直角三角形与勾股定理

勾股定理是几何中几个重要定理之一，它揭示的是直角三角形中三边的数量关系。它在数学的发展中起过重要的作用，在现实生活中也有着广泛的应用。勾股定理的证明方法很多，其中大多数是利用面积拼补的方法证明的。我们也可将勾股定理理解为：以两条直角边分别为边长的两个正方形的面积之和等于以斜边为边长的正方形的面积。因此，证明勾股定理的关键是想办法把以两条直角边分别为边长的两个正方形作等面积变形，使它能拼成以斜边为边长的正方形。另外，用拼图的方法，并利用两种方法表示同一个图形的面积也常用来验证勾股定理。

如果三角形的三条边a、b、c有关系：a2+b2=c2，那么这个三角形是直角三角形，此结论是勾股定理的逆定理（它与勾股定理的条件和结论正好相反）。其作用是利用边的数量关系判定直角三角形，运用时必须在已知三角形三条边长的情况下。我们还可以理解为：如果三角形两条短边的平方和等于最长边的平方，那么这个三角形是直角三角形，并且两条短边是直角边，最长边是斜边。满足条件a2+b2=c2的三个正整数a、b、c称为勾股数。

友情提示：（1）3、4、5是勾股数，又是三个连续正整数，并不是所有三个连续正整数都是勾股数；（2）每组勾股数的相同倍数也是勾股数。

学习了勾股定理后，通过以下例题的联系来巩固知识。

A．如图，四边形ABCD是正方形，ABE是等边三角形，M为对角线BD（不含B点）上任意一点，将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN，连接EN、AM、CM.

⑴ 求证：AMB≌ENB；

⑵ ①当M点在何处时，AM＋CM的值最小；

②当M点在何处时，AM＋BM＋CM的值最小，并说明理由；

⑶ 当AM＋BM＋CM的最小值为+1时，求正方形的边长.

【答案】解：⑴ABE是等边三角形，

BA＝BE，∠ABE＝60°.

∠MBN＝60°，

∠MBN－∠ABN＝∠ABE－∠ABN.

即∠BMA＝∠NBE.

又MB＝NB，

AMB≌ENB（SAS）.

⑵①当M点落在BD的中点时，AM＋CM的值最小.

②如图，连接CE，当M点位于BD与CE的交点处时，AM＋BM＋CM的值最小.

理由如下：连接MN.由⑴知，AMB≌ENB，

AM＝EN.

∠MBN＝60°，MB＝NB，

BMN是等边三角形.

BM＝MN.

AM＋BM＋CM＝EN＋MN＋CM.

根据“两点之间线段最短”，得EN＋MN＋CM＝EC最短

当M点位于BD与CE的交点处时，AM＋BM＋CM的值最小，即等于EC的长.

⑶过E点作EFBC交CB的延长线于F，

∠EBF＝90°－60°＝30°.

设正方形的边长为x，则BF＝x，EF＝.

在RtEFC中，

EF2＋FC2＝EC2，

2＋（x＋x）2＝(+1)2.

解得，x＝（舍去负值）.

正方形的边长为.

B．如图所示，四边形OABC是矩形，点A、C的坐标分别为（3，0），（0，1），点D是线段BC上的动点（与端点B、C不重合），过点D作直线y＝－?蚝?虔x＋b交折线OAB于点E．

（1）记ODE的面积为S，求S与b的函数关系式；

（2）当点E在线段OA上时，若矩形OABC关于直线DE的对称图形为四边形OA1B1C1，试探究OA1B1C1与矩形OABC的重叠部分的面积是否发生变化，若不变，求出该重叠部分的面积；若改变，请说明理由.

【答案】（1）由题意得B（3，1）．

若直线经过点A（3，0）时，则b＝?蚝?虮

若直线经过点B（3，1）时，则b＝?蚝?虺

若直线经过点C（0，1）时，则b＝1

练习是学生心智技能和动作技能形成的基本途径，精心设计的练习将会使这一功用得到更充分的体现。以上这组练习层层递进、由浅入深，有效地促进学生对本节课所学习的概念与性质进行更加深刻的理解与掌握。

（作者单位：河南省林州市第十中学）