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勾股定理:三边上的正方形

数学建议年龄: 12–15

为什么两条直角边上的正方形面积之和等于斜边上的正方形面积?

改变直角三角形的两条直角边,比较三边上正方形的面积,验证 a²+b²=c²。

学习目标

  • 在直角三角形中正确指出斜边 c。
  • 把边长的平方解释为该边上正方形的面积。
  • 用 a²+b²=c² 求未知边并检查结果是否合理。

开始前

  • 会计算正方形面积和正数的平方根。
  • 认识直角、直角边与最长边。

三边上的正方形

  1. 1找斜边
  2. 2读面积
  3. 3合并面积
  4. 4求边长
三边上的正方形默认示例:直角边 3、4,斜边 5;9 + 16 = 25。 a b c
a = 3 · a² = 9 b = 4 · b² = 16 c = 5 · c² = 25 · 斜边
a² + b² = c² · 9 + 16 = 25 · c = 5 (斜边)

边观察,边解释

依次完成四步。按钮会把互动模型切换到对应观察状态。

  1. a 与 b 在直角处相交。c 与直角相对,是斜边;只在直角三角形中,定理才用 c 表示这条最长边。

    你的任务: 在图中找到直角标记,并指出不接触直角的边。

  2. 边长为 a 的正方形面积是 a²,边长为 b 的是 b²,边长为 c 的是 c²。图形按边长比例绘制,数值框给出精确计算。

    你的任务: 选择 a=3、b=4,比较 9、16 与 25。

  3. 对任意直角三角形,两个直角边上正方形的总面积等于斜边上正方形的面积:a²+b²=c²。

    你的任务: 把一条直角边改为 6,核对等式左右两边。

  4. 先求 c²=a²+b²,再取正平方根得到边长 c=√(a²+b²)。边长为正,所以这里不用负平方根。

    你的任务: 选择 a=5、b=5,估计 c 在哪两个整数之间,再读出结果。

把现象连成解释

“平方”既是运算也是面积

a² 表示 a×a,也正好是边长为 a 的正方形面积。三边上的正方形让代数等式成为面积关系。

斜边不是任意最长边

“斜边”专指直角三角形中与直角相对的边。没有直角,就不能直接使用这个定理,也不应把某边标成斜边 c。

逆定理可以检查直角

若一个三角形的最长边为 c,且边长满足 a²+b²=c²,那么它是直角三角形。这是勾股定理的逆定理。

检查理解

1直角三角形的斜边是哪一条?
2直角边为 3 和 4 时,斜边长是多少?
3若 a²=36、b²=64,那么 c² 等于多少?
4什么时候可以直接用 a²+b²=c² 求第三边?

可打印练习纸

先独立完成练习页;答案和解释在单独一页。

数学

勾股定理:三边上的正方形

姓名:________________日期:________________

为什么两条直角边上的正方形面积之和等于斜边上的正方形面积?

  1. 直角三角形的斜边是哪一条?

    A. 与直角相对的边 B. 任意竖直边 C. 总是最短的边

  2. 直角边为 3 和 4 时,斜边长是多少?

    A. 5 B. 7 C. 25

  3. 若 a²=36、b²=64,那么 c² 等于多少?

    A. 28 B. 100 C. 10

  4. 什么时候可以直接用 a²+b²=c² 求第三边?

    A. 任何三角形 B. 已知三角形有直角,且 c 是斜边 C. 只有三边都是整数

答案页

勾股定理:三边上的正方形

  1. 与直角相对的边

    斜边与直角相对,并且是直角三角形的最长边。

  2. 5

    c=√(3²+4²)=√25=5;25 是 c²,不是边长。

  3. 100

    斜边正方形面积等于另外两个正方形面积之和:36+64=100。

  4. 已知三角形有直角,且 c 是斜边

    勾股定理适用于直角三角形;边长可以是整数,也可以是无理数。