八上数学 · 自主课堂 北师大版 2022 课标修订
第一章 勾股定理 1 探索勾股定理
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01

教材分析 · 学习规划

第一章 勾股定理

进行中

这一章要解决的问题是:知道直角三角形任意两条边的长度,能不能算出第三条边? 课本用“拉钢索”“测汽车速度”“装货物进门”等真实情境引入,再从测量和数格子中发现三边之间一种确定的数量关系。

3个小节
2个证明方向
8道课本习题
全书学习地图:七章主线
  1. 一 · 勾股定理从“数”和“形”两个方面研究直角三角形三边关系,是本章核心。
  2. 二 · 实数数系由有理数扩充到实数,为后续开平方、无理数等提供工具。
  3. 三 · 位置与坐标用有序数对描述位置,把平面上的点与数对应起来。
  4. 四 · 一次函数用“数”与“形”研究变量之间的最简单函数关系。
  5. 五 · 二元一次方程组认识方程组,感受一次函数与二元一次方程之间的联系。
  6. 六 · 数据的分析用平均数、方差等刻画数据集中趋势与离散程度。
  7. 七 · 证明从基本事实出发,用演绎推理证明平行线等有关结论。

核心章节:一、四、五、七

基础章节:二、三

易困难点:二(无理数概念)、四(数形结合)、七(证明表达)

推荐顺序:一 → 二 → 三 → 四 → 五 → 七;第六章可视学习进度安排。

1.1 在本章的位置与任务

前面基础:直角三角形、面积、算术平方根、勾股概念。

本节任务:经历测量、数格子、面积割补等活动,发现并初步验证勾股定理。

后面入口:11.2 将反过来问“三边满足该关系的一定是直角三角形吗”。

容易混淆:把公式中的最长边当成直角边;把“探索发现”当成“证明”。

从课本问题开始本节学习 学习依据:教材第 1–9 页(印刷页码 2–9)
02

提出问题

从 8 m 高处拉钢索

情境引入

课本原问:如图,从电线杆离地面 8 m 处向地面拉一条钢索,地面固定点距离电线杆底部 6 m。 需要多长的钢索?

钢索、电线杆和地面合起来,正好围成一个直角三角形。两条直角边是 6 m 和 8 m,钢索就是斜边。

你不需要急着算答案。先判断:这根钢索可能比 8 m 短吗?

8 m 6 m ?
课本图 1-1 情境重绘
03

直观理解

测量、数格子,找规律

探究活动

课本活动:先在纸上画若干个直角三角形并测量三边;再把直角三角形放在方格纸中,数一数每条边上的正方形分别占多少个 1×1 的小方格。 观察“三条边长度的平方”之间有怎样的关系。

a² =9
b² =16
a²+b² =25
c² =25
c ≈5.000
正方形面积 = 边长 × 边长

如果直角边是 1.6 和 2.4,方格中会出现半个小方格甚至无法直接数完整格。 这时面积关系不能用“数格子”完成,但可以继续用面积计算:1.6² + 2.4² = 8.32,所以 c ≈ 2.88。

经过观察,你得到的猜想是:

04

正式定义 · 深入解释

勾、股、弦与勾股定理

核心知识

我国古代把直角三角形中较短的直角边叫作较长的直角边叫作斜边叫作。因此“两条直角边的平方和等于斜边的平方”被称为勾股定理

勾股定理:直角三角形两条直角边长度的平方和等于斜边长度的平方。
a² + b² = c²

其中 a、b 是两条直角边,c 是斜边。

定理使用的三个条件
  • 对象必须是直角三角形;钝角或锐角三角形不能直接套用。
  • c 必须是对应直角的那条斜边,也就是最长边。
  • 代入前先统一单位,例如都换算成米或都换算成厘米。
勾 a(较短直角边) 股 b(较长直角边) 弦 c(斜边)
同一个直角三角形的边,可以有“字母”和“古代名称”两套说法

已知直角三角形两条直角边是 5 和 12,斜边是 13。下面哪种书写符合勾股定理?

05

为什么一定成立

用面积割补说明勾股定理

验证活动

测量只能说明“我量过的这几个例子成立”。课本图 1-4 到图 1-6 让四个全等直角三角形参与拼图: 同一个大正方形既可以看成 c² + 4 个三角形,也可以看成 a² + b² + 4 个三角形。 两边同时去掉相同的 4 个三角形,就得到 a²+b²=c²。

两个拼法使用同样的大正方形和四个全等直角三角形

为什么能由两个拼法推出 a²+b²=c²?

漫话勾股世界(教材阅读材料)

我国是最早了解勾股定理的国家之一。商高提出“勾三、股四、弦五”,记载于《周髀算经》。 汉末三国初的赵爽在给《周髀算经》作注时写道:“勾、股各自乘,并之为弦实。开方除之,即弦。” 后人把他的“勾股圆方图”称为赵爽弦图,2002 年国际数学家大会会标的主要图案就取材于此。

相传古希腊毕达哥拉斯学派也证明了这一定理,所以它也被称为毕达哥拉斯定理。 此外还有“青朱出入图”、达·芬奇方法等“无字证明”,它们共同体现面积割补思路。

06

课本例题

侦察员的汽车速度

例题运用

王叔叔距离一条东西向公路 400 m。他发现一辆汽车后,第一次测距为 400 m;过 10 s 再测, 距离为 500 m。求汽车这 10 s 的平均速度。

公路是水平的,王叔叔到公路的垂线段长 400 m,因此他与汽车两个位置之间形成直角三角形。 先画图、标出直角,是解决几何应用题的常规第一步。

开始解题前,先做什么最合适?

A 王叔叔 C 第一次位置 B 第二次位置 400 m 500 m BC:10 s 行驶距离
课本图 1-9 情境重绘
完成后再核对:例题完整过程
  1. 由题意画图。王叔叔到公路的垂线段 AC = 400 m,第二次测距 AB = 500 m,∠ACB = 90°。
  2. 在 Rt△ABC 中,AB 是斜边:AB² = AC² + BC²。
  3. 代入:500² = 400² + BC²,得 BC² = 250000 − 160000 = 90000,所以 BC = 300 m。
  4. 平均速度:300 ÷ 10 = 30 m/s。
07

学生尝试 · 反馈纠错

随堂练习与习题 1.1

独立完成

随堂练习

1求图中字母代表的正方形面积基础

图 (1) 中,以直角边为边的正方形面积分别是 9 和 16,求以斜边为边的正方形面积 A。

图 (2) 中,以斜边为边的正方形面积是 100,其中一个直角边上的正方形面积是 64,求另一个正方形面积 B。

255 英寸电视机买错了吗应用

小明家买了一台 55 in 电视机。屏幕长 121.5 cm、宽 68.5 cm,小明觉得售货员一定搞错了。1 in = 25.4 mm。

思考:电视机型号中的“英寸”指什么?长和宽是直角边,斜边是多少厘米?

3沿江高速公路建设成本读图

教材随堂练习的图中有多个标注,部分长度以图片形式印刷,文本层无法自动读取。 请打开课本原图,先回答:M、O、Q 三个城市之间要修建的公路由哪些线段组成?哪一段长度需要先用勾股定理求出?

自绘数据可能改变题意,因此这一题不在网页上代算;以教材原图为标准完成。

习题 1.1

4求出未知边的长度基础

教材原图包含多个小直角三角形。本页按同类数据重绘两组,先求第一组:直角边 6、8,未知边是斜边。

第二组:一条直角边 5,斜边 13,未知边是另一条直角边。

5斜边 17、直角边 15,求面积基础

先求出另一条直角边,再用直角三角形面积公式 S = 底 × 高 ÷ 2。

6折断的旗杆原来多高应用

台风使旗杆在离地面 3 m 处折断,顶部落在离底部 4 m 处。折断前旗杆由“直立部分 3 m”和“倒下部分”组成。

7正方形与直角三角形的面积树理解

课本第 8 页第 4 题:图中所有四边形都是正方形、所有三角形都是直角三角形。 请打开教材图,先给最大正方形 M 写面积,再沿每条直角边向下一层分解,找出多种“若干图形面积之和 = 最大正方形面积”的方案。

模型的第一个方案:M = 一条直角边上的正方形 + 另一条直角边上的正方形。沿下一层继续替换,就能得到更多方案。

8等腰三角形的面积综合

等腰三角形 ABC 中,AB = AC = 17 cm,底边 BC = 16 cm。作底边上的高,它同时把底边平分。

9半圆储藏室能放进箱子吗综合

储藏室入口横截面是半径 1.2 m 的半圆。箱子长 1.2 m、宽 1 m、高 0.8 m,长边沿进门方向放,只看宽和高能否通过。

箱子正放时,从半圆圆心到箱子右上角,水平距离 0.5 m、竖直距离 0.8 m,斜向距离约 √(0.5²+0.8²) ≈ 0.94 m。

10剪四个全等直角三角形拼图拓广

在一张纸上复制四个全等直角三角形并剪下,通过拼图验证勾股定理。 先想一想:你打算把它们拼成边长 a+b 的大正方形,还是把两个小正方形直接拆开补到斜边正方形里?

拼图提示

可以先把四个三角形和一个边长为 c 的正方形拼成外正方形;再试着把四个三角形和一个边长为 a、b 的两个正方形拼成同样大小的外正方形。

我已独立完成练习并回头订正了错题。

08

变式练习 · 防错

三个最容易翻车的地方

查漏补缺
A谁才是斜边易错 1

在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,AB = 13,AC = 12。要求 BC,应写哪一个式子?

B不是直角三角形也能套吗易错 2

已知三角形三边为 3、4、6。有同学写 3² + 4² = 6²,结果得到 25 = 36,于是认为勾股定理“不成立”。

C小数与根式照样用变式

直角三角形两条直角边分别是 1.6 和 2.4,求斜边长度,保留两位小数。

09

每节结束输出

核心知识、薄弱点与掌握程度

学习记录

本节核心知识

  • 勾股定理:直角三角形两直角边平方和等于斜边平方。
  • 勾 = 较短直角边,股 = 较长直角边,弦 = 斜边。
  • 面积割补是把“发现”变成“道理”的重要方法。

必须掌握的公式与定理

在 Rt△ 中,a² + b² = c²(c 是斜边)。

常见错误

  • 找错斜边,把最长边当成直角边。
  • 把“两直角边平方和”记成“两直角边直接相加再平方”。
  • 已知斜边和一条直角边时仍用加法,而不是减法。
  • 非直角三角形也套用公式;单位不统一直接代入。

完成本节后,你给自己选择哪个掌握程度?

当前掌握程度

尚未记录

本次薄弱点记录

完成记录后显示在这里。