9. 如图,已知长方体的长、宽、高分别为 $ 6 $,$ 3 $,$ 5 $,一只蚂蚁从 $ A $ 处出发到 $ P $ 处寻觅到食物的最短路径长为 .

答案
10
解析
将长方体侧面展开,分三种情况计算路径长度:
① 把长为6、宽为3的面与高为5的面展开,直角边为$6+3=9$和5,路径长为$\sqrt{9^2+5^2}=\sqrt{106}$;
② 把长为6、高为5的面与宽为3的面展开,直角边为$6+5=11$和3,路径长为$\sqrt{11^2+3^2}=\sqrt{130}$;
③ 把宽为3、高为5的面与长为6的面展开,直角边为$3+5=8$和6,路径长为$\sqrt{8^2+6^2}=10$。
比较$\sqrt{106}$、$\sqrt{130}$、10的大小,可知最短路径长为10。
① 把长为6、宽为3的面与高为5的面展开,直角边为$6+3=9$和5,路径长为$\sqrt{9^2+5^2}=\sqrt{106}$;
② 把长为6、高为5的面与宽为3的面展开,直角边为$6+5=11$和3,路径长为$\sqrt{11^2+3^2}=\sqrt{130}$;
③ 把宽为3、高为5的面与长为6的面展开,直角边为$3+5=8$和6,路径长为$\sqrt{8^2+6^2}=10$。
比较$\sqrt{106}$、$\sqrt{130}$、10的大小,可知最短路径长为10。
10. 在 $ △ ABC $ 中,$ ∠ A = 45° $,$ AC = \sqrt{2} $,$ AB = \sqrt{3} + 1 $.
(1) 求 $ S_{△ ABC} $.
(2) 求 $ BC $ 的长.
(1) 求 $ S_{△ ABC} $.
(2) 求 $ BC $ 的长.
答案
解:
(1) 过点C作$CD ⊥ AB$于点D,
在$Rt△ ACD$中,$∠ A = 45°$,$AC = \sqrt{2}$,
设$CD = AD = x$,由勾股定理得:
$x^2 + x^2 = (\sqrt{2})^2$,
$2x^2 = 2$,解得$x = 1$($x = -1$舍去),
$\therefore CD = 1$,
$\therefore S_{△ ABC} = \frac{1}{2} × AB × CD = \frac{1}{2} × (\sqrt{3} + 1) × 1 = \frac{\sqrt{3} + 1}{2}$;
(2) $\because AB = \sqrt{3} + 1$,$AD = 1$,
$\therefore BD = AB - AD = (\sqrt{3} + 1) - 1 = \sqrt{3}$,
在$Rt△ BCD$中,由勾股定理得:
$BC = \sqrt{BD^2 + CD^2} = \sqrt{(\sqrt{3})^2 + 1^2} = \sqrt{3 + 1} = 2$。
(1) 过点C作$CD ⊥ AB$于点D,
在$Rt△ ACD$中,$∠ A = 45°$,$AC = \sqrt{2}$,
设$CD = AD = x$,由勾股定理得:
$x^2 + x^2 = (\sqrt{2})^2$,
$2x^2 = 2$,解得$x = 1$($x = -1$舍去),
$\therefore CD = 1$,
$\therefore S_{△ ABC} = \frac{1}{2} × AB × CD = \frac{1}{2} × (\sqrt{3} + 1) × 1 = \frac{\sqrt{3} + 1}{2}$;
(2) $\because AB = \sqrt{3} + 1$,$AD = 1$,
$\therefore BD = AB - AD = (\sqrt{3} + 1) - 1 = \sqrt{3}$,
在$Rt△ BCD$中,由勾股定理得:
$BC = \sqrt{BD^2 + CD^2} = \sqrt{(\sqrt{3})^2 + 1^2} = \sqrt{3 + 1} = 2$。
11. 在 $ △ ABC $ 中,$ BC = a $,$ AC = b $,$ AB = c $. 若 $ ∠ C = 90° $,如图 ①,根据勾股定理,则 $ a^{2} + b^{2} = c^{2} $. 若 $ △ ABC $ 不是直角三角形,如图 ② 和图 ③,请你类比勾股定理,试猜想 $ a^{2} + b^{2} $ 与 $ c^{2} $ 的大小关系,并证明你的结论.

答案
解:
1. 当$△ ABC$为锐角三角形时,$a^{2}+b^{2}>c^{2}$,证明如下:
过点$A$作$AD⊥ BC$于点$D$,设$CD=x$,则$BD=a-x$,其中$x>0$。
在$Rt△ ACD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=b^{2}-x^{2}$,
在$Rt△ ABD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=c^{2}-(a-x)^{2}$,
则$b^{2}-x^{2}=c^{2}-(a-x)^{2}$,
展开得:$b^{2}-x^{2}=c^{2}-a^{2}+2ax-x^{2}$,
化简得:$a^{2}+b^{2}=c^{2}+2ax$,
因为$a>0$,$x>0$,所以$2ax>0$,故$a^{2}+b^{2}>c^{2}$。
2. 当$△ ABC$为钝角三角形($∠ C$为钝角)时,$a^{2}+b^{2}<c^{2}$,证明如下:
过点$A$作$AD⊥ BC$,交$BC$的延长线于点$D$,设$CD=x$,则$BD=a+x$,其中$x>0$。
在$Rt△ ACD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=b^{2}-x^{2}$,
在$Rt△ ABD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=c^{2}-(a+x)^{2}$,
则$b^{2}-x^{2}=c^{2}-(a+x)^{2}$,
展开得:$b^{2}-x^{2}=c^{2}-a^{2}-2ax-x^{2}$,
化简得:$a^{2}+b^{2}=c^{2}-2ax$,
因为$a>0$,$x>0$,所以$2ax>0$,故$a^{2}+b^{2}<c^{2}$。
综上,当$△ ABC$是锐角三角形时,$a^{2}+b^{2}>c^{2}$;当$△ ABC$是钝角三角形($∠ C$为钝角)时,$a^{2}+b^{2}<c^{2}$。
1. 当$△ ABC$为锐角三角形时,$a^{2}+b^{2}>c^{2}$,证明如下:
过点$A$作$AD⊥ BC$于点$D$,设$CD=x$,则$BD=a-x$,其中$x>0$。
在$Rt△ ACD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=b^{2}-x^{2}$,
在$Rt△ ABD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=c^{2}-(a-x)^{2}$,
则$b^{2}-x^{2}=c^{2}-(a-x)^{2}$,
展开得:$b^{2}-x^{2}=c^{2}-a^{2}+2ax-x^{2}$,
化简得:$a^{2}+b^{2}=c^{2}+2ax$,
因为$a>0$,$x>0$,所以$2ax>0$,故$a^{2}+b^{2}>c^{2}$。
2. 当$△ ABC$为钝角三角形($∠ C$为钝角)时,$a^{2}+b^{2}<c^{2}$,证明如下:
过点$A$作$AD⊥ BC$,交$BC$的延长线于点$D$,设$CD=x$,则$BD=a+x$,其中$x>0$。
在$Rt△ ACD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=b^{2}-x^{2}$,
在$Rt△ ABD$中,由勾股定理得:$AD^{2}=c^{2}-(a+x)^{2}$,
则$b^{2}-x^{2}=c^{2}-(a+x)^{2}$,
展开得:$b^{2}-x^{2}=c^{2}-a^{2}-2ax-x^{2}$,
化简得:$a^{2}+b^{2}=c^{2}-2ax$,
因为$a>0$,$x>0$,所以$2ax>0$,故$a^{2}+b^{2}<c^{2}$。
综上,当$△ ABC$是锐角三角形时,$a^{2}+b^{2}>c^{2}$;当$△ ABC$是钝角三角形($∠ C$为钝角)时,$a^{2}+b^{2}<c^{2}$。
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