毕氏定理应用

进阶

学怎样用毕氏定理解实际问题,例如梯、长方形对角线。

适合:中二数学 · 单元:毕氏定理 · 建议学习路径第 28/29 课

学完呢课,你会识:
  • 长方形对角线切成两个直角三角形
  • 梯靠墙:梯是斜边
  • 两点距离都用毕氏定理
数学Mathematics
读呢课前,你应该识: 毕氏定理

1重点摘要 Summary

学怎样用毕氏定理解实际问题,例如梯、长方形对角线。

2生字卡 Vocabulary

A
Application应用

用来解问题。

L
Ladder梯

靠住墙的梯。

D
Diagonal对角线

长方形对角。

R
Rectangle长方形

四个直角的四边形。

D
Distance距离

两点之间的长度。

C
Coordinate坐标

(x, y)。

W
Word problem应用题

用文字讲的题目。

R
Real life现实生活

日常生活。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:长方形的对角线最常见的应用是求长方形的对角线。长方形长 3、阔 4,沿对角线剪开便得到两个全等的直角三角形,长与阔正是两条直角边,故对角线 = √(3² + 4²) = √(9+16) = √25 = 5。这类题目的关键在于看出对角线充当斜边;常见的毕氏数组要熟记,例如 3、4、5 及其倍数 6、8、10,还有 5、12、13,记住之后许多题目可以心算验证,省下不少时间。
  2. 第二步:梯子靠墙问题另一经典题型是梯子靠墙:梯长 5 米,梯脚离墙 3 米,求梯顶离地的高度。先画图:梯子本身是斜边,梯脚与墙脚的距离是一条直角边,墙是另一条直角边,墙与地面垂直构成直角。代入变形公式:高度 = √(5² - 3²) = √(25-9) = √16 = 4 米。留意此题属于「已知斜边求直角边」,要用减法;本课例题梯长 10、梯脚离墙 6,同样如此处理,得高度 8 米。
  3. 第三步:两点距离公式在坐标平面上,任意两点 (x₁, y₁) 与 (x₂, y₂) 之间的距离同样可由毕氏定理导出:水平距离是 |x₂-x₁|,垂直距离是 |y₂-y₁|,两者互相垂直,连接两点的线段便是斜边,故距离 = √[(x₂-x₁)² + (y₂-y₁)²],这正是距离公式的来源。例如由 (0,0) 至 (3,4):√(3² + 4²) = 5。使用时先算两个坐标差,再平方相加开方,次序不要混乱。
  4. 第四步:解应用题的四步流程解毕氏定理应用题有固定流程:第一,画图,把题目情境变成几何图形,这一步绝不可省略;第二,在图中找出直角三角形,确认直角在哪里;第三,分清楚哪条是斜边——永远是最长、正对直角的那条——其余两条是直角边;第四,代入公式计算,已知斜边求直角边用减,已知两直角边求斜边用加。最后检查答案是否合理,并补上单位,流程才算完整。
  5. 第五步:完整例子例如长方形花园长 12 米、阔 5 米,想由一个角沿直线走向对角,最短距离就是对角线:√(12² + 5²) = √(144 + 25) = √169 = 13 米。这里 5、12、13 是另一组常见毕氏数组,若能认出,几乎不用计算。留意题目问「最短距离」,直线正是两点间最短路线,所以求对角线便是正解;若题目改问沿边行走需走多远,则是 12 + 5 = 17 米,两者不可混淆。
  6. 第六步:考试注意事项考试做应用题时谨记三件事:一,必须画图并标明各边长度,只靠心算极容易配错边;二,答案必须连单位写出,例如 4 米、13 米,只写数字会被扣分;三,若答案含根号而题目无特别要求,可保留根号或按要求取近似值。验算习惯亦很重要:把求得的边代回原式,例如检查 6² + 8² 是否等于 10²,确保无误才作答,这样便能避免大部分不必要的失分。

4图解 Diagrams

毕氏定理应用:梯靠墙 Applications梯 5 m脚距墙 3 m顶到墙多高?直角三角形:高度² = 5² − 3² = 25 − 9 = 16 → 高度 = 4 m做应用题三步:画直角三角形 → 认边(斜边最长对直角)→ 代公式
图 1:毕氏定理梯靠墙应用

5例题示范 Example

例:梯长 10m,梯脚离墙 6m,梯顶高多少?

  1. 第一步:画图认边:梯斜靠墙,梯是斜边 = 10;梯脚离墙是一股 = 6。
  2. 第二步:求另一股,用变形公式:高度² = 10² - 6²。
  3. 第三步:计:= 100 - 36 = 64。
  4. 第四步:开方:高度 = √64 = 8m。
  5. 验算:6² + 8² = 36 + 64 = 100 = 10² ✓
  6. 答案:梯顶高 8m — 知斜边求股,用减(c² - a²)再开方。

6常见错误 Mistakes

✗ 不画图
✓ 错!应用题一定要画图!不画图好容易弄错哪条是边!
✗ 分错斜边
✓ 错!最长那条永远是斜边!
✗ 不写单位
✓ 错!答案一定要写单位!
✗ 计数计错
✓ 错!平方和平方根要计清楚!不要计错!

75 题快测 Quick check

Q1长方形对角线切成?

Q2梯靠墙,梯是?

Q3长 6 阔 8 长方形对角线?

Q4解应用题第一步?

Q5答案要写?

8重点回顾 Recap

  • 长方形对角线切成两个直角三角形
  • 梯靠墙:梯是斜边
  • 两点距离都用毕氏定理
  • 解应用题一定要画图
  • 答案要写单位

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