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太高了?构造“相似三角形”测高度

2016-12-01陶建石

初中生世界·九年级 2016年11期
关键词:望月小亮镜面

陶建石

数学知识来自于我们的生活,反过来运用所学到的数学知识可以去解决生活的问题.看似简单的相似三角形模型,若能够灵活运用,便可以解决生活中许多“高度”的问题.下面我们举例分析相似三角形的应用.

例1 某市为了打造森林城市,树立城市新地标,实现绿色、共享发展理念,在城南建起了“望月阁”及环阁公园.小亮、小芳等同学想用一些测量工具和所学的几何知识测量“望月阁”的高度,来检验自己掌握知识和运用知识的能力.他们经过观察发现,观测点与“望月阁”底部间的距离不易测得,因此经过研究需要两次测量,于是他们首先用平面镜进行测量.

方法如下:如图1,小芳在小亮和“望月阁”之间的直线BM上平放一平面镜,在镜面上做了一个标记,这个标记在直线BM上的对应位置为点C,镜子不动,小亮看着镜面上的标记,他来回走动,走到点D时,看到“望月阁”顶端点A在镜面中的像与镜面上的标记重合,这时,测得小亮眼睛与地面的高度ED=1.5米,CD=2米.然后,在阳光下,他们用测影长的方法进行了第二次测量,方法如下:如图1,小亮从D点沿DM方向走了16米,到达“望月阁”影子的末端F点处,此时,测得小亮身高FG的影长FH=2.5米,FG=1.65米.

如图1,已知AB⊥BM,ED⊥BM,GF⊥BM,其中,测量时所使用的平面镜的厚度忽略不计,请你根据题中提供的相关信息,求出“望月阁”的高AB的长度.

【解析】根据镜面反射原理结合相似三角形的判定方法得出△ABC∽△EDC,△ABF∽△GFH,进而利用相似三角形的性质得出AB的长.

因为△ABC∽△EDC,△ABF∽△GFH,

则[ABED]=[BCDC],[ABGF]=[BFFH].

即[AB1.5]=[BC2],[AB1.65]=[BC+182.5].

解得AB=99.

答:“望月阁”的高AB的长度为99米.

例2 如图2,小华为了测量所住楼房的高度,他请来同学帮忙,测量了同一时刻他自己的影长和楼房的影长分别是0.5米和15米.已知小华的身高为1.6米,那么他所住楼房的高度为多少?

【解析】在同一时刻,不同物体的物高与影长成比例.根据这一模型可以避免直接测量较高的物体如高楼、旗杆等的高度.只需测量出人与人影、楼影这些较易测量的长度就能计算出楼高.

由△BAC∽△EDF可得BC∶AC=EF∶DF,再将AC=1.6米,EF=15米,BC=0.5米代入,可求得大楼的高度为48米.

例3 如图3,小丽利用影长测量学校旗杆的高度.由于旗杆靠近一个建筑物,在某一时刻旗杆影子中的一部分映在建筑物的墙上,小丽测得旗杆AB在地面上的影长BC为20m,在墙上的影长CD为4m,同时又测得竖立于地面的1m长的标杆影长为2m,请帮助小丽求出旗杆的高度.

这个问题有以下三种构造相似模型的方法:

方法一:如图4,延长AD、BC交于点E.可知在没有建筑物的情况下旗杆的影子应为BE,根据标杆的有关情况即可知AB∶BE=1∶2.再由△EAB∽△EDC可得DC∶AB=EC∶EB,从而可求得EC=8m,EB=28m,则旗杆高度AB=14m.

方法二:如图5,过C作AD的平行线交AB于E.此时四边形ADCE为平行四边形,AE=DC=4m.而BE的影长即为BC,由已知可求得BE=10m.因此旗杆高为14m.

方法三:如图6,过点D作DE⊥AB于点E,易得BE=CD=4m,BC=DE=20m.AE的影长可看作DE,由标杆条件可得AE=10m,因此旗杆高度为14m.

除了测量高度,相似模型还应用于测量各种距离,如河面的宽度等,这样既简化了测量过程,也节约了操作成本.

其实,利用相似三角形模型解决实际问题,仅仅是它在生活应用中的一小部分.至于相似模型具体还能有哪些巧妙的应用,就等待着同学们再去探索!

(作者单位:江苏省常熟市外国语初级中学)

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