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勾股定理逆定理:判断直角三角形的3步

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勾股定理逆定理说的是:如果三角形的三边长 a、b、c 满足 a² + b² = c²,那么这个三角形是直角三角形,并且最长边 c 所对的角是直角。用它判断时固定走 3 步:先找出最长边;再算另外两条边的平方和;最后和最长边的平方比较,相等就是直角三角形,不等则判为非直角三角形。

3 步判断法

勾股定理是「已知直角,推出三边关系」,逆定理反过来,是「已知三边关系,推出直角」。所以逆定理的题目给的一定是三条边(或三边之比),要回答的是「能否判为直角三角形」「哪个角是直角」。两条定理的条件和结论正好互换,写证明时引用的依据也不同:由直角求边写「勾股定理」,由三边判直角写「勾股定理的逆定理」。

三步里第一步最容易省略,也最不能省:a² + b² = c² 里的 c 必须是最长边。拿到三个数先排个序,把最大的那个单独拿出来当 c。边长带小数或根号时,先比较它们的平方更稳妥,例如 √10 和 3,平方后是 10 和 9,√10 更长。

为什么非得是最长边?直角是三角形里最大的角,最大的角对着最长的边,所以如果真有直角,它一定对着最长边。拿两条短边的平方和去和最长边的平方比,正是在检验「最长边对面的那个角是否为直角」。

第三步比较时如果不相等,还能多说一句:设 c 是最长边,a² + b² < c² 时 c 所对的角是钝角,a² + b² > c² 时三个角都是锐角。

勾股定理逆定理判断三步:找最长边、算平方和、比较

三道例题

例 1 三角形三边长为 8、15、17,判断它是否为直角三角形。

  • 最长边:17
  • 两短边平方和:8² + 15² = 64 + 225 = 289
  • 比较:17² = 289,相等,所以是直角三角形,边长 17 所对的角是直角

三边为8、15和17的直角三角形,最长边17所对的角C是直角

例 2 三角形三边长为 12、13、5,判断它是否为直角三角形。

按题目给的顺序直接算 12² + 13² = 313,和 5² = 25 比较,会误判成「非直角三角形」。正确做法先找最长边 13:5² + 12² = 25 + 144 = 169 = 13²,所以是直角三角形,边长 13 所对的角是直角。

三边12、13、5不先找最长边的误判与正确判断对照

例 3(比例形式) △ABC 的三边之比 a : b : c = 7 : 24 : 25,判断它的形状。

设 a = 7k、b = 24k、c = 25k(k > 0),最长边是 c。两短边平方和 49k² + 576k² = 625k²,正好等于 (25k)²,所以 △ABC 是直角三角形,∠C = 90°。比例题的关键是设出公共的 k,平方后 k² 在两边同时出现,比较时约掉即可。

七k的平方加二十四k的平方等于二十五k的平方

对照一组不成立的:三边之比 2 : 3 : 4,设为 2k、3k、4k,4k² + 9k² = 13k² < 16k²,不是直角三角形,而且最长边所对的角是钝角。

如果题目给的是三个角之比,就不需要逆定理,直接用内角和算角度:例如 1 : 2 : 3,最大角是 180° × 3/6 = 90°。看清给的是边之比还是角之比,是比例题的第一步。

证明题里怎么写

作业里判断完要写成推理的形式,因为、所以两个符号在本站编辑器底部符号面板的「运算」页签里,点一下就插入;也可以直接输入 \because、\therefore,按空格结束命令。例 2 的结论写成:

\because 5^{2}+12^{2}=169=13^{2},\ \therefore \triangle ABC\text{ 是直角三角形}

编辑器里写好的例2推理:因为平方和等于169,所以是直角三角形

三角形符号用 \triangle,中文结论放进 \text{} 里,汉字和空格都按正文排出来。

例 2 那种「最长边没有放在最后」的出题方式,是这个知识点最常见的陷阱。出练习卷时,可以故意把三边打乱顺序排进题干,让学生先写出「最长边是 ×」这一步,再往下算。

延伸阅读

常见问题

常见的勾股数有哪些?
常见的有 3、4、5,5、12、13,7、24、25,8、15、17,9、40、41,20、21、29。把一组勾股数同时乘以同一个正整数,得到的仍是勾股数,例如 6、8、10 和 9、12、15。做判断题时先认出这些组合,可以省去一次平方计算,但写过程时仍要写出平方和的比较。