第一章 勾股定理

探索勾股定理

北师大版数学 · 八年级上册 · 第一章 第 1 节

先听丁老师说两句

这本书怎么学、这个课件怎么用,一分半讲完。整本书只需要听这一次。

整章学完,你应该能做到

  1. 说出勾股定理的内容,由直角三角形的两边求出第三边
  2. 用面积的方法解释勾股定理为什么成立
  3. 用三条边判断一个三角形是不是直角三角形
  4. 在实际问题中找出直角三角形并列式求解
先猜一下

一个直角三角形,两条直角边分别是 3 和 4。斜边有多长?

1.1定理

两条直角边的平方和,等于斜边的平方

直角三角形里,两条直角边(常记作 a、b)和斜边(记作 c)之间有一个固定关系:

+ =

注意,关系是建立在平方上的,不是边长本身。3 + 4 = 7,但 3² + 4² = 9 + 16 = 25 = 5²。所以斜边是 5,不是 7。

中国古代把直角三角形较短的直角边叫「勾」,较长的叫「股」,斜边叫「弦」,所以这条定理也叫勾股定理。《周髀算经》里就有「勾三股四弦五」的记载。

动手 · 面积法

在三条边上各向外画一个正方形。改变两条直角边的长度,两个小正方形的面积之和,还会等于大正方形的面积吗?

动手 · 求第三边

正在出题…

小测第 1 节

检验一下

一定是直角三角形吗

北师大版数学 · 八年级上册 · 第一章 第 2 节

先看一个古老的办法

古埃及人要在地上画出一个标准的直角,用的工具是一根绳子——上面等距打了 13 个结,把绳子分成 12 段。三个人分别拉住第 1、第 4、第 8 个结,把绳子绷紧,就得到一个直角。

为什么这样拉出来的角一定是直角?

1.2逆定理

反过来也成立

上一节是:已知直角三角形,得到 a² + b² = c²。这一节反过来问:如果三条边恰好满足 a² + b² = c²,这个三角形一定是直角三角形吗?

答案是一定。这叫勾股定理的逆定理

说全了是这样:如果三角形的三条边 a、b、c 满足 a² + b² = c²,那它就是直角三角形。

直角在哪儿?在 c 所对的那个角上——也就是最长的那条边对着的角。这一句要记住,判定的时候全靠它。

满足这个关系的三个正整数勾股数。常见的有 3,4,5 / 5,12,13 / 8,15,17 / 7,24,25。它们的整数倍也是勾股数:6,8,10 和 9,12,15 都由 3,4,5 放大得来。

动手 · 三边判定器

三条边是 3、4、6。这是直角三角形吗?

动手 · 挑出直角三角形

下面六组三边,哪些能构成直角三角形?逐个点,点完就知道。

小测第 2 节

检验一下

勾股定理的应用

北师大版数学 · 八年级上册 · 第一章 第 3 节

先想一想

一根长 3 米的竹竿,能不能整体从一个高 2 米、宽 1 米的门框同时通过?

1.3建模

难的不是算,是找出那个直角三角形

应用题里,勾股定理本身的计算通常不难。难点在两步:把实际图形里藏着的直角三角形找出来,以及分清哪条是斜边

常见的几类:靠墙的梯子、旗杆折断、河宽测量、能不能通过某个开口、立体图形上的最短路径。

先把实物翻译成数学

就拿上面那道门框题。题目说「整体同时」通过,意思是某一个瞬间,整根竹竿都在门框里面。把它翻译成数学语言:

  • 竹竿 → 一条长 3 米的线段
  • 门框 → 一个 1 米 × 2 米的长方形

问题就变成了这么一句话:一条 3 米长的线段,能不能整个装进一个 1×2 的长方形里?

那么,我们要找的那个直角三角形在哪儿?它的斜边又是哪一条线段?下面自己动手转一转,把它找出来。

动手 · 转一转竹竿

把竹竿的一端按在门框的左下角,绕着这个角往上转。盯住另一端——它什么时候在门框里面,什么时候跑出去了?

竹竿长

先按「3 米」,再点「对准最划算的角度」——最划算的方向都过不去,别的方向就更不用试了。然后把竹竿一点点调短,看那个可行的角度区间是怎么张开的。

动手 · 梯子滑动

一架 5 米长的梯子靠墙。底端每次向外移 1 米,顶端下滑的距离都一样吗?

动手 · 蚂蚁爬长方体

一只蚂蚁要从长方体的一个顶点,沿表面爬到体对角线另一端的顶点。把盒子展开成平面后,走直线最短——但展开的方式有三种,哪种最短?

小测第 3 节

检验一下

章末总结与复习

第一章 勾股定理 · 全章梳理

丁老师串讲这一章

三节怎么串起来、最容易丢分的几个地方,还有两个课本上没有的小故事。

梳理知识结构

这一章讲了什么

勾股定理 a² + b² = c² 1 探索:正着用 2 逆定理:反着用 3 应用:建模用 已知两边 求第三边 面积法证明 已知三边 判断是否直角 勾股数 梯子 · 折断 河宽 · 门框 展开求最短路径 关键前提:必须先有(或先证出)直角三角形

第 1 节 · 探索

  • a² + b² = c²,c 是斜边
  • 求斜边:c = √(a²+b²)
  • 求直角边:a = √(c²−b²)
  • 面积法:两个小正方形拼成大正方形

第 2 节 · 逆定理

  • 三边满足 a²+b²=c² ⇒ 是直角三角形
  • 先把最长边定为 c
  • 勾股数:3,4,5 / 5,12,13 / 8,15,17 / 7,24,25
  • 整数倍仍是勾股数

第 3 节 · 应用

  • 先画图,把直角三角形标出来
  • 分清斜边是哪条
  • 立体最短路径要展开成平面
  • 展开有多种,要都算一遍再比

最容易出错的五个地方

  • 没分清斜边。题目给「一条直角边 6,斜边 10」,求另一条直角边,要用 10²−6²=64,得 8;直接 6²+10² 就错了。
  • 忘了开平方。算出 c² = 25 就写 c = 25。
  • 没有直角就用定理。勾股定理只对直角三角形成立,一般三角形不能用。
  • 判定时最长边没放对。逆定理里的 c 必须是最长的那条边。
  • 立体最短路径只展开一种。三种展开都要算,最短的不一定是你先想到的那种。
综合全章检测

六道题,覆盖三节

难度递进,最后两道是常考的综合题型。