解题技巧专题：利用勾股定理解决面积问题（原卷版）

2/2解题技巧专题：利用勾股定理解决面积问题(5类热点题型讲练)目录TOC\o"1-3"\h\u【考点一利用等积法求三角形中某边上的高】 1【考点二利用等积法证明勾股定理】 5【考点三结合乘法公式巧求面积或长度】 11【考点四利用割补法求不规则图形的面积】 15【考点五“勾股树”及其拓展类型求面积】 18【考点一利用等积法求三角形中某边上的高】例题：在Rt△ABC中，∠C=90°，AC=9，BC=12，则点C到AB的距离是________．【变式训练】1．一个直角三角形的两条直角边边长分别为6和8，则斜边上的高为（

）A．4.5 B．4.6 C．4.8 D．52．如图，在网格中，每个小正方形的边长均为1．点A、B，C都在格点上，若BD是△ABC的高，则BD的长为__________．3．如图，在中，，，是的边上的高，且，，，求的边上的高．4．如图，在中，，，在中，是边上的高，，．(1)求的长．(2)求斜边边上的高．5．我们新定义一种三角形：若一个三角形中存在两边的平方差等于第三边上高的平方，则称这个三角形为勾股高三角形，这两边交点为勾股顶点．（1）特例感知如图1，已知△ABC为勾股高三角形，其中A为勾股顶点，AD是BC边上的高．若BD＝3，CD＝1，试求线段AD的长度．（2）深入探究如图2，已知△ABC为勾股高三角形，其中A为勾股顶点且AC＞AB，AD是BC边上的高．试探究线段CD与AB的数量关系，并给予证明．【考点二利用等积法证明勾股定理】例题：【探究发现】我国三国时期的数学家赵爽利用四个全等的直角三角形拼成如图1所示图形，其中四边形和四边形都是正方形，巧妙地用面积法得出了直角三角形三边长a，b，c之间的一个重要结论：.（1）请你将数学家赵爽的说理过程补充完整：已知：中，，，，.求证：.证明：由图可知，，______，正方形边长为______，，即．【深入思考】如图2，在中，，，，，以为直角边在的右侧作等腰直角，其中，，过点D作，垂足为点E．（2）求证：，；（3）请你用两种不同的方法表示梯形的面积，并证明：；【实际应用】（4）将图1中的四个直角三角形中较短的直角边分别向外延长相同的长度，得到图3所示的“数学风车”，若，，“数学风车”外围轮廓（图中实线部分）的总长度为108，求这个风车图案的面积．【变式训练】1．数与形是数学中的两个最古老，也是最基本的研究对象．数与形也是有联系的，这种联系称为“数形结合”．利用“数形结合”思想可以直观地帮助我们解决一些数学验证或运算．(1)我国是最早了解勾股定理的国家之一，该定理阐明了直角三角形的三边关系．请你利用如图对勾股定理（即下列命题）进行验证，从中体会“数形结合”的思想：已知：如图，在和中，，（点，，在一条直线上），，，．证明：；(2)请利用“数形结合”思想，画图并推算出的结果．2．勾股定理在数学和许多其他领域中都有广泛的应用，勾股定理是一个非常重要的数学定理，它在几何学、三角学、物理学、工程学等多个领域都有重要的应用．关于勾股定理的证明方法到现在为止有500多种，勾股定理常见的一些证明方法是：几何证明、代数证明、向量证明、复数证明、面积证明等．当两个全等的直角三角形按图1或图2摆放时，都可以用“面积法”来证明，以下是利用图1证明勾股定理的完整过程：将两个全等的直角三角形按图1所示摆放，其中，求证：．

证明：连接，过点D作交延长线于点F，则．又∵∴请参照上述证明方法，利用图2完成下面的证明．将两个全等的直角三角形按图2所示摆放，其中，求证：．3．在我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理，创制了一幅“弦图”（如图1），后人称之为“赵爽弦图”，流传至今．(1)勾股定理的证明，人们已经找到了400多种方法，请从图1，图2，图3的证明方法中任选一种来证明该定理．(2)如图4所示，分别以直角三角形三边为直径作半圆，设图中两个月形图案（图中阴影部分）的面积分别为，，直角三角形面积为，请判断，，的关系并证明．【考点三结合乘法公式巧求面积或长度】例题：已知在中，所对的边分别为a，b，c，若，则的面积为（

）A． B． C． D．【变式训练】1．如图所示的“赵爽弦图”是由四个全等的直角三角形和一个小正方形拼成的一个大正方形，设直角三角形较长直角边长为，较短直角边长为．若大正方形的面积为16，小正方形的面积是3，则是（

）A．19 B．13 C．42 D．292．汉代数学家赵爽为了证明勾股定理如图，创制了一幅如图①所示的“弦图”，后人称之为“赵爽弦图”，图②由弦图变化得到，它是由八个全等的直角三角形拼接而成，记图中正方形、正方形、正方形的面积分别为、、，若，则正方形的边长为．3．我国是最早了解勾股定理的国家之一，早在三千多年前，周朝数学家商高就提出了“勾三、股四、弦五”这一结论．勾股定理与图形的面积存在密切的关系，如图是由两个直角三角形和三个正方形组成的图形，若的面积为6，，，则阴影部分的周长为．4．通过本学期的学习，我们已初步认识了勾股定理，它最早是由我国周朝时期的商高提出的，后又由东汉数学家赵爽通过四个全等的直角三角形构造的正方形证明所得，我们称之为“赵爽弦图”．如图，，，．(1)请根据赵爽弦图，用面积法证明：．(2)若正方形面积为49，正方形的面积为25，求的值．【考点四利用割补法求不规则图形的面积】例题：如图，是一块草坪，已知AD=12m，CD=9m，∠ADC=90°，AB=39m，BC=36m，求这块草坪的面积．【变式训练】1．我市某中学有一块四边形的空地，如图所示，为了绿化环境，学校计划在空地上种植草皮，经测量，，，，．(1)求出空地的面积；(2)若每种植1平方米草皮需要350元，问总共需投入多少元？2．如图，在5×5的方格纸中，每一个小正方形的边长都为1（1）线段BC＝，线段CD＝；（2）求四边形ABCD的面积．（可以根据需要添加字母）3．如图，方格纸中小正方形的边长为1，△ABC的三个顶点都在小正方形格点上，（1）边AC、AB、BC的长；（2）求△ABC的面积；（3）点C到AB边的距离．【考点五“勾股树”及其拓展类型求面积】例题：如图，所有的四边形都是正方形，所有的三角形都是直角三角形，若正方形A、B、C、D的面积分别是6、10、4、6，则最大正方形E的面积是（

）A．20 B．26 C．30 D．52【变式训练】1．如图，，正方形和正方形的面积分别是289和225，则以为直径的半圆的面积是（）A． B． C． D．2．如图，三个正方形中的两个的面积，，则另一个的正方形的面积为__________．3．如图，以的三边向外作正方形，其面积分别为且，则__________；以的三边向外作等边三角形，其面积分别为，则三者之间的关系为__________．4．已知：在中，，、、所对的边分别记作a、b、c．如图1，分别以的三条边为边长向外作正方形，其正方形的面积由小到大分别记作、、，则有，(1)如图2，分别以的三条边为直径向外作半圆，其半圆的面积由小到大分、、，请问与有怎样的数量关系，并证明你的结论；(2)分别以直角三角形的三条边为直径作半圆，如图3所示，其面积由小到大分别记作S1、S2Sa，根据（2）中的探索，直接回答与有怎样的数量关系；(3)若中，，，求出图4中阴影部分的面积．5．勾股定理是人类最伟大的十个科学发现之一，西方国家称之为毕达哥拉斯定理．在我国古书《周髀算经》中就有“若勾三，股四，则弦五”的记载，我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理，创制了一幅“弦图”（如图1），后人称之为“赵爽弦图”，流传至今．(1)①如图2，3，4，以直角三角形的三边为边或直径，分别向外部作正方形、半圆、等边三角形，面积分别为，，，利用勾股定理，判断这3个图形中面积关系满足的有________个．②如图5，分别以直角三角形三边为直径作半圆，设图中两个月牙形图案（图中阴影部分）的面积分别为，，直角三