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(1)当△ABC为锐角三角形时,$a^2 + b^2 > c^2。$
证明:过点$A$作$AD \perp BC$于点$D。$
设$CD = x,$则$BD = a - x。$
在$Rt\triangle ADC$中,$AD^2 = b^2 - x^2;$在$Rt\triangle ADB$中,$AD^2 = c^2 - (a - x)^2。$
所以$b^2 - x^2 = c^2 - (a - x)^2,$展开得$b^2 - x^2 = c^2 - a^2 + 2ax - x^2,$移项可得$a^2 + b^2 - c^2 = 2ax。$
因为$a > 0,$$x > 0,$所以$2ax > 0,$即$a^2 + b^2 - c^2 > 0,$所以$a^2 + b^2 > c^2。$
(2)当△ABC为钝角三角形时,$a^2 + b^2 < c^2。$
证明:过点$A$作$AD \perp BC$交$BC$的延长线于点$D。$
设$CD = x,$则$BD = a + x。$
在$Rt\triangle ADC$中,$AD^2 = b^2 - x^2;$在$Rt\triangle ADB$中,$AD^2 = c^2 - (a + x)^2。$
所以$b^2 - x^2 = c^2 - (a + x)^2,$展开得$b^2 - x^2 = c^2 - a^2 - 2ax - x^2,$移项可得$a^2 + b^2 - c^2 = -2ax。$
因为$a > 0,$$x > 0,$所以$-2ax < 0,$即$a^2 + b^2 - c^2 < 0,$所以$a^2 + b^2 < c^2。$
(3)连接$AC。$
在$Rt\triangle ABC$中,$AC^2 = AB^2 + BC^2 = 80^2 + 60^2 = 10000,$所以$AC = 100m。$
在$\triangle ACD$中,$AC = 100m,$$CD = 90m,$$AD = 110m。$
根据海伦公式,$\triangle ACD$的半周长$p = \frac{100 + 90 + 110}{2} = 150m,$面积$S_{\triangle ACD} = \sqrt{p(p - AC)(p - CD)(p - AD)} = \sqrt{150×(150 - 100)×(150 - 90)×(150 - 110)} = \sqrt{150×50×60×40} = 3000\sqrt{2}m^2。$
$\triangle ABC$的面积$S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2}×AB×BC = \frac{1}{2}×80×60 = 2400m^2。$
四边形$ABCD$的面积$S = S_{\triangle ABC} + S_{\triangle ACD} = 2400 + 3000\sqrt{2}m^2。$
8$\sqrt{10}+12$
1. 首先,在直角三角形中,根据勾股定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$(其中$a$、$b$为直角边,$c$为斜边):
已知原直角三角形中$AC = 2$,延长后的直角边$BC'=2×3 = 6$。
对于新形成的直角三角形(如$\triangle ACC'$),由勾股定理求其斜边$AC'$的长度。
设斜边$AC'=x$,根据勾股定理$x=\sqrt{AC^{2}+BC'^{2}}$,这里$AC = 2$,$BC'=6$。
则$x=\sqrt{2^{2}+6^{2}}=\sqrt{4 + 36}=\sqrt{40}=2\sqrt{10}$。
2. 然后,分析“风车”的周长:
“风车”的周长由$4$条斜边(长度为$2\sqrt{10}$)和$4$条长度为$3$的边组成。
周长$C = 4×2\sqrt{10}+4×3$。
计算可得$C = 8\sqrt{10}+12$。
所以这个“风车”的周长是$8\sqrt{10}+12$。
设单门的宽度$OA = OB=AD = BC = x$寸:
已知$DE = 10$寸,$CD = 2$寸,则$OE=x - 10$寸,$AE=\frac{1}{2}AB$,$AB = 2AE$,$AE=x - 1$(因为$AB=CD + 2AE$,$CD = 2$,所以$AE=\frac{AB - 2}{2}$,又$AB = 2x$,则$AE=x - 1$)。
在$Rt\triangle AOE$中,根据勾股定理$OA^{2}=AE^{2}+OE^{2}$:
由勾股定理$a^{2}=b^{2}+c^{2}$(这里$a = OA$,$b = AE$,$c = OE$),可得$x^{2}=(x - 1)^{2}+10^{2}$。
展开$(x - 1)^{2}$:
根据完全平方公式$(a - b)^{2}=a^{2}-2ab + b^{2}$,$(x - 1)^{2}=x^{2}-2x + 1$,则方程$x^{2}=(x - 1)^{2}+10^{2}$变为$x^{2}=x^{2}-2x + 1+100$。
移项:
$x^{2}-x^{2}+2x=1 + 100$。
合并同类项:
$2x=101$。
解得$x=\frac{101}{2}$。
求门的宽度$AB$:
因为$AB = 2x$,把$x=\frac{101}{2}$代入,得$AB = 101$寸。
所以门的宽度$AB$为$101$寸。