零五网 全部参考答案 实验班提优训练答案 2026年实验班提优训练八年级数学上册苏科版 第21页解析答案
例1 清代扬州数学家罗士琳痴迷研究勾股定理,提出推算勾股数的“罗士琳法则”.其中有一个法则是“如果k是大于2的偶数,那么k、k的一半的平方减1、k的一半的平方加1是一组勾股数.”
(1)按照这个法则,写出2组不同的勾股数
;(最大数不超过18)
(2)用等式表示这三个勾股数的数量关系并证明.
解析 (1)分别令k=4、k=6,再求出其余的数即可;
(2)分别用k表示出一组勾股数,再找出其数量关系即可.
答案 (1)3,4,5 6,8,10(答案不唯一)
(2)当k大于2时,$k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2 = [ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2$.证明如下:
$\because$左边$=k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2 =k^2 + ( \frac{1}{4}k^2 -1 )^2 =k^2 + \frac{1}{16}k^4 +1 - \frac{1}{2}k^2 = \frac{1}{16}k^4 + \frac{1}{2}k^2 +1$,
右边$=[ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2 = ( \frac{1}{4}k^2 +1 )^2 = \frac{1}{16}k^4 + \frac{1}{2}k^2 +1$, $\therefore$左边=右边,$\therefore$等式成立.
答案:解:
(1) 3,4,5;6,8,10(答案不唯一)
(2) 三个勾股数的数量关系为:当k是大于2的偶数时,
$k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2 = [ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2$
证明如下:
$\because$ 左边 $=k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2$
$=k^2 + ( \frac{1}{4}k^2 -1 )^2$
$=k^2 + \frac{1}{16}k^4 - \frac{1}{2}k^2 +1$
$=\frac{1}{16}k^4 + \frac{1}{2}k^2 +1$
右边 $=[ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2$
$=( \frac{1}{4}k^2 +1 )^2$
$=\frac{1}{16}k^4 + \frac{1}{2}k^2 +1$
$\therefore$ 左边=右边,
$\therefore$ 等式成立,即这三个数是一组勾股数。
解析:
【分析】
(1)第一问需先理解“罗士琳法则”的规则:k是大于2的偶数,三个勾股数分别为k、$(\frac{1}{2}k)^2-1$、$(\frac{1}{2}k)^2+1$,结合最大数不超过18的要求,选取符合条件的k值代入计算即可得到勾股数;(2)第二问要验证三个数为勾股数,依据勾股定理的逆用,只需证明两个较小数的平方和等于最大数的平方,通过完全平方公式分别展开等式左右两边,化简后对比即可完成证明。
【解析】
(1) 当$k=4$时,$(\frac{4}{2})^2-1=3$,$(\frac{4}{2})^2+1=5$,得到勾股数3,4,5;当$k=6$时,$(\frac{6}{2})^2-1=8$,$(\frac{6}{2})^2+1=10$,得到勾股数6,8,10(答案不唯一,符合法则且最大数≤18即可)。
(2) 三个勾股数的数量关系为:当k是大于2的偶数时,$k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2 = [ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2$
证明如下:
$\because$ 左边$=k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2$
$=k^2 + ( \frac{1}{4}k^2 -1 )^2$
$=k^2 + \frac{1}{16}k^4 - \frac{1}{2}k^2 +1$
$=\frac{1}{16}k^4 + \frac{1}{2}k^2 +1$
右边$=[ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2$
$=( \frac{1}{4}k^2 +1 )^2$
$=\frac{1}{16}k^4 + \frac{1}{2}k^2 +1$
$\therefore$ 左边=右边,等式成立,即三个数满足勾股数的数量关系。
【答案】
(1) 3,4,5;6,8,10(答案不唯一)
(2) 数量关系为$k^2 + [ ( \frac{1}{2}k )^2 -1 ]^2 = [ ( \frac{1}{2}k )^2 +1 ]^2$(k为大于2的偶数),证明如上。
【知识点】
勾股数,勾股定理,完全平方公式
【点评】
本题以古代数学研究成果为背景,考查新定义理解与代数运算能力,既需要学生准确提取规则信息写出符合要求的勾股数,又需要熟练运用整式乘法验证勾股关系,兼具文化性与基础性。
【难度系数】
0.7
1. (2025·无锡江阴期末)我国古代称直角三角形为“勾股形”.如图,数学家刘徽将勾股形分割成一个正方形和两对全等的直角三角形.若$a=10,b=2$,则此勾股形的面积为(
B
).

A.28
B.30
C.32
D.36
答案:
B [解析]如图,设阴影部分的直角三角形的较长直角边边长为$x$,则$BC=x+b,AC=x+a,BA=a+b$,由勾股定理得$(x+b)^{2}+(a+b)^{2}=(x+a)^{2}$.
$\because a=10,b=2, \therefore(x+2)^{2}+(10+2)^{2}=(x+10)^{2}$,
解得$x=3$,
$\therefore BC=3+2=5,AB=10+2=12$,
$\therefore △ ABC$的面积$=\frac{1}{2} × 12 × 5=30$.故选B.
解析:
【分析】
解决这道题首先要结合图形特征和已知条件分析边的关系:图中有两对全等的直角三角形,对应边长度相等,我们可以设正方形的边长(即阴影直角三角形的较长直角边)为x,用x、a、b表示出大直角三角形的三条边,再利用直角三角形的勾股定理列方程求解x,最后代入三角形面积公式计算即可。
【解析】
设阴影部分直角三角形的较长直角边长为x(即正方形边长为x),根据全等三角形对应边相等可得:
大直角三角形ABC的直角边$BC=x+b$,$AB=a+b$,斜边$AC=x+a$。
因为$△ ABC$是直角三角形,由勾股定理得:
$(x+b)^{2}+(a+b)^{2}=(x+a)^{2}$
将$a=10$,$b=2$代入上式:
$(x+2)^{2}+(10+2)^{2}=(x+10)^{2}$
展开得:$x^2+4x+4+144=x^2+20x+100$
移项、合并同类项得:$16x=48$
解得:$x=3$
因此$BC=3+2=5$,$AB=10+2=12$,
$△ ABC$的面积为$\frac{1}{2} × 12 × 5=30$。
【答案】
B

【知识点】
勾股定理;全等三角形的性质;三角形面积计算
【点评】
本题依托我国古代数学中勾股形的分割模型,考查勾股定理的应用,解题核心是利用全等三角形的性质建立各边的数量关系,通过方程思想求解未知边长,能有效考查学生数形结合的能力和代数运算能力。
【难度系数】
0.6
例2(2025·山东聊城期末)随着中国科技、经济的不断发展,5G信号覆盖的广泛性和稳定性都有更好的表现.如图,有一辆汽车沿直线AB方向,由点A向点B行驶,已知点C为某个5G信号源,且点C到点A和点B的距离分别为60 m和80 m,且AB=100 m,信号源中心周围50 m及以内可以接收到5G信号.
(1)汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号吗?为什么?
(2)若汽车的速度为10 m/s,请问有多长时间可以接收到5G信号?

解析(1)过点C作CD⊥AB于点D,由AC,BC,AB的长,可得出$AC^2+BC^2=AB^2$,进而可得出$∠ACB=90°$,再结合三角形的面积公式,即可求出CD的长,由该值小于50 m,即可得出汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号;
(2)设点E,F在直线AB上,且$CE=CF=50 m$,利用勾股定理,可求出DE的长,进而可得出DF,EF的长,再利用时间=路程÷速度,即可求出结论.
答案(1)汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号.理由如下:
过点C作CD⊥AB于点D,如图(1)所示.
∵$AC=60 m$,$BC=80 m$,$AB=100 m$,$60^2+80^2=100^2$,
∴$AC^2+BC^2=AB^2$,
∴$∠ACB=90°$,
∴$CD=\frac{\frac{1}{2}AC·BC}{\frac{1}{2}AB}=\frac{\frac{1}{2}×60×80}{\frac{1}{2}×100}=48(m)$.
∵$48 m<50 m$,
∴汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号.
(2)设点E,F在直线AB上,且$CE=CF=50 m$,如图(2)所示.
在$Rt△CDE$中,$CD=48 m$,$CE=50 m$,
∴$DE=\sqrt{CE^2 - CD^2}=\sqrt{50^2 - 48^2}=14(m)$,
同理$DF=DE=14 m$,
∴$EF=DE+DF=14+14=28(m)$,
∴$28÷10=2.8(s)$.
故有2.8 s可以接收到5G信号.

点拨 本题考查了勾股定理的应用、勾股定理的逆定理以及三角形的面积,解题的关键是:(1)利用面积法,求出点C到AB的距离;(2)利用勾股定理,求出在直线AB上能接收到5G信号的长度.
答案:解:
(1) 汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号,理由如下:
过点C作$CD⊥ AB$于点D。
$\because AC=60\ \mathrm{m}$,$BC=80\ \mathrm{m}$,$AB=100\ \mathrm{m}$,
$\therefore 60^2 + 80^2 = 100^2$,即$AC^2 + BC^2 = AB^2$,
$\therefore ∠ ACB=90°$。
由三角形面积公式$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}AC· BC=\frac{1}{2}AB· CD$,可得:
$CD=\frac{AC· BC}{AB}=\frac{60×80}{100}=48\ \mathrm{m}$。
$\because 48\ \mathrm{m}<50\ \mathrm{m}$,即点C到AB的最短距离小于50 m,
$\therefore$ 汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号。
(2) 设点E、F在直线AB上,且$CE=CF=50\ \mathrm{m}$,即E、F为汽车接收5G信号的起止点。
在$\mathrm{Rt}△ CDE$中,$CD=48\ \mathrm{m}$,$CE=50\ \mathrm{m}$,
由勾股定理得:
$DE=\sqrt{CE^2 - CD^2}=\sqrt{50^2 - 48^2}=14\ \mathrm{m}$。
$\because CE=CF$,$CD⊥ AB$,
$\therefore DF=DE=14\ \mathrm{m}$,
$\therefore EF=DE+DF=14+14=28\ \mathrm{m}$。
汽车速度为$10\ \mathrm{m/s}$,因此接收5G信号的时间为$28÷10=2.8\ \mathrm{s}$。
答:(1) 汽车从A向B行驶过程中可以接收到5G信号;(2) 汽车有2.8 s的时间可以接收到5G信号。
解析:
【分析】
(1)判断汽车能否接收到5G信号,核心是比较信号源C到行驶路线AB的最短距离与50m的大小关系。首先根据△ABC的三边长,利用勾股定理逆定理可判定△ABC为直角三角形,再通过直角三角形的两种面积计算方式(两直角边乘积的一半、斜边乘斜边上高的一半),求出AB边上的高CD,若CD≤50m则能接收到信号,反之则不能。
(2)求接收信号的时长,需先求出AB上可接收信号的路段长度:在AB上取E、F两点,使得CE=CF=50m,线段EF即为能接收到信号的行驶路段。结合CD⊥EF,在Rt△CDE中用勾股定理求出DE的长度,再由等腰三角形“三线合一”得DF=DE,即可得到EF的总长度,最后根据“时间=路程÷速度”计算出接收信号的时长。
【解析】
(1) 汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号,理由如下:
过点C作$CD⊥ AB$于点D。
$\because AC=60\ \mathrm{m}$,$BC=80\ \mathrm{m}$,$AB=100\ \mathrm{m}$,
$\therefore 60^2 + 80^2 = 100^2$,即$AC^2 + BC^2 = AB^2$,
$\therefore ∠ ACB=90°$。
由三角形面积公式$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}AC· BC=\frac{1}{2}AB· CD$,可得:
$CD=\frac{AC· BC}{AB}=\frac{60×80}{100}=48\ \mathrm{m}$。
$\because 48\ \mathrm{m}<50\ \mathrm{m}$,即点C到AB的最短距离小于50 m,
$\therefore$ 汽车在从点A向点B行驶的过程中,能接收到5G信号。
(2) 设点E、F在直线AB上,且$CE=CF=50\ \mathrm{m}$,即E、F为汽车接收5G信号的起止点。
在$\mathrm{Rt}△ CDE$中,$CD=48\ \mathrm{m}$,$CE=50\ \mathrm{m}$,
由勾股定理得:
$DE=\sqrt{CE^2 - CD^2}=\sqrt{50^2 - 48^2}=14\ \mathrm{m}$。
$\because CE=CF$,$CD⊥ AB$,
$\therefore DF=DE=14\ \mathrm{m}$,
$\therefore EF=DE+DF=14+14=28\ \mathrm{m}$。
汽车速度为$10\ \mathrm{m/s}$,因此接收5G信号的时间为$28÷10=2.8\ \mathrm{s}$。
【答案】
(1) 汽车从A向B行驶过程中可以接收到5G信号;(2) 汽车有2.8 s的时间可以接收到5G信号
【知识点】
勾股定理逆定理,勾股定理,面积法求高
【点评】
本题结合5G信号的生活场景考查勾股定理的实际应用,解题时需将实际问题转化为几何问题,通过边长关系判断三角形形状,再利用垂线段最短、勾股定理求解相关长度,注重对知识迁移应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
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