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例题3:逆定理判定直角(L2)

勾股定理 · 初二
讲清楚它是什么

定义 若三角形三边 $a,b,c$ 满足 $a^2+b^2=c^2$,则该三角形是以 $c$ 为斜边的直角三角形。

从哪来 它建立在 2.1 基本性质 之上。

为什么 勾股定理告诉我们:直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方。逆定理则是其逻辑逆命题。通过几何构造(如以三边为边长作三角形,证明其全等于由直角边构成的直角三角形)或代数推导(余弦定理特例),可以证明:当三边满足平方和关系时,最大边所对的角必为 $90^\circ$。这揭示了“边长关系”与“角度性质”之间的双向等价性,使得我们可以通过测量边长来判定角度。

讲法
适合类型:逻辑推理型学生 讲法内容: 从命题逻辑入手。先回顾勾股定理 $a^2+b^2=c^2 \Rightarrow \angle C=90^\circ$。然后提出逆命题:$\angle C=90^\circ \Rightarrow a^2+b^2=c^2$ 是否成立?引导学生通过“作图法”证明:构造一个直角三角形 $A'B'C'$,使 $A'C'=b, B'C'=a$,则 $A'B'=\sqrt{a^2+b^2}$。若原三角形 $ABC$ 满足 $c=\sqrt{a^2+b^2}$,则 $A'B'=c$。由 SSS 全等判定,$\triangle ABC \cong \triangle A'B'C'$,故 $\angle C = \angle C' = 90^\circ$。强调“判定”需要严格的全等依据。
讲法
适合类型:直观形象型学生 讲法内容: 使用“橡皮筋三角形”或动态几何软件。固定两根短边 $a$ 和 $b$ 的长度,改变它们的夹角 $\theta$。让学生观察第三边 $c$ 的长度变化。当 $\theta$ 变小时,$c$ 变短;当 $\theta$ 变大时,$c$ 变长。引导学生发现:只有当 $\theta=90^\circ$ 时,$c$ 达到特定值,且恰好满足 $c^2=a^2+b^2$。反之,如果量得 $c$ 的长度使得 $c^2=a^2+b^2$,那么夹角必然被“锁定”在 $90^\circ$。用“边长决定形状”的直观感受来理解逆定理。
讲法
适合类型:计算应用型学生 方法内容: 引入“勾股数”概念。列举常见的勾股数(如 3,4,5;5,12,13;8,15,17)。让学生计算 $3^2+4^2=9+16=25=5^2$。告诉学生:只要三角形的三边长是勾股数(或勾股数的整数倍),它一定是直角三角形。将逆定理转化为一个“查表”或“快速计算”的工具,降低抽象度,强调 $a^2+b^2=c^2$ 这个等式是判定直角的“黄金标准”。
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练一道
基础题
已知 $\triangle ABC$ 的三边长分别为 $a=6, b=8, c=10$,判断 $\triangle ABC$ 的形状。
变式
已知 $\triangle ABC$ 的三边长分别为 $a=5, b=12, c=13$,求 $\triangle ABC$ 的面积。
试试手自己判
检测题
若三角形的三边长分别为 $a=7, b=24, c=25$,则该三角形是( ) A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 无法确定
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
学生需写出计算过程:$7^2+24^2=49+576=625$,$25^2=625$,因 $7^2+24^2=25^2$ 且 25 为最大边,故为直角三角形。仅选对 B 但未说明理由或计算错误者,视为未完全掌握。
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