专题2.3 勾股定理中的经典题型（十大题型）（解析版）

专题2.3勾股定理中的经典题型（十大题型）重难点题型归纳1.最短路径问题与翻折问题【题型1与长方形有关的最短路径问题】【题型2与圆柱有关的最短路径问题】【题型3与台阶有关的最短路径问题】【题型4将军饮马与最短路径问题】【题型5几何图形中翻折、旋转问题】实际应用【题型1梯子滑落问题】【题型2树枝旗子折断问题】【题型3航海是否有影响问题】【题型4风吹荷花问题】【题型5垂美四边形问题】【方法技巧】长方体最短路径基本模型如下：几何体中最短路径基本模型如下：基本思路：将立体图形展开成平面图形，利用两点之间线段最短确定最短路线，构造直角三角形，利用勾股定理求解垂美四边形（1）构造直角三角形解决问题；（2）垂美四边形【定义】对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形.【结论】如图，四边形ABCD的对角线AC⊥BD，则①AB²＋CD²＝AD²＋BC².②S四ABCD＝AC·BD【题型1与长方体有关的最短路径问题】【典例1】（2023•丹江口市模拟）如图，地面上有一个长方体盒子，一只蚂蚁在这个长方体盒子的顶点A处，盒子的顶点C′处有一小块糖粒，蚂蚁要沿着这个盒子的表面A处爬到C′处吃这块糖粒，已知盒子的长和宽为均为20cm，高为30cm，则蚂蚁爬行的最短距离为（）cm．A．10 B．50 C．10 D．70【答案】B【解答】解：分两种情况：（其它情况与之重复）①当蚂蚁从前面和右面爬过去时，如图1，连接AC′，在Rt△ACC′中，AB＝20+20＝40（cm），CC′＝30（m），根据勾股定理得：EC＝＝＝50（cm），②当蚂蚁从前面和上面爬过去时，如图2，连接AC′，在Rt△ABC′中，BC′＝BB′+B′C′＝30+20＝50（cm），AB＝20（cm），根据勾股定理得：AC′＝＝＝10（cm）＞50（cm）；蚂蚁爬行的最短距离为50cm．故选：B．【变式1-1】（2022秋•新都区期末）一个长方体盒子的长、宽、高分别为15cm，10cm，20cm，点B离点C的距离是5cm，一只蚂蚁想从盒底的点A沿盒的表面爬到点B，蚂蚁爬行的最短路程是（）A．10cm B．25cm C．5cm D．5cm【答案】B【解答】解：如图所示，将长方体的正面与右侧面展开在同一平面，那么AB＝＝25cm．故选：B．【变式1-2】（2023春•光泽县期中）如图，长方体的长为15，宽为10，高为20，点B离点C的距离为5，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B，需要爬行的最短距离是（）A．5 B．25 C． D．35【答案】B【解答】解：将长方体展开，连接AB，根据两点之间线段最短，（1）如图，BD＝10+5＝15，AD＝20，由勾股定理得：AB＝＝25．（2）如图，BC＝5，AC＝20+10＝30，由勾股定理得，AB＝．（3）只要把长方体的右侧表面剪开与上面这个侧面所在的平面形成一个长方形，如图：∵长方体的宽为10，高为20，点B离点C的距离是5，∴BD＝CD+BC＝20+5＝25，AD＝10，在直角三角形ABD中，根据勾股定理得：∴AB＝；由于25＜5＜5，故选：B．【变式1-3】（2023春•灵丘县月考）如图，正方体的棱长为3cm，已知点B与点C之间的距离为1cm，一只蚂蚁沿着正方体的表面从点A爬到点C，需要爬行的最短距离为（）​A． B．5cm C．4cm D．【答案】B【解答】解：如图1，AC＝＝5（cm），如图2，AC＝＝（cm），∴5＜∴需要爬行的最短距离为5cm．故选：B．【变式1-4】（2022秋•莲湖区期末）如图，正方体盒子的棱长为2，M为EH的中点，现有一只蚂蚁位于点B处，它想沿正方体的表面爬行到点M处获取食物，则蚂蚁需爬行的最短路程为（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：如图，连接BM，则线段BM的长就是蚂蚁需爬行的最短路程，∵正方体的棱长为2，M是EH的中点，∴∠Q＝90°，MQ＝2，BQ＝1+2＝3，由勾股定理得BM＝＝＝，故选：C．【变式1-5】（2022秋•汝阳县期末）如图，在长为3，宽为2，高为1的长方体中，一只蚂蚁从顶点A出发沿着长方体的表面爬行到顶点B，那么它爬行的最短路程是（）A． B． C． D．【答案】B【解答】解：因为平面展开图不唯一，故分情况分别计算，进行大、小比较，再从各个路线中确定最短的路线．（1）展开前面上面，由勾股定理得AB2＝（2+1）2+32＝18；（2）展开前面右面，由勾股定理得AB2＝（2+3）2+12＝26；（3）展开前面和左面，由勾股定理得AB2＝（3+1）2+22＝20．所以最短路径的长为AB＝（cm）．故选：B．【变式1-7】（2022秋•平昌县期末）如图是一个长方体盒子，其长，宽、高分别为4，2，9，用一根细线绕侧面绑在点A，B处，不计线头，细线的最短长度为（）A．12 B．15 C．18 D．21【答案】B【解答】解：如图所示：连接AB′，则AB′即为所用的最短细线长，AA′＝4+2+4+2＝12，A′B′＝AB＝9，由勾股定理得：AB′2＝AA′2+A′B′2＝122+92＝225，则AB′＝15，故选：B．【变式1-8】（2023•陇县三模）如图，长方体的底面边长分别为2厘米和4厘米，高为5厘米．若一只蚂蚁从P点开始经过4个侧面爬行一圈到达Q点，则蚂蚁爬行的最短路径长为（）厘米．A．8 B．10 C．12 D．13【答案】D【解答】解：如图所示：∵长方体的底面边长分别为2cm和4cm，高为5cm．∴PA＝4+2+4+2＝12（cm），QA＝5cm，∴PQ＝＝13cm．故选：D．【变式1-10】（2022春•五华区期末）如图，正方体的棱长为2cm，点B为一条棱的中点．蚂蚁在正方体表面爬行，从点A爬到点B的最短路程是（）A．cm B．4cm C．cm D．5cm【答案】C【解答】解：如图，它运动的最短路程AB＝＝（cm）．故选：C．【题型2与圆柱有关的最短路径问题】【典例2】（2023春•防城区期中）如图，一圆柱高BC＝12πcm，底面周长是16πcm，P为BC的中点，一只蚂蚁从点A沿圆柱外壁爬到点P处吃食，要爬行的最短路程是（）A．12πcm B．11πcm C．10πcm D．9πcm【答案】C【解答】解：将圆柱沿点A所在母线展开，连接AP，由两点之间线段最短可知，最短路程是AP的长．∵底面圆周长为16πcm，∴底面半圆弧长为8πcm，∵BC＝12πcm，P为BC的中点，∴）．根据勾股定理得：AP＝（cm）．故选：C．【变式2-1】（2023春•德州期中）如图，圆柱形玻璃容器高18cm，底面圆的周长为48cm，在外侧底部点A处有一蜘蛛，与蜘蛛相对的圆柱形容器的上口外侧顶端的点B处有一只苍蝇，则蜘蛛捕获苍蝇所走的最短路线长度（）A．52cm B．30cm C． D．60cm【答案】B【解答】解：如图所示，AB＝＝30（cm），答：蜘蛛捕获苍蝇所走的最短路线长度为30cm．故选：B．【变式2-2】（2023春•夏津县期中）葛藤是一种多年生草本植物，为获得更多的雨露和阳光，其茎蔓常绕着附近的树干沿最短路线盘旋而上．如果把树干看成圆柱体，它的底面周长是50cm，当一段葛藤绕树干盘旋2圈升高为2.4m时，这段葛藤的长是（）m．A．3 B．2.6 C．2.8 D．2.5【答案】B【解答】解：∵葛藤绕树干盘旋2圈升高为2.4m，∴葛藤绕树干盘旋1圈升高为1.2m，如图所示：AC＝＝1.3m，∴这段葛藤的长＝2×1.3＝2.6m．故选：B．【变式2-3】（2023春•东港区校级月考）如图所示，已知圆柱的底面周长为36，高AB＝5，P点位于圆周顶面处，小虫在圆柱侧面爬行，从A点爬到P点，然后再爬回C点，则小虫爬行的最短路程为（）A．26 B．13+ C．13 D．2【答案】B【解答】解：如图，小虫爬行的最短路程＝AP+PC＝+＝+13．故选：B．【变式2-4】（2023春•富顺县校级月考）如图，一个底面圆周长为24cm，高为9cm的圆柱体，一只蚂蚁从距离上边缘4cm的点A沿侧面爬行到相对的底面上的点B所经过的最短路线长为（）A．cm B．15cm C．14cm D．13cm【答案】D【解答】解：将圆柱体的侧面展开，连接AB，如图所示：由于圆柱体的底面周长为24cm，则BD＝24×＝12cm，又因为AD＝9﹣4＝5cm，所以AB＝＝13（cm），即蚂蚁沿表面从点A到点B所经过的最短路线长为13cm．故选：D．【变式3-5】（2022秋•蒲城县期末）今年9月23日是第五个中国农民丰收节，小彬用3D打印机制作了一个底面周长为20cm，高为20cm的圆柱粮仓模型．如图BC是底面直径，AB是高．现要在此模型的侧面贴一圈彩色装饰带，使装饰带经过A，C两点（接头不计），则装饰带的长度最短为（）A．20πcm B．40πcm C． D．【答案】D【解答】解：如图，圆柱的侧面展开图为长方形，AC＝A'C，且点C为BB'的中点，∵AB＝20，BC＝20＝10，∴装饰带的长度＝2AC＝2＝20（cm），故选：D．【变式2-6】（2023春•宣化区期中）如图，圆柱底面半径为，高为18cm，点A、B分别是圆柱两底面圆周上的点，且点B在点A的正上方，用一根棉线从A点顺着圆柱侧面绕3圈到B点，则这根棉线的长度最短为（）A．21cm B．24cm C．30cm D．32cm【答案】C【解答】解：圆柱体的展开图如图所示：用一棉线从A顺着圆柱侧面绕3圈到B的最短路线是AD→DE→EB；即在圆柱体的展开图长方形中，将长方形平均分为3个小长方形，A沿着3个长方形的对角线运动到B的最短路线：AD+DE+EB；∵圆柱体地面半径为cm，∴AC＝2π×＝8（cm），∵圆柱体的高h＝18cm，∴CD＝h＝6cm，∴在Rt△ACD中，AD＝＝＝10（cm），∵AD＝DE＝EB，∴AD+DE+EB＝3AD＝30cm．故选：C．【变式2-7】（2023春•随县期末）如图是学校艺术馆中的柱子，高4.5m．为迎接艺术节的到来，工作人员用一条花带从柱底向柱顶均匀地缠绕3圈，一直缠到起点的正上方为止．若柱子的底面周长是2m，则这条花带至少需要7.5m．【答案】见试题解答内容【解答】解：将圆柱表面切开展开呈长方形，则有螺旋线长为三个长方形并排后的长方形的对角线长∵圆柱高4.5米，底面周长2米，∴x2＝（2×3）2+4.52＝56.25所以，x＝7.5，∴花带长至少是7.5m．故答案为：7.5．【题型3与台阶有关的最短路径问题】【典例3】（2023春•连山区期末）如图是楼梯的一部分，若AD＝2，BE＝1，AE＝3，一只蚂蚁在A处发现C处有一块糖，则这只蚂蚁吃到糖所走的最短路程为（）A． B．3 C． D．2【答案】D【解答】解：如图，AC＝＝2，故选：D．【变式3-1】（2022春•郾城区期末）如图，台阶阶梯每一层高20cm，宽30cm，长50cm，一只蚂蚁从A点爬到B点，最短路程是（）cm．A．10 B．50 C．120 D．130【答案】B【解答】解：如图所示，∵它的每一级的高为20cm，宽30cm，长50cm，∴AB＝＝50（cm）．答：蚂蚁沿着台阶面爬行到点B的最短路程是50cm，故选：B．【变式3-2】（2023春•西塞山区期中）如图，在一个长为20m，宽为16m的矩形草地上放着一根长方体木块，已知该木块的较长边和场地宽AD平行，横截面是边长为2m的正方形，一只蚂蚁从点A处爬过木块到达点C处需要走的最短路程是8m．【答案】见试题解答内容【解答】解：由题意可知，将木块展开，相当于是AB+2个正方形的宽，∴长为20+2×2＝24米；宽为16米．于是最短路径为：＝8米．故答案为：8．【变式3-3】（2022秋•叙州区期末）如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽、高分别是4米、0.7米、0.3米，A、B是这个台阶上两个相对的顶点，A点处有一只蚂蚁，它想到B点去吃可口的食物，则蚂蚁沿台阶面爬行到B点最短路程是5米．【答案】5．【解答】解：三级台阶平面展开图为长方形，长为4，宽为（0.7+0.3）×3，则蚂蚁沿台阶面爬行到B点最短路程是此长方形的对角线长．可设蚂蚁沿台阶面爬行到B点最短路程为x，由勾股定理得：x2＝42+[（0.7+0.3）×3]2＝25，解得x＝5（米），答：蚂蚁沿台阶面爬行到B点最短路程是5米，故答案为：5．【题型4将军饮马与最短路径问题】【典例4】（2022秋•辉县市校级期末）如图，圆柱形玻璃杯，高为12cm，底面周长为18cm．在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜，此时一只蚂蚁正好在杯外壁，离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处，则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为（）cm．A．15 B． C．12 D．18【答案】A【解答】解：如图所示，将圆柱沿过A的母线剪开，由题意可知，需在杯口所在的直线上找一点F，使AF+CF最小，故先作出A关于杯口所在直线的对称点A'，连接A'C与杯口的交点即为F，此时AF+CF＝A'F+CF＝A'C，根据两点之间线段最短，即可得到此时AF+CF最小，并且最小值为A'C的长度，如图所示，延长过C的母线，过A'作A'D垂直于此母线于D，由题意可知，A'D＝18÷2＝9（cm），CD＝12﹣4+4＝12（cm），由勾股定理得：A'C＝＝15（cm），故蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为15cm，故选：A．【变式4-1】（2022春•吴江区期末）如图，透明的圆柱形容器（容器厚度忽略不计）的高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒，此时一只蚂蚁正好在容器外壁，且离容器上沿3cm的点A处，则该蚂蚁要吃到饭粒需爬行的最短路径长是（）A．13cm B．3cm C．cm D．2cm【答案】A【解答】解：如图：∵高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒，此时蚂蚁正好在容器外壁，离容器上沿3cm与饭粒相对的点A处，∴A′D＝5cm，BD＝12﹣3+AE＝12cm，∴将容器侧面展开，作A关于EF的对称点A′，连接A′B，则A′B即为最短距离，A′B＝＝＝13（cm）．故选：A．【变式4-2】（2023春•临潼区期末）如图，桌上有一个圆柱形玻璃杯（无盖），高6厘米，底面周长16厘米，在杯口内壁离杯口1.5厘米的A处有一滴蜜糖，在玻璃杯的内壁，A的相对方向有一小虫P，小虫离杯底的垂直距离为1.5厘米，小虫爬到蜜糖处的最短距离是10厘米．【答案】此题考查了平面展开﹣最短路径问题，将图形展开，利用勾股定理进行计算是解题的关键．同时也考查了同学们的创造性思维能力．【解答】解：如图所示：将杯子侧面展开，作A关于杯口的对称点A′，连接PA′，最短距离为PA'的长度，PA'＝＝＝10（厘米），最短路程为PA'＝10厘米．故答案为：10．【变式4-3】（2022秋•牡丹区月考）如图是一个供滑板爱好者使用的U型池，该U型池可以看作是一个长方体去掉一个“半圆柱”而成，中间可供滑行的部分的截面是半径为2.5m的半圆，其边缘AB＝CD＝20m．小明要在AB上选取一点E，能够使他从点D滑到点E再滑到点C的滑行距离最短，则他滑行的最短距离约为（）（π取3）m．A．30 B．28 C．25 D．22【答案】C【解答】解：其侧面展开图如图：作点C关于AB的对称点F，连接DF，∵中间可供滑行的部分的截面是半径为2.5m的半圆，∴BC＝πR＝2.5π≈7.5m，AB＝CD＝20m，∴CF＝15m，在Rt△CDF中，DF＝＝＝25（m），故他滑行的最短距离约为25m．故选：C．【变式4-4】（2022秋•雁峰区校级期末）如图，圆柱形玻璃杯高为11cm，底面周长为30cm，在杯内壁离杯底5cm的点B处有一滴蜂蜜，此时一只蚂蚁正好在杯外壁，离杯上沿2cm与蜂蜜相对的点A处，则蚂蚁从外壁A处到内壁B处的爬行最短路线长为（杯壁厚度不计）（）A．12cm B．17cm C．20cm D．25cm【答案】B【解答】解：如图：将杯子侧面展开，作A关于EF的对称点A′，则AF+BF为蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离，即A′B的长度，∵A′B＝＝＝＝17（cm），∴蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离为17cm，故选：B．【变式4-5】（2022秋•郫都区期末）如图，圆柱形玻璃杯高为22cm，底面周长为30cm，在杯内壁离杯上沿3cm的点B处粘有一粒面包渣，此时一只蚂蚁正好在杯外壁，离杯底5cm与面包渣相对的点A处，则蚂蚁从外壁A处到内壁B处的最短距离为25cm（杯壁厚度不计）．【答案】25．【解答】解：如图：将杯子侧面展开，作B关于EF的对称点B′，∴B'D＝15cm，AD＝22﹣5+3＝20（cm），连接B′A，则B′A即为最短距离，B′A＝＝＝25（cm）．故答案为：25．【题型5几何图形中翻折、旋转问题】【典例5】（2022秋•大东区校级期末）如图，已知矩形ABCD沿着直线BD折叠，使点C落在C′处，BC′交AD于E，AD＝8，AB＝4，则DE的长为（）A．3 B．4 C．5 D．6【答案】C【解答】解：∵Rt△DC′B由Rt△DBC翻折而成，∴CD＝C′D＝AB＝8，∠C＝∠C′＝90°，设DE＝x，则AE＝8﹣x，∵∠A＝∠C′＝90°，∠AEB＝∠DEC′，∴∠ABE＝∠C′DE，在Rt△ABE与Rt△C′DE中，，∴Rt△ABE≌Rt△C′DE（ASA），∴BE＝DE＝x，在Rt△ABE中，AB2+AE2＝BE2，∴42+（8﹣x）2＝x2，解得：x＝5，∴DE的长为5．故选：C．【变式5-1】（2022春•安乡县期中）如图，在△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝12，BC＝10，点D为BC的中点，点E为AC边上一动点，连接DE．将△CDE沿DE折叠，点C的对应点为点C'．若△AEC'为直角三角形，则AE的长为或7．【答案】或7．【解答】解：如图，当∠AEC'＝90°时，则∠CEC'＝90°，∴∠CED＝∠C'ED＝45°，∴∠CDE＝45°，∴CE＝CD＝5，∴AE＝AC﹣CE＝12﹣5＝7；如图，当∠AC'E＝90°时，∵∠AC'E+∠DC'E＝90°+90°＝180°，∴点A，C'，D共线，∴AD＝＝13，∵C'E＝CE＝12﹣AE，AC'＝AD﹣C'D＝8，∴AE2＝（12﹣AE）2+82，∴AE＝；当∠C'AE＝90°时，不存在，综上所述，若△AEC为直角三角形，则AE的长为或7，故答案为：或7．【变式5-2】（2023春•长沙期末）如图，矩形ABCD中，AB＝8，BC＝4，将矩形沿AC折叠，点D落在点D′处，则重叠部分△AFC的面积为10．【答案】见试题解答内容【解答】解：易证△AFD′≌△CFB，∴D′F＝BF，设D′F＝x，则AF＝8﹣x，在Rt△AFD′中，（8﹣x）2＝x2+42，解之得：x＝3，∴AF＝AB﹣FB＝8﹣3＝5，∴S△AFC＝•AF•BC＝10．故答案为：10．【变式5-3】（2022秋•绥德县期中）如图所示，折叠长方形一边AD，点D落在BC边的点F处，已知BC＝10厘米，AB＝8厘米．（1）求BF与FC的长．（2）求EC的长．【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）∵△ADE折叠后的图形是△AFE，∴AD＝AF，∠D＝∠AFE，DE＝EF．∵AD＝BC＝10cm，∴AF＝AD＝10cm．又∵AB＝8cm，在Rt△ABF中，根据勾股定理，得AB2+BF2＝AF2∴82+BF2＝102，∴BF＝6cm，∴FC＝BC﹣BF＝10﹣6＝4cm．（2）设EC的长为xcm，则DE＝（8﹣x）cm．在Rt△EFC中，根据勾股定理，得：FC2+EC2＝EF2，∴42+x2＝（8﹣x）2，即16+x2＝64﹣16x+x2，化简，得16x＝48，∴x＝3，故EC的长为3cm．【变式5-4】（2020秋•海宁市期中）如图，Rt△ABC中，∠C＝90°，AC＝3，BC＝4，D为BC上一点，将△ABD沿AD折叠至△AB′D，AB′交线段CD于点E．当△B′DE是直角三角形时，点D到AB的距离等于0.6或1.5．【答案】0.6或1.5．【解答】解：∵∠C＝90°，AC＝3，BC＝4，∴AB＝，由折叠的性质得，BD＝B'D，∵△B′DE是直角三角形，∴∠BDB'＝∠B'DE＝90°，∴△BDB'是等腰直角三角形，如图所示，过D作DF⊥AB于F，连接BB'，∴∠ADC＝45°，∴DC＝AC＝3，∴BD＝BC﹣DC＝4﹣3＝1，∴DF＝，点E与点C重合时，△B′DE是直角三角形，∴∠B'ED＝90°，∴此时点D到AB的距离等于1.5，故答案为：0.6或1.5．【变式5-5】（2020•浙江自主招生）将一直径为25cm的圆形纸片（如图①）剪成如图②所示形状的纸片，再将纸片沿虚线折叠得到正方体形状的纸盒（如图③），则这样的纸盒体积最大为125cm3．【答案】见试题解答内容【解答】解：如图所示．设正方体的棱长是acm．在直角三角形AOB中，OB＝，AB＝a，OA＝2a，根据勾股定理，得+4a2＝，解，得a＝±5（负值舍去）．则这样的纸盒体积最大为53＝125cm3．故答案为125．【变式5-6】（2022秋•和平区期中）一长方体容器（如图1），长、宽均为2，高为8，里面盛有水，水面高为5，若沿底面一棱进行旋转倾斜，倾斜后的长方体容器的主视图如图2所示，若倾斜容器使水恰好倒出容器，则CD＝2．【答案】见试题解答内容【解答】解：如图所示：设DE＝x，则AD＝8﹣x，根据题意得：（8﹣x+8）×2×2＝2×2×5，解得：x＝6，∴DE＝6，∵∠E＝90°，由勾股定理得：CD＝＝＝2，故答案为：2．【题型6梯子滑落问题】【典例6】（2023春•随县期末）如图，一架长25米的梯子，斜靠在竖直的墙上，这时梯子底端离墙7米．（1）此时梯子顶端离地面多少米？（2）若梯子顶端下滑4米，那么梯子底端将向左滑动多少米？【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）∵AB＝25米，BE＝7米，梯子距离地面的高度AE＝＝24米．答：此时梯子顶端离地面24米；（2）∵梯子下滑了4米，即梯子距离地面的高度CE＝（24﹣4）＝20米，∴BD+BE＝DE＝＝＝15，∴DB＝15﹣7＝8（米），即下端滑行了8米．答：梯子底端将向左滑动了8米．【变式6-1】（2023春•郧阳区期末）如图，某工人在两墙AB，CD之间施工（两墙与地面垂直），架了一架长为2.5m的梯子DE，此时梯子底端E距离墙角C点0.7m，由于E点没有固定好，向后滑动到墙角B处，使梯子顶端D沿墙下滑了0.4m到F处，求梯子底端E向后滑动的距离BE的长．【答案】梯子底端E向后滑动的距离BE的长为0.8m．【解答】解：由题意得：∠DCE＝90°，BF＝DE＝2.5m，CE＝0.7m，DF＝0.4m，在Rt△DCE中，由勾股定理得：DC＝＝＝2.4（m），∴CF＝DC﹣DF＝2.4﹣0.4＝2（m）在Rt△BCF中，由勾股定理得：BC＝＝＝1.5（m），∴BE＝BC﹣CE＝1.5﹣0.7＝0.8（m），答：梯子底端E向后滑动的距离BE的长为0.8m．【变式6-3】（2022秋•雁塔区校级期中）如图，一架13米长的梯子AB斜靠在墙上，刚好梯顶A与地面的距离AO为12米．如果梯子底部水平滑动的距离BB′为3米，求梯顶下滑的距离AA′为多少米？【答案】梯顶下滑的距离AA′为（12﹣）米．【解答】解：在直角三角形AOB中，根据勾股定理，得：OB＝＝＝5（米），根据题意，得：OB′＝5+3＝8（米），又∵梯子的长度不变，在Rt△A′OB′中，根据勾股定理，得：OA′＝＝（米）．则AA′＝（12﹣）米，答：梯顶下滑的距离AA′为（12﹣）米．【变式6-4】（2023春•淮南期末）如图，小巷左右两侧是竖直的墙，一架梯子斜靠在左墙时，梯子底端到左墙角的距离为0.7米，顶端距离地面2.4米．如果保持梯子底端位置不动，将梯子斜靠在右墙时，顶端距离地面2米．则小巷的宽度为（）A．0.7米 B．1.5米 C．2.2米 D．2.4米【答案】C【解答】解：如图，∠ACB＝∠ACB＝90°，CB＝0.7m，AC＝2.5m，DE＝2m．在Rt△ABC中，AB＝＝＝2.5（m）．∵AB＝BE，∴BE＝2.5（m），∴BD＝＝＝1.5（m），∴CD＝CB+BD＝0.7+1.5＝2.2（m），即小巷的宽度为2.2米．故选：C．【变式6-5】（2023春•庐阳区校级期中）如图，梯子AB斜靠在一竖直的墙AO上，这时BO为7m．如果梯子的顶端A沿墙下滑4m，那么梯子底端B也外移8m，则梯子AB的长为（）A．24 B．25 C．15 D．20【答案】B【解答】解：设AO＝xm，依题意，得AC＝4，BD＝8，在Rt△AOB中，根据勾股定理AB2＝AO2+OB2＝x2+72在Rt△COD中，根据勾股定理CD2＝CO2+OD2＝（x﹣4）2+（7+8）2，x2+72＝（x﹣4）2+（7+8）2，解得x＝24，∴，故选：B．【变式6-6】（2022秋•黔江区期末）如图，小巷左右两侧是竖直的墙，一架梯子斜靠在左墙时，梯子底端到左墙角的距离BC为0.7m，梯子顶端到地面的距离AC为2.4m．如果保持梯子底端位置不动，将梯子斜靠在右墙时，梯子顶端到地面的距离A'D为1.5m，则小巷的宽为（）A．2.4m B．2m C．2.5m D．2.7m【答案】D【解答】解：在Rt△ABC中，由勾股定理得：AB＝＝＝2.5（m），∴A′B＝AB＝2.5米，在Rt△A′BD中，由勾股定理得：BD＝＝＝2（m），∴CD＝BC+BD＝2+0.7＝2.7（m），即小巷的宽为2.7米，故选：D．【题型7树枝旗子折断问题】【典例7-1】（2023春•鹤山市校级期中）在一棵树的10米高的B处有两只猴子．一只猴子爬下树走到离树20米的池塘的A处．另一只爬到树顶D后直接跃到A处．距离以直线计算．如果两只猴子所经过的距离相等．则这棵树高多少米？【答案】见试题解答内容【解答】解：如图，设树的高度为x米，因两只猴子所经过的距离相等都为30米．由勾股定理得：x2+202＝[30﹣（x﹣10）]2，解得x＝15m．故这棵树高15m【典例7-2】（2023春•南宁期中）如图1，同学们想测量旗杆的高度．他们发现系在旗杆顶端的绳子垂到了地面，并多出了一段，但这条绳子的长度未知．小明和小亮同学应用勾股定理分别提出解决这个问题的方案如下：小明：①测量出绳子垂直落地后还剩余1.5米，如图1；②把绳子拉直，绳子末端在地面上离旗杆底部6米，如图2．小亮：先在旗杆底端的绳子上打了一个结，然后举起绳结拉到如图3点D处．（1）请你按小明的方案求出旗杆的高度；（2）已知小亮举起绳结离旗杆6.75米远，此时绳结离地面多高？​【答案】（1）11.25米；（2）2.25米．【解答】解：（1）如图2，设旗杆的长度为x米，则绳子的长度为（x+1.5）米，在Rt△ABC中，由勾股定理得：x2+62＝（x+1.5）2，解得：x＝11.25，故旗杆的高度为11.25米；（2）由题可知，BD＝BC＝11.25米，DE＝6.75米．在Rt△BDE中，由勾股定理得：BE2+6.752＝11.252，解得：BE＝9，∴EC＝BC﹣BE＝11.25﹣9＝2.25（米），∴DF＝EC＝2.25米．故绳结离地面2.25米高．【变式7-1】（2023春•东港区校级期中）由于大风，山坡上的一棵树甲被从A点处拦腰折断，如图所示，其树顶端恰好落在另一棵树乙的根部C处，已知AB＝4米，BC＝13米，两棵树的水平距离为12米，求这棵树原来的高度．【答案】见试题解答内容【解答】解：如图所示：延长AB，过点C作CD⊥AB延长线于点D，由题意可得：BC＝13m，DC＝12m，故BD＝＝5（m），即AD＝9m，则AC＝＝＝15（m），故AC+AB＝15+4＝19（m）．答：这棵树原来的高度是19米．【变式7-2】（2021秋•临渭区期末）如图，小旭放风筝时，风筝线断了，风筝挂在了树上．他想知道风筝距地面的高度．于是他先拉住风筝线垂直到地面上，发现风筝线多出1米，然后把风筝线沿直线向后拉开5米，发现风筝线末端刚好接触地面（如图为示意图）．请你帮小旭求出风筝距离地面的高度AB．【答案】见试题解答内容【解答】解：设AB＝x，则AC＝x+1，由图可得，∠ABC＝90°，BC＝5，∴Rt△ABC中，AB2+BC2＝AC2，即x2+52＝（x+1）2，解得x＝12，答：风筝距离地面的高度AB为12米．【变式7-3】（2022秋•常州期末）数学兴趣小组要测量旗杆的高度，同学们发现系在旗杆顶端A的绳子沿旗杆垂到地面时，测得多出部分BC的长为2m（如图1），再将绳子拉直（如图2），测得绳子末端的位置D到旗杆底部B的距离为6m，求旗杆AB的长．【答案】8m．【解答】解：设旗杆AB的长为xm．根据题意，得∠ABD＝90°，BD＝6m，AD＝（x+2）m．在Rt△ABD中，∠ABD＝90°，∴AB2+BD2＝AD2．∴x2+62＝（x+2）2．解方程，得x＝8．答：旗杆AB的长为8m．【变式7-4】（2022秋•城关区期末）如图所示，小刚想知道学校的旗杆有多高，他发现旗杆上的绳子垂到地面还多了0.8m，当他把绳子下端拉开4m后，发现下端刚好接触地面，小刚算了算就知道了旗杆的高度．你知道他是怎样算出来的吗？【答案】见试题解答内容【解答】解：设旗杆高为xm，那么绳长为（x+0.8）m，由勾股定理得x2+42＝（x+0.8）2，解得x＝9.6．答：旗杆的高度为9.6m．【题型8航海是否有影响问题】【典例8-1】（2023春•黄冈期中）如图所示，某港口位于东西方向的海岸线上．“远航”号、“海天”号轮船同时离开港口，各自沿一固定方向航行，“远航”号每小时航行16海里，“海天”号每小时航行12海里．它们离开港口小时后相距30海里．如果知道“远航”号沿东北方向航行，能知道“海天”号沿哪个方向航行吗？【答案】见试题解答内容【解答】解：根据题意，得PQ＝16×1.5＝24（海里），PR＝12×1.5＝18（海里），QR＝30（海里），∵242+182＝302，即PQ2+PR2＝QR2，∴∠QPR＝90°．由“远航号”沿东北方向航行可知，∠QPS＝45°，则∠SPR＝45°，即“海天”号沿西北方向航行．【典例8-2】（2023春•邢台期中）如图，经过A村和B村（将A，B村看成直线l上的点）的笔直公路1旁有一块山地正在开发，现需要在C处进行爆破．已知C处与A村的距离为900米，C处与B村的距离为1200米，且AC⊥BC．（1）求A，B两村之间的距离；（2）为了安全起见，爆破点C周围半径750米范围内不得进入，在进行爆破时，公路AB段是否有危险而需要封锁？如果需要，请计算需要封锁的路段长度；如果不需要，请说明理由．【答案】（1）A，B两村之间的距离为1500米；（2）AB段公路需要封锁，需要封锁的路段长度为420米．【解答】解：（1）在Rt△ABC中，AC＝900米，BC＝1200米，∴AB＝＝＝1500（米）．答：A，B两村之间的距离为1500米；（2）公路AB有危险而需要封锁．理由如下：如图，过C作CD⊥AB于D．以点C为圆心，750米为半径画弧，交AB于点E，F，连接CE，CF，∵S△ABC＝AB•CD＝BC•AC，∴CD＝＝＝720（米）．由于720米＜750米，故有危险，因此AB段公路需要封锁．∴EC＝FC＝750米，∴ED＝＝210（米），故EF＝420米，则需要封锁的路段长度为420米．【变式8-1】（2023春•千山区期中）如图，在我国沿海有一艘不明国籍的轮船进入我国海域，我海军甲、乙两艘巡逻艇立即从相距13海里的A、B两个基地前去拦截，6分钟后同时到达C处将其拦截．已知甲巡逻艇每小时航行120海里，乙巡逻艇每小时航行50海里，航向为北偏西23°．（1）求甲巡逻艇的航行方向；（2）成功拦截后，甲、乙两艘巡逻艇同时沿原方向返回且速度不变，3分钟后甲、乙两艘巡逻艇相距多少海里？【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）由题意得：∠CBA＝90°﹣23°＝67°，AC＝120×＝12（海里），BC＝50×＝5（海里），∵AB＝13（海里），∵AC2+BC2＝AB2，∴△ABC是直角三角形，∵∠CBA＝67°，∴∠CAB＝23°，∴甲的航向为北偏东67°；（2）甲巡逻船航行3分钟的路程为：120×＝6（海里），乙巡逻船航行3分钟的路程为：50×＝2.5（海里），3分钟后，甲乙两巡逻船相距为：＝6.5（海里）．【变式8-2】（2023•灞桥区校级模拟）如图，海中有一小岛P，它的周围12海里内有暗礁，渔船跟踪鱼群由西向东航行，在M处测得小岛P在北偏东60°方向上，航行16海里到N处，这时测得小岛P在北偏东30°方向上．如果渔船不改变航线继续向东航行，是否有触礁危险，并说明理由．【答案】渔船不改变航线继续向东航行，不会有触礁危险，理由见解析．【解答】解：渔船不改变航线继续向东航行，不会有触礁危险，理由如下：过点P作PA⊥MN，交MN的延长线于点A，由题意得：∠PMA＝90°﹣60°＝30°，∠PNA＝90°﹣30°＝60°，∴∠APN＝90°﹣∠PNA＝30°，设AN＝x海里，则PN＝2x海里，∴AP＝＝＝x（海里），AM＝MN+AN＝（16+x）海里，∵∠PMA＝30°，∴PM＝2AP＝2x（海里），在Rt△MAP中，PM2＝AP2+AM2，即（2x）2＝（x）2+（x+16）2，解得：x1＝8，x2＝﹣4（不合题意，舍去）；∴AP＝x＝8（海里），∵（8）2＝192，122＝144，∴8＞12，∴渔船不改变航线继续向东航行，不会有触礁危险．【变式8-3】（2022春•天元区期中）某岛C周围4海里内有暗礁，一轮船沿正东方向航行，在A处测得该岛在东偏南15°处，继续航行10海里到达B处，又测得该岛位于东偏南30°处，若该船不改变航向，有无触礁危险？【答案】见试题解答内容【解答】解：作CD⊥AB于D，则Rt△BCD中，∵∠CBD＝30°，∴BC＝2CD．又∵∠CAB＝15°，∴∠ACB＝15°．∴AB＝BC＝10．∴CD＝5＞4．故该轮船没有触礁的危险．【变式8-4】（2021•黄州区校级自主招生）南海诸岛自古以来都是中国的领土，4月12日，中央军委在南海海域隆重举行海上阅兵，军委主席习近平登上长沙舰检阅海军舰艇编队，包括辽宁号航母在内的48艘舰艇参加了阅兵仪式．如图，A、B是两处海港，其中A在B东偏南30〫方向千米处，辽宁号航母从海港A出发，沿东偏北45〫方向，以15千米/小时的速度匀速航行，两小时后，长沙舰从海港B出发，沿东偏北15〫的方向匀速航行，两舰恰好同时到达阅兵地点C．（1）长沙舰从海港出发航行到达阅兵地点用了多少时间？（2）求长沙舰的航行速度．（结果保留根号）【答案】（1）2；（2）（15+15）千米/小时．【解答】解：（1）由题意得：AB＝30千米，∠ABC＝30°+15°＝45°，∠BAC＝（90°﹣30°）+45°＝105°，∴∠C＝180°﹣45°﹣105°＝30°，过点A作AD⊥BC，垂足为D，在Rt△ABD中，AD＝BD＝×30＝30（千米），在Rt△ADC中，∠C＝30°，∴AC＝2AD＝60，CD＝AD＝30（千米），∴BC＝（30+30）千米，∴辽宁号航母从A到C的时间为60÷15＝4（小时），则长沙舰从B到C所用时间为4﹣2＝2（小时），答：长沙舰从海港出发航行到达阅兵地点用了2小时．（2）长沙舰的速度为（30+30）÷2＝（15+15）千米/小时，答：长沙舰的航行速度为（15+15）千米/小时．【变式8-5】（2023春•青阳县期末）在甲村至乙村的公路旁有一块山地正在开发，现有一C处需要爆破，已知点C与公路上的停靠站A的距离为300米，与公路上另一停靠站B的距离为400米，且CA⊥CB，如图，为了安全起见，爆破点C周围半径250米范围内不得进入，问在进行爆破时，公路AB段是否有危险，是否而需要暂时封锁？请通过计算进行说明．【答案】见试题解答内容【解答】解：如图，过C作CD⊥AB于D，∵BC＝400米，AC＝300米，∠ACB＝90°，∴根据勾股定理得AB＝500米，∵AB•CD＝BC•AC，∴CD＝240米．∵240米＜250米，故有危险，因此AB段公路需要暂时封锁．【变式8-6】（2022春•大方县期中）如图第4号台风“黑格比”的中心于2020年8月5日下午位于浙江省绍兴市境内的B处，最大风力有9级（23m/s），中心最低气压为990百帕，台风中心沿大约东北（BC）方向以25km/h的速度向D移动在距离B地250km的正北方有一A地，已知A地到BC的距离AD＝70km，那么台风中心经过多长时间从B点移到D点？如果在距台风中心70km的圆形区域内都将有受到台风破坏的危险，正在D点休闲的游人在接到台风警报后的几个小时内撤离才可脱离危险？【答案】台风中心经过9.6小时从B移动到D点；游人在6.8小时内撤离才可脱离危险．【解答】解：在Rt△ABD中，根据勾股定理，得BD＝＝＝240（km），∴240÷25＝9.6（小时），则台风中心经过9.6小时从B移动到D点；如图，∵距台风中心70km的圆形区域内都会受到不同程度的影响，∴人们要在台风中心到达E点之前撤离，∵BE＝BD﹣DE＝240﹣70＝170（km），∴170÷25＝6.8（小时），答：游人在6.8小时内撤离才可脱离危险．【题型9风吹荷花问题】【典例9】（2022秋•南关区校级期末）如图，水池中离岸边D点4米的C处，直立长着一根芦苇，出水部分BC的长是2米，把芦苇拉到岸边，它的顶端B恰好落到D点，则水池的深度AC为多少米．【答案】3米．【解答】解：设水池的深度为x米，由题意得：x2+42＝（x+2）2，解得：x＝3．答：水池的深度为3米．【变式9-1】（2022秋•朝阳区期末）如图，一支铅笔放在圆柱体笔筒中，笔筒的内部底面直径是9cm，内壁高12cm．若这支铅笔长为18cm，则这只铅笔在笔筒外面部分长度不可能的是（）A．3cm B．5cm C．6cm D．8cm【答案】D【解答】解：根据题意可得图形：AB＝12cm，BC＝9cm，在Rt△ABC中：AC＝＝＝15（cm），所以18﹣15＝3（cm），18﹣12＝6（cm）．则这只铅笔在笔筒外面部分长度在3cm～6cm之间．观察选项，只有选项D符合题意．故选：D．【变式9-2】（2022秋•兴平市期末）在平静的湖面上，有一朵荷花高出水面半尺，忽然一阵强风吹来把荷花垂直拉到水里且荷花恰好落在水面．花在水平方向上离开原来的位置2尺远，则这个湖的水深是3.75尺．【答案】3.75．【解答】解：若设湖水的