上。请求出水深与芦苇的长各有多少尺?
师:请大家思考如何进行计算?
(留几分钟的时间给学生思考)
师:刚才有一部分同学已经做出来了,但还有约一半的同学还未能做出来。
师:没做出来的同学,请思考你是不是遇到了EF与FD两个未知数啊,一是想想1尺有什么用;二是如何把两个未知数变成一个未知数,当然也可以多列一个方程。
(再等一等学生,留时间让他们做出来,这里等一等所花费的时间,对中等与中等偏下的同学是极为有利的,这点时间的付出会得到超值回报的)
解:由题意有:DE=5尺,DF=FE+1。
设EF=x尺,则DF=(x+1)尺
由勾股定理有:
x2+52=(x+1)2
解之得:x=12
答:水深12尺,芦苇长13尺。
生:这题的关键是理解题意。
师:看来还很会点评嘛,属于当领导的哦!(开个善意的玩笑,教室中一片温馨的笑声)。审题,弄清题意也是我们做题的首要的关键的一环,用同学们的总结来说,以后遇到难题不要怕,要敢于深入进去,弄清情景。
例4如图,校园内有两棵树,相距12米,一棵树高16米,另一棵树高11米,一只小鸟从一棵树的顶端飞到另一棵树的顶端,小鸟至少要飞多少米?
师:请思考如何做?至少怎么理解?
生:走直线就短,用勾股定理就可以了,还要做辅助线。
师:是啊,要连哪些线?
生:连结两树顶得AB,过B作高树的垂线就可以了。
师:请解出来。
解:由题意有:BC=12米,AC=16-11=5米。
在RtΔABC中
AB==13
答:小鸟至少要飞13米。
师:这题的计算也不难,关键也是理解题意。
作业:完成书(人教版)P77页1,P78页2、3
3勾股定理的应用
1.长方体(或正方体)面上的两点间的最短距离
长方体(或正方体)是立体图形,但它的每个面都是平面.若计算同一个面上的两点之间的距离比较容易,若计算不同面上的两点之间的距离,就必须把它们转化到同一个平面内,即把长方体(或正方体)设法展开成为一个平面,使计算距离的两个点处在同一个平面中,这样就可以利用勾股定理加以解决了.所以立体图形中求两点之间的最短距离,一定要审清题意,弄清楚到底是同一平面中两点间的距离问题还是异面上两点间的距离问题.
谈重点长方体表面上两点间最短距离
因为长方体的展开图不止一种情况,故对长方体相邻的两个面展开时,考虑要全面,不要有所遗漏.不过要留意展开时的多种情况,虽然看似很多,但由于长方体的对面是相同的,所以归纳起来只需讨论三种情况——前面和右面展开,前面和上面展开,左面和上面展开,从而比较取其最小值即可.
【例1-1】如图①是一个棱长为3cm的正方体,它的6个表面都分别被分成了3×3的小正方形,其边长为1cm.现在有一只爬行速度为2cm/s的蚂蚁,从下底面的A点沿着正方体的表面爬行到右侧表面上的B点,小明把蚂蚁爬行的时间记录了下来,是2.5s.经过简短的思考,小明先是脸上露出了惊讶的表情,然后又露出了欣赏的目光.
你知道小明为什么会佩服这只蚂蚁的举动吗?
解:如图②,在Rt△ABD中,AD=4cm,BD=3cm.
由勾股定理,AB2=BD2+AD2=32+42=25,AB=5cm,∴蚂蚁的爬行距离为5cm.
又知道蚂蚁的爬行速度为2cm/s,
∴它从点A沿着正方体的表面爬行到点B处,需要时间为52=2.5s.
小明通过思考、判断,发现蚂蚁爬行的时间恰恰就是选择了这种最优的方式,所以他感到惊讶和佩服.
【例1-2】如图,一只蚂蚁从实心长方体的顶点A出发,沿长方体的表面爬到对角顶点C1处(三条棱长如图所示),问怎样走路线最短?最短路线长为多少?
解:蚂蚁由A点沿长方体的表面爬行到C1点,有三种方式,分别展成平面图形如下:
如图①,在Rt△ABC1中,
AC21=AB2+BC21=42+32=52=25.
故AC1=5.
如图②,在Rt△ACC1中,
AC21=AC2+CC21=62+12=37.
如图③,在Rt△AB1C1中,
AC21=AB21+B1C21=52+22=29.
∵25<29<37,
∴沿图①的方式爬行路线最短,最短的路线是5.
点技巧巧展长方体
求解此类问题时只需对长方体进行部分展开,画出局部的展开图,若将长方体全部展开,不仅没有必要反而会扰乱视线.
2.圆柱体(或圆锥体)面上的两点间的最短距离
圆柱体(或圆锥体)是立体图形,从其表面看两点之间的连线绝大部分是曲线,那么怎样确定哪一条是最短的呢?解决问题的方法是将圆柱(或圆锥)的侧面展开,转化为平面图形,应用勾股定理解决,而不能盲目地凭感觉来确定.
【例2】如图①所示,一只蚂蚁在底面半径为20cm,高为30πcm的圆柱下底的点A处,发现自己正上方圆柱上边缘的B处有一只小昆虫,便决定捕捉这只小昆虫,为了不引起这只小昆虫的注意,它故意不走直线,而绕着圆柱,沿一条螺旋路线,从背后对小昆虫进行突然袭击,结果蚂蚁偷袭成功,得到了一顿美餐.根据上述信息,请问蚂蚁至少爬行多少路程才能捕捉到小昆虫?
分析:解此题的关键是把圆柱的侧面展开,利用两点之间线段最短和勾股定理作答.
解:假设将圆柱体的侧面沿AB剪开铺平如图②,则对角线AB即为蚂蚁爬行的最短路线.
在Rt△ACB中,AC=40πcm,BC=30πcm.
由勾股定理,得AB2=AC2+BC2=(40π)2+(30π)2=(50π)2,
∴AB=50πcm.
∴蚂蚁至少爬行50πcm才能捕捉到小昆虫.
谈重点圆柱体两点间的最短距离
本题文字叙述较多,要求在阅读的基础上提炼有用的信息,具体解题时先将圆柱沿AB剪开,将侧面展开成一矩形,会发现对角线AB即为蚂蚁爬行的最短路线,再运用勾股定理即可求得.
3.生活中两点间的最短距离
用勾股定理解决实际问题的关键是从实际问题中构建数学模型——直角三角形,再正确利用两点之间线段最短解答.
【例3】如图①是一个三级台阶,它的每一级的长、宽和高分别为5dm,3dm和1dm,A和B是这个台阶两个相对的端点,A点有一只蚂蚁,想到B点去吃可口的食物.请你想一想,这只蚂蚁从A点出发,沿着台阶面爬到B点的最短路程是多少?
分析:由于蚂蚁是沿台阶的表面由A爬行到B,故需把三个台阶展开成平面图形(如图②).
解:将台阶展开成平面图形后,可知AC=5dm,BC=3×(3+1)=12dm,∠C=90°.
在Rt△ABC中,∵AB2=AC2+BC2,
∴AB2=52+122=132,
∴AB=13dm.
故蚂蚁爬到B点的最短路程是13dm.
4.如何正确利用勾股定理及其逆定理解决生活中的问题
利用勾股定理及其逆定理解决生活中的实际问题,重要的是将实际问题转化成数学模型(直角三角形模型),将实际问题中的“数”转化为定理中的“形”,再转化为“数”.解题的关键是深刻理解题意,并画出符合条件的图形.
解决几何体表面上两点之间的最短距离问题的关键是要设法把立体图形转化为平面图形,具体步骤是:
(1)把立体图形展成平面图形;
(2)确定点的位置;
(3)确定直角三角形;
(4)分析直角三角形的边长,用勾股定理求解.
【例4】如图①,圆柱形玻璃容器的高为18cm,底面周长为60cm,在外侧距下底1cm的点S处有一只蜘蛛,在与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧距上口1cm的点F处有一只苍蝇,急于捕获苍蝇充饥的蜘蛛需要爬行的最短距离是__________cm.
解析:将圆柱的侧面展开得到它的侧面展开图(如图②),CD∥AB,且AD=BC=12底面周长,BS=DF=1cm.则蜘蛛所走的最短路线的长度即为线段SF的长度.过S点作SM⊥CD,垂足为M,由条件知,SM=AD=12×60=30cm,MC=SB=DF=1cm,所以MF=18-1-1=16cm,在Rt△MFS中,由勾股定理得SF2=162+302=342,所以SF=34cm.故蜘蛛需要爬行的最短距离是34cm.
答案:34
5.勾股定理与方程相结合的应用
方程思想是一种重要的数学思想.所谓方程思想是指从分析问题的数量关系入手,将问题中的已知量和未知量之间的数量关系通过适当设元建立起方程(组),然后通过解方程(组)使问题得到解决的思维方式.而勾股定理反映的直角三角形三边的关系正是构建方程的基础.故勾股定理的许多问题的解决都要跟方程相结合.方程思想是勾股定理中的重要思想.
【例5】如图,有一张直角三角形状纸片ABC,两直角边AC=6cm,BC=8cm,现将直角边AC沿直线AD折叠,使它落在斜边AB上,且与AE重合,你能求出CD的长吗?
解:设CD=xcm,由题意知DE=xcm,BD=(8-x)cm,AE=AC=6cm,
在Rt△ABC中,由勾股定理得AB=AC2+BC2=10cm.
于是BE=10-6=4cm.
在Rt△BDE中,由勾股定理得42+x2=(8-x)2,解得x=3.
故CD的长为3cm.
文章来源:http://m.jab88.com/j/63198.html
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