题目内容

【题目】(背景介绍)勾股定理是几何学中的明珠,充满着魅力.千百年来,人们对它的证明趋之若骛,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者.向常春在1994年构造发现了一个新的证法.

(小试牛刀)把两个全等的直角三角形如图1放置,其三边长分别为a、b、c.显然,∠DAB=∠B=90°,AC⊥DE.请用a、b、c分别表示出梯形ABCD、四边形AECD、△EBC的面积,再探究这三个图形面积之间的关系,可得到勾股定理:

S梯形ABCD= ,

S△EBC= ,

S四边形AECD= ,

则它们满足的关系式为 ,经化简,可得到勾股定理.

(知识运用)(1)如图2,铁路上A、B两点(看作直线上的两点)相距40千米,C、D为两个村庄(看作两个点),AD⊥AB,BC⊥AB,垂足分别为A、B,AD=25千米,BC=16千米,则两个村庄的距离为 千米(直接填空);

(2)在(1)的背景下,若AB=40千米,AD=24千米,BC=16千米,要在AB上建造一个供应站P,使得PC=PD,请用尺规作图在图2中作出P点的位置并求出AP的距离.

(知识迁移)借助上面的思考过程与几何模型,求代数式最小值(0<x<16)

【答案】【小试牛刀】,,,a(a+b)=b(a-b)+c2.

【知识运用】(1)41;(2)作图见解析;

【知识迁移】20.

【解析】

【小试牛刀】

根据三角形的面积和梯形的面积就可表示出.

【知识运用】

(1)连接CD,作CE⊥AD于点E,根据AD⊥AB,BC⊥AB得到BC=AE,CE=AB,从而得到DE=AD-AE=24-16=8千米,利用勾股定理求得CD两地之间的距离.

(2)连接CD,作CD的垂直平分线角AB于P,P即为所求;设AP=x千米,则BP=(40-x)千米,分别在Rt△APD和Rt△BPC中,利用勾股定理表示出CP和PD,然后通过PC=PD建立方程,解方程即可.

【知识迁移】

根据轴对称-最短路线的求法即可求出.

[小试牛刀]

S梯形ABCD=

S△EBC=

S四边形AECD=.

根据S梯形ABCD= S△EBC + S四边形AECD,得a(a+b)=b(a-b)+c2.

故答案为:,,,a(a+b)=b(a-b)+c2.

[知识运用](1)如图2①,连接CD,作CE⊥AD于点E,

∵AD⊥AB,BC⊥AB,

∴BC=AE,CE=AB,

∴DE=AD-AE=25-16=9千米,

∴CD==41千米,

∴两个村庄相距41千米.

故答案为41.

(2)如图2②所示:

设AP=x千米,则BP=(40-x)千米,

在Rt△ADP中,DP2=AP2+AD2=x2+242,

在Rt△BPC中,CP2=BP2+BC2=(40-x)2+162,

∵PC=PD,

∴x2+242=(40-x)2+162,

解得x=16,

即AP=16千米.

[知识迁移]:如图3,

代数式的最小值为:=20.

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