4.1 投影(讲义)数学新教材北师大版九年级上册
2026-08-24
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精品
摘要:
本初中数学讲义聚焦投影核心知识点,从投影的定义及三要素(物体、投影线、投影面)入手,系统梳理中心投影(点光源)和平行投影(平行光)的特征与区别,进而学习正投影的概念及性质,构建从概念到应用的学习支架。
资料通过“即学即练”即时巩固概念,“典例精析”结合生活情境(如路灯下影长计算、太阳光投影作图),题型涵盖判断、计算、应用,培养学生几何直观与推理能力。课中助力教师系统授课,课后便于学生针对性练习,弥补知识盲点。
内容正文:
第四章 投影与视图
4.1 投影
知识点一 投影与中心投影
·投影:光线照射物体,在某个平面上得到的影子叫做物体的 ,照射光线叫做投影线,投影所在平面叫做 .
·中心投影:由 发出的光线形成的投影叫做中心投影.
例:手电筒、路灯的光线所形成的投影就是中心投影
即学即练
1.(25-26九年级上·河南郑州·期中)下列现象中,不属于中心投影的是( )
A.路灯下人的影子 B.电影院银幕上的影子
C.阳光下窗框的影子 D.路灯下物体的影子
2.(2026·安徽阜阳·一模)一盏灯的光,落在《几何原本》的书页上,书在灯光下投下一片轮廓清晰的影子,这属于________投影.(填“平行”或“中心”)
3.(2026·贵州贵阳·一模)如图,用发光的手电筒垂直照射吊在空中静止的不透明小球,小球落在竖直墙面上影子的形状是( )
A.圆 B.矩形 C.球 D.三角形
4.(26-27九年级上·全国·单元复习)一棵树()和一根木杆()在同一时刻的投影如图所示,木杆高3米,影子长2米;若树的影子长6米,则树高多少米?
知识点二 平行投影与正投影
·平行投影:由 形成的投影是平行投影.
·平行投影与中心投影的区别:
投影名称
平行投影
中心投影
案例
太阳光
灯光
光源
平行光
①灯光是从 发出的(发散),
②所有物体的顶端和影子的顶端所直线必过发光点
影子特征
①同一时刻,太阳光下的影子都在 ;
②太阳光下的影子与物体的高度成比例
③北半球的一天当中,中午的影子最短
①同一时刻,灯光下的影子方向不确定;
②灯光下的影子与物体的高度不成比例
③离光源越远影子越长
即学即练
1.(25-26九年级上·河北沧州·期末)以下说法错误的是( )
A.三角形的外心到三角形各边的距离相等
B.由平行光线形成的投影叫做平行投影
C.由同一点发出的光线形成的投影叫做中心投影
D.从圆外一点可以引圆的两条切线,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角
2.(2026·山东威海·模拟预测)下列四幅图形中,表示两棵小树在同一时刻同一地点阳光下影子的图形可能是( )
A.B.C. D.
3.(25-26八年级下·山东济南·期末)槐荫区某校兴趣小组在下午分三次测量了学校旗杆的影子长度,按时间顺序排列正确的是( )
A.,, B.,, C.,, D.,,
·正投影:在平行投影中,当平行光线与投影面 时,称其为正投影。
性质:当物体的面 投影面时,正投影与该面形状、大小 。
(正投影) (斜投影)
即学即练
1.(2025九年级·全国·专题练习)如图,把正方体一个顶点朝上立放,在它下面放一张白纸,使纸面与太阳光垂直,则正方体在纸上的正投影是( )
A. B. C. D.
2.(2025九年级·全国·专题练习)光线由上到下照射,下列立体图形的正投影不是圆形的是( )
A. B. C. D.
3.(2025九年级·全国·专题练习)下列投影中,正投影有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
4.(2025九年级·全国·专题练习)当棱长为的正方体的某个面平行于投影面时,这个正方体的正投影的面积为( )
A. B. C. D.
5.(2026·浙江·一模)如图,点光源O射出光线沿直线传播,将胶片上的建筑物图片投影到与胶片平行的屏幕上,形成影像.已知图片长为,若点光源O到胶片的距离长为,点光源O与屏幕的距离的长为,则影像长为( )
A.36 B.12 C.9 D.6
题型01 判断物体在平行投影下的形状
·常见图形的正投影
常见图形
投影图像
特征
线段
平行长不变,
倾斜长缩短,
垂直成一点.
平面图形
平行形不变,
倾斜形改变,
垂直成线段.
几何体
一般地,一个几何体在一个平面上的正投影是一个平面图形.
典|例|精|析
1.(2023·浙江杭州·模拟预测)小华手拿一个矩形木框,在阳光的照射下,矩形木框在地面上的影子不可能是( )
A. B. C. D.
变|式|巩|固
1.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)在阳光的照射下,矩形卡纸在平整的地面上的投影不可能是( )
A.线段 B.矩形 C.菱形 D.梯形
2.(25-26八年级下·江苏无锡·期中)小张拿着一块矩形纸片在阳光下做投影实验,这块矩形纸片在地面上形成的投影不可能是( )
A.矩形 B.等腰梯形 C.正方形 D.平行四边形
题型02 判断在不同投影下的影长情况
典|例|精|析
1.(25-26九年级上·山西朔州·期末)如图,夜晚三个身高相同的小朋友站在路灯下,___________的影子最长.(填“甲”,“乙”或“丙”)
变|式|巩|固
1.(26-27九年级上·全国·课后作业)如果在同一盏路灯下,小明与小强的影子一样长,下列关于两个人身高的说法正确的是( )
A.小明高 B.小强高 C.一样高 D.无法判断
2.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)小华拿着两根长度相等的圆柱形木棍在阳光下做投影实验,这两根木棍在地面形成的投影可能是( ).
A.B.C. D.
题型03 应用中心投影的特点和相似三角形测高(距)
·方法思想:数学模型、方程思想
·核心模型:“中心投影” → 两组“A字”相似三角形
列比例式的标准模板(最经典):
典|例|精|析
1.(2026·吉林长春·模拟预测)如图,小明用灯泡照射一个矩形硬纸片,在墙上形成矩形影子,现测得,,纸片的周长为4,求影子的周长为.
2.(25-26九年级上·江西上饶·期末)一个正在装修的房间里,有一个靠墙竖立的梯子(梯子顶端靠在墙上,底端在地面).离梯子底端1米处()有一把垂直于地面的椅子,椅子的影长米(影子投射在地面上).为了测量椅子的高度,小明在梯子的另一侧离梯子底端4米处()竖起一根1米高的竹竿,测得竹竿的影长米,则椅子的高度是?
3.(2026·江西萍乡·二模)如图,在直角坐标系中,点是一个点光源.木杆两端的坐标分别为,.则木杆在x轴上的投影长为_______.
变|式|巩|固
1.(2026·广东佛山·二模)小明用投影仪将平板电脑屏幕的画面投屏到墙上,画面形状保持不变.已知该平板电脑屏幕的画面是相邻两边长之比为的矩形.若墙上投影画面的短边长为1.2米,则投影画面的长边长为______.
2.(2026·宁夏银川·三模)如图,在点光源的照射下,一块面积为的三角形硬纸板(记为)平行于投影面时,形成的投影是若,则的面积是______.
3.(2026·内蒙古包头·二模)如图,在平面直角坐标系中,点光源位于处,木杆两端的坐标分别为,.则木杆在轴上的影长为( )
A.3 B.6 C.8 D.9
4.(25-26八年级下·山东泰安·期末)为响应国家节能减排的号召,某地乡村道路安装太阳能路灯.如图是一种新型太阳能路灯,已知太阳能路灯与墙相距18米,身高米的小明在离路灯3米的处时,测得自身影长为1米.
(1)求路灯的高度;
(2)小明沿着走至处时,头顶的影子刚好落到墙脚处,则他行走的路程是事多少米;
(3)小明继续往前走(如图2),在距离墙2米的处停下,求此时小明在墙上的影子高度.
题型04 应用平行投影的特点与解直角三角形
·核心模型:“平行投影” → 两个直角三角形相似(同一时刻,太阳高度角相同)
·数学模型——相似三角形:
因为太阳光线平行 → 两个直角三角形有一个锐角相等(太阳高度角)→ AA相似
列比例式的标准模板(最经典):
典|例|精|析
1.(2026·辽宁抚顺·一模)某校数学小组在测量校园内一棵古树高度时,采用了如下方法:如图,在阳光下,一名身高1.6米的同学站在距古树8米处,树的影子恰好落在地面和一座高3米的墙上,该同学的影子顶端恰好落在墙角下,测得该同学的影长为2米,墙上树影高为1.5米,则古树的高度为( )
A.9米 B.9.2米 C.9.5米 D.11米
变|式|巩|固
1.(25-26九年级下·吉林长春·期中)如图,阳光下一根长的木棒在地面上的影子长为,此时旗杆的影子有一部分落在距离旗杆的墙上,旗杆的影子落在墙上的高度为,则旗杆的高度为___________.
2.(25-26九年级下·广东江门·期中)综合与实践
主题:利用投影生成轴对称图形.
素材:一根5米长的木棍倾斜固定在半空,点A离地面高度为4米,点A,B之间的水平宽度为4米.如图(1),白天的某一时刻,阳光下(图中虚线为太阳光线)木棍在地面上投影为.如图(2),点B的正上方有一路灯P,夜晚在路灯P的照射下木棍在地面上的投影为.
【问题解决】
(1)如图(1),测得米,为验证木棍,投影线,投影线,影长组成的四边形是轴对称图形,请你帮助证明:.
(2)如图(2),发现木棍,投影线,投影线,影长组成的四边形也是轴对称图形,请求出路灯P距地面的高度.
题型05 投影作图
·太阳光线下的影子——平行投影:过已知光线作平行线
·灯光下的影子——中心投影:连接光源和所有物体的顶点
典|例|精|析
1.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)综合与实践:投影中的数学.
(1)如图①,当太阳光线与水平地面成时,将木杆水平放置、木杆竖直放置.
①画出木杆,在太阳的照射下,在水平地面形成的投影,(不写作法,保留作图痕迹)
②已知木杆,则影长 m, m;
(2)如图②,水平放置的木杆在路灯灯泡的照射下,在水平地面形成投影.
①画出路灯灯泡的位置(不写作法,保留作图痕迹)
②已知木杆,其距离地面的高度为,影长,求路灯灯泡距离地面的高度.
变|式|巩|固
1.(25-26八年级下·江苏淮安·期末)如图,在路灯下,小明的身高如图中线段所示,他在地面上的影子如图中线段所示,小亮的身高如图中线段所示,路灯灯泡在线段上.
(1)请你确定灯泡P所在的位置,并画出表示小亮在灯光下形成的影子线段(请将线段用铅笔加粗);
(2)如果灯泡到地面距离为,小亮的身高,小亮与灯杆的距离,请求出小亮影子的长度.
2.(2026·湖北襄阳·一模)学习投影的知识后,小明、小颖想利用灯光下自己影子的长度来测量一路灯的高度,并探究影子长度的变化规律.
如图,在同一时刻,身高为的小明()的影子的长是,而身高为的小颖()刚好在路灯灯泡的正下方点处,并测得.
(1)请在图中画出形成小明的影子的光线,并确定路灯灯泡所在的位置.(保留痕迹即可)
(2)求路灯灯泡离小颖头顶()的距离.
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第四章 投影与视图
4.1 投影
知识点一 投影与中心投影
·投影:光线照射物体,在某个平面上得到的影子叫做物体的投影,照射光线叫做投影线,投影所在平面叫做投影面.
·中心投影:由同一点(点光源)发出的光线形成的投影叫做中心投影.
例:手电筒、路灯的光线所形成的投影就是中心投影
即学即练
1.(25-26九年级上·河南郑州·期中)下列现象中,不属于中心投影的是( )
A.路灯下人的影子 B.电影院银幕上的影子
C.阳光下窗框的影子 D.路灯下物体的影子
【答案】C
【难度】0.85
【详解】解:∵中心投影是由同一点(点光源)发出的光线所形成的投影,
∴路灯、电影院放映机均属于点光源,其形成的影子是中心投影,太阳光属于平行光线,阳光下窗框的影子是平行投影,不属于中心投影.
故选:C.
2.(2026·安徽阜阳·一模)一盏灯的光,落在《几何原本》的书页上,书在灯光下投下一片轮廓清晰的影子,这属于________投影.(填“平行”或“中心”)
【答案】中心
【难度】0.95
【分析】在投影中,由平行光线形成的投影是平行投影,由同一点(点光源)发出的光线形成的投影叫做中心投影,判断光源类型即可得出结论.
【详解】解:∵灯光属于点光源,
∴该投影属于中心投影.
3.(2026·贵州贵阳·一模)如图,用发光的手电筒垂直照射吊在空中静止的不透明小球,小球落在竖直墙面上影子的形状是( )
A.圆 B.矩形 C.球 D.三角形
【答案】A
【难度】0.78
【分析】根据球体的几何特征及光线照射方向判断影子的形状.
【详解】解:∵小球是球体,手电筒垂直照射,
∴光线方向与竖直墙面垂直,
∴小球在墙面上的影子即为球体的正投影,
∵球体在垂直于光线的平面上的影子是圆,
∴影子的形状是圆.
4.(26-27九年级上·全国·单元复习)一棵树()和一根木杆()在同一时刻的投影如图所示,木杆高3米,影子长2米;若树的影子长6米,则树高多少米?
【答案】9米
【难度】0.7
【详解】解:由题意,,
∴
,即,
,
故树高9米.
知识点二 平行投影与正投影
·平行投影:由平行光线形成的投影是平行投影.
·平行投影与中心投影的区别:
投影名称
平行投影
中心投影
案例
太阳光
灯光
光源
平行光
①灯光是从一点发出的(发散),
②所有物体的顶端和影子的顶端所直线必过发光点
影子特征
①同一时刻,太阳光下的影子都在同一方向;
②太阳光下的影子与物体的高度成比例
③北半球的一天当中,中午的影子最短
①同一时刻,灯光下的影子方向不确定;
②灯光下的影子与物体的高度不成比例
③离光源越远影子越长
即学即练
1.(25-26九年级上·河北沧州·期末)以下说法错误的是( )
A.三角形的外心到三角形各边的距离相等
B.由平行光线形成的投影叫做平行投影
C.由同一点发出的光线形成的投影叫做中心投影
D.从圆外一点可以引圆的两条切线,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角
【答案】A
【难度】0.65
【详解】解:A.三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点,它到三角形三个顶点的距离相等,到各边距离相等的是三角形的内心(角平分线交点),选项A说法错误;
B.平行投影的定义是由平行光线形成的投影,选项B说法正确;
C.中心投影的定义是由同一点发出的光线形成的投影,选项C说法正确;
D.根据切线长定理,从圆外一点引圆的两条切线,该点与圆心的连线平分两条切线的夹角,选项D说法正确.
故选A.
2.(2026·山东威海·模拟预测)下列四幅图形中,表示两棵小树在同一时刻同一地点阳光下影子的图形可能是( )
A.B.C. D.
【答案】C
【难度】0.84
【分析】平行投影的性质:同一时刻太阳光线平行;物高与影长成正比;
【详解】解:太阳光线是平行光线,
在同一时刻,两棵树的影子方向应相同,且树高与影长成正比,观察各选项图形:
A、B选项中,两棵树的影子方向均不相同,故不符合题意;
D选项中,两棵树的影子方向相同,但较高的树影子较短,较矮的树影子较长,不符合平行投影的特征;
C选项中,两棵树的影子方向相同,且较高的树影子较长,较矮的树影子较短,符合平行投影的特征.
3.(25-26八年级下·山东济南·期末)槐荫区某校兴趣小组在下午分三次测量了学校旗杆的影子长度,按时间顺序排列正确的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【答案】B
【难度】0.65
【分析】根据平行投影的变化规律,明确北半球下午物体影子长度随时间的变化趋势即可求解.
【详解】北半球一天中,从正午到傍晚,太阳高度逐渐减小,同一物体的影子长度随时间推移逐渐变长,
本题为下午三次测量,因此按时间顺序影子长度应逐渐增大,
故符合要求的排列为,,.
·正投影:在平行投影中,当平行光线与投影面垂直时,称其为正投影。
性质:当物体的面平行于投影面时,正投影与该面形状、大小相同。
(正投影) (斜投影)
即学即练
1.(2025九年级·全国·专题练习)如图,把正方体一个顶点朝上立放,在它下面放一张白纸,使纸面与太阳光垂直,则正方体在纸上的正投影是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【分析】本题考查了正投影的概念,熟练掌握平行光线垂直于投影面时的投影为正投影是解题关键.
当正方体一个顶点朝上立放,且纸面与太阳光垂直时,其正投影是正六边形.因为正方体的棱在垂直投影下,会呈现出六边形的轮廓.
【详解】解:当正方体一个顶点朝上立放,且纸面与太阳光垂直时,其正投影是正六边形.因为正方体的棱边在垂直投影下,会呈现出六边形的轮廓.
故选:C .
2.(2025九年级·全国·专题练习)光线由上到下照射,下列立体图形的正投影不是圆形的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【分析】本题考查正投影的形状判断,掌握根据立体图形的形状和投影方向,分析正投影的形状是解题的关键.
分别分析每个立体图形在光线由上到下照射时的正投影形状,找出正投影不是圆形的图形.
【详解】解:A、球的正投影是圆形,不符合题意;
B、圆柱的正投影是圆形,不符合题意;
C、圆锥的正投影是圆形,不符合题意;
D、正方体的正投影是正方形,不是圆形,不符合题意.
故选:D.
3.(2025九年级·全国·专题练习)下列投影中,正投影有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【难度】0.85
【详解】解:正投影是平行光线且与投影面垂直的投影.
第一个投影是中心投影,不是正投影;
第二个投影是平行投影但光线不垂直于投影面,不是正投影;
第三个投影是平行光线且垂直于投影面,是正投影;
所以正投影有1个.
故选:B.
4.(2025九年级·全国·专题练习)当棱长为的正方体的某个面平行于投影面时,这个正方体的正投影的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【详解】解:∵正方体的某个面平行于投影面,
∴该面的正投影为边长为的正方形,
∴投影面积.
故选:B.
5.(2026·浙江·一模)如图,点光源O射出光线沿直线传播,将胶片上的建筑物图片投影到与胶片平行的屏幕上,形成影像.已知图片长为,若点光源O到胶片的距离长为,点光源O与屏幕的距离的长为,则影像长为( )
A.36 B.12 C.9 D.6
【答案】C
【难度】0.85
【分析】证明,推出,构建方程求出即可.
【详解】解:由题意得,,
∴,
∴,
∴.
题型01 判断物体在平行投影下的形状
·常见图形的正投影
常见图形
投影图像
特征
线段
平行长不变,
倾斜长缩短,
垂直成一点.
平面图形
平行形不变,
倾斜形改变,
垂直成线段.
几何体
一般地,一个几何体在一个平面上的正投影是一个平面图形.
典|例|精|析
1.(2023·浙江杭州·模拟预测)小华手拿一个矩形木框,在阳光的照射下,矩形木框在地面上的影子不可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【分析】根据平行投影的性质:平行直线的平行投影是平行或重合的直线,矩形两组对边分别平行,故其影子(非线段时)应为平行四边形.
【详解】解∶∵太阳光线是平行光线,
∴矩形木框在地面上的影子属于平行投影.
∵矩形的两组对边分别平行,
∴根据平行投影的性质,其在地面上的影子(当不重合为一条线段时)两组对边也应分别平行,即影子应为平行四边形(包含矩形).
当矩形木框所在平面与光线平行时,影子为一条线段.
∴A是梯形,只有一组对边平行,不可能是矩形的影子;
B是线段,可能是矩形平面与光线平行时的影子;
C是矩形,可能是矩形平面与地面平行时的影子;
D是平行四边形,可能是矩形平面倾斜时的影子.
综上所述,矩形木框在地面上的影子不可能是A.
变|式|巩|固
1.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)在阳光的照射下,矩形卡纸在平整的地面上的投影不可能是( )
A.线段 B.矩形 C.菱形 D.梯形
【答案】D
【难度】0.74
【分析】利用矩形对边平行,平行投影中平行直线的投影仍平行或共线即可判断,得出不可能的投影.
【详解】解:阳光照射形成的投影是平行投影,
∵矩形的对边互相平行,
又∵在平行投影中,互相平行的直线的投影仍然互相平行或重合,
∴矩形投影得到的图形一定有两组对边平行(或一组对边重合为线段),
当卡纸平面与光线平行时,投影为线段,故A可能;
当卡纸与地面平行时,投影为矩形,故B可能;
当卡纸倾斜放置时,可得到邻边相等的平行四边形即菱形,故C可能;
梯形只有一组对边平行,不符合投影性质,因此不可能是梯形.
2.(25-26八年级下·江苏无锡·期中)小张拿着一块矩形纸片在阳光下做投影实验,这块矩形纸片在地面上形成的投影不可能是( )
A.矩形 B.等腰梯形 C.正方形 D.平行四边形
【答案】B
【难度】0.82
【详解】解:∵太阳光线是平行光线,矩形的对边平行,
∴矩形对边在平行投影下得到的投影仍然平行,
∴平行四边形,矩形、正方形都是特殊的平行四边形,倾斜放置或合适角度都可以得到,
当矩形纸片与光线平行放置时还可投影得到线段,
等腰梯形只有一组对边平行,不符合平行投影的性质,因此不可能是等腰梯形.
题型02 判断在不同投影下的影长情况
典|例|精|析
1.(25-26九年级上·山西朔州·期末)如图,夜晚三个身高相同的小朋友站在路灯下,___________的影子最长.(填“甲”,“乙”或“丙”)
【答案】丙
【难度】0.85
【分析】本题考查了中心投影的性质,掌握其相关知识点是解题的关键.
根据相同高度的物体,距离灯光越远,则影子越长解答即可.
【详解】解:由图可知,三个身高相同的小朋友站在路灯下,丙离路灯最远,则丙的影子最长.
故答案为:丙.
变|式|巩|固
1.(26-27九年级上·全国·课后作业)如果在同一盏路灯下,小明与小强的影子一样长,下列关于两个人身高的说法正确的是( )
A.小明高 B.小强高 C.一样高 D.无法判断
【答案】D
【难度】0.75
【详解】在同一路灯下,由于小明和小强位置不确定,所以虽然影子一样长,但无法判断谁的身高高.
2.(25-26九年级下·重庆·阶段检测)小华拿着两根长度相等的圆柱形木棍在阳光下做投影实验,这两根木棍在地面形成的投影可能是( ).
A.B.C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【详解】解:∵太阳光是平行光,
∴相等长度的木棍的投影应该在同一侧,且影子的长度相等,只有选项C符合.
题型03 应用中心投影的特点和相似三角形测高(距)
·方法思想:数学模型、方程思想
·核心模型:“中心投影” → 两组“A字”相似三角形
列比例式的标准模板(最经典):
典|例|精|析
1.(2026·吉林长春·模拟预测)如图,小明用灯泡照射一个矩形硬纸片,在墙上形成矩形影子,现测得,,纸片的周长为4,求影子的周长为.
【答案】
【难度】0.65
【分析】根据证明,得到,根据矩形与矩形位似得,再求解即可.
【详解】解:,,
,
,
,
,
矩形与矩形位似,
,
矩形的周长为4,
矩形的周长为.
2.(25-26九年级上·江西上饶·期末)一个正在装修的房间里,有一个靠墙竖立的梯子(梯子顶端靠在墙上,底端在地面).离梯子底端1米处()有一把垂直于地面的椅子,椅子的影长米(影子投射在地面上).为了测量椅子的高度,小明在梯子的另一侧离梯子底端4米处()竖起一根1米高的竹竿,测得竹竿的影长米,则椅子的高度是?
【答案】1.5米
【难度】0.65
【分析】本题考查相似三角形的应用,中心投影等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题.
先证明,推出,求得米,再证明,得,即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵米,米,米
则米,
∴,
∴米,
∵,
∴,
∴,
∵米,米,则米,
∴,
∴米
∴椅子的高度为1.5米
3.(2026·江西萍乡·二模)如图,在直角坐标系中,点是一个点光源.木杆两端的坐标分别为,.则木杆在x轴上的投影长为_______.
【答案】
【难度】0.65
【分析】连接并延长交轴于,连接并延长交轴于,待定系数法求出直线的解析式为,求出,即可求解.
【详解】解:连接并延长交轴于,连接并延长交轴于,
设直线的解析式为,则有
,
解得,
直线的解析式为,
当时,,
解得,
,
同理可求,
,
木杆在x轴上的投影长为.
变|式|巩|固
1.(2026·广东佛山·二模)小明用投影仪将平板电脑屏幕的画面投屏到墙上,画面形状保持不变.已知该平板电脑屏幕的画面是相邻两边长之比为的矩形.若墙上投影画面的短边长为1.2米,则投影画面的长边长为______.
【答案】
【难度】0.85
【分析】投屏后画面形状保持不变,投影矩形与原屏幕矩形为相似图形,对应边成比例,根据原矩形边长比列比例式即可求解投影长边长.
【详解】解:投屏后画面形状保持不变,
投影矩形与原屏幕矩形相似,对应边成比例,
设投影画面的长边长为,
原矩形相邻两边长之比为,
即长边短边,
可得,
解得,
∴投影画面的长边长为.
2.(2026·宁夏银川·三模)如图,在点光源的照射下,一块面积为的三角形硬纸板(记为)平行于投影面时,形成的投影是若,则的面积是______.
【答案】
【难度】0.65
【分析】由中心投影可知与是位似图形,根据位似图形的性质,面积比等于位似比的平方,求出位似比即可求解.
【详解】解:由中心投影可知,与是位似图形,点为位似中心.
,
,
,
与的位似比为,
,
,
.
3.(2026·内蒙古包头·二模)如图,在平面直角坐标系中,点光源位于处,木杆两端的坐标分别为,.则木杆在轴上的影长为( )
A.3 B.6 C.8 D.9
【答案】B
【难度】0.65
【分析】利用中心投影,过点P作于点E交于点M,证明,然后利用相似比可求出的长.
【详解】解:如图,过点P作于点E交于点M,
根据题意得:,
∴,
∵,,,
∴,,,
∴,
∴,即,
解得:.
4.(25-26八年级下·山东泰安·期末)为响应国家节能减排的号召,某地乡村道路安装太阳能路灯.如图是一种新型太阳能路灯,已知太阳能路灯与墙相距18米,身高米的小明在离路灯3米的处时,测得自身影长为1米.
(1)求路灯的高度;
(2)小明沿着走至处时,头顶的影子刚好落到墙脚处,则他行走的路程是事多少米;
(3)小明继续往前走(如图2),在距离墙2米的处停下,求此时小明在墙上的影子高度.
【答案】(1)米
(2)米
(3)1米
【难度】0.52
【分析】(1)由题意知:米,米,证明,列比例式计算即可;
(2)证明,求得(米),再根据,求解即可;
(3)连接并延长交于点,过点作于点,交于点,则四边形是矩形,四边形是矩形,设米,则米,米,米,米,米,根据,列比例式求解即可;
【详解】(1)解:由题意知:米,米,
(米),
,
,
即,
解得:(米),
答:路灯的高度是米;
(2)解:由题意知,米,米,米,
,
,
,
即,
解得:(米),
(米),
答:当走到处时,他行走的路程是米;
(3)解:如图2,连接并延长交于点,过点作于点,交于点,
则四边形是矩形,四边形是矩形,
设米,
则米,米,米,
米,米,
,
,
,
即,
解得:,
答:此时小明在墙上的影子有1米高.
题型04 应用平行投影的特点与解直角三角形
·核心模型:“平行投影” → 两个直角三角形相似(同一时刻,太阳高度角相同)
·数学模型——相似三角形:
因为太阳光线平行 → 两个直角三角形有一个锐角相等(太阳高度角)→ AA相似
列比例式的标准模板(最经典):
典|例|精|析
1.(2026·辽宁抚顺·一模)某校数学小组在测量校园内一棵古树高度时,采用了如下方法:如图,在阳光下,一名身高1.6米的同学站在距古树8米处,树的影子恰好落在地面和一座高3米的墙上,该同学的影子顶端恰好落在墙角下,测得该同学的影长为2米,墙上树影高为1.5米,则古树的高度为( )
A.9米 B.9.2米 C.9.5米 D.11米
【答案】C
【难度】0.65
【分析】如图,延长,交的延长线于点,同一时刻物高与影长成比例,可得,再证明,根据相似三角形的性质列式解答即可.
【详解】解:如图,延长,交的延长线于点,
根据题意得:米,米,米,米,
∵同一时刻物高与影长成比例,
∴,
∴,
∴,
又,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得(米).
变|式|巩|固
1.(25-26九年级下·吉林长春·期中)如图,阳光下一根长的木棒在地面上的影子长为,此时旗杆的影子有一部分落在距离旗杆的墙上,旗杆的影子落在墙上的高度为,则旗杆的高度为___________.
【答案】
【难度】0.65
【分析】根据平行投影的性质,同一时刻物高与影长成正比.通过作辅助线构造矩形,将旗杆高度分为两部分,一部分对应墙上的影子高度,另一部分对应地面上的影子长度,利用比例关系求解即可.
【详解】解:过点作于点.
则四边形为矩形.
.
根据平行投影的性质,同一时刻物高与影长成正比.
.
即.
解得.
.
2.(25-26九年级下·广东江门·期中)综合与实践
主题:利用投影生成轴对称图形.
素材:一根5米长的木棍倾斜固定在半空,点A离地面高度为4米,点A,B之间的水平宽度为4米.如图(1),白天的某一时刻,阳光下(图中虚线为太阳光线)木棍在地面上投影为.如图(2),点B的正上方有一路灯P,夜晚在路灯P的照射下木棍在地面上的投影为.
【问题解决】
(1)如图(1),测得米,为验证木棍,投影线,投影线,影长组成的四边形是轴对称图形,请你帮助证明:.
(2)如图(2),发现木棍,投影线,投影线,影长组成的四边形也是轴对称图形,请求出路灯P距地面的高度.
【答案】(1)
证明:如图所示,过点作交于点G,
由题意得,
又∵,
∴四边形是平行四边形,,
∴米,
∵米,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)
米
(2)解:如图,过点作于点,于点,则四边形是矩形.
路灯在点正上方.
,,三点在同一直线上,且,
米,米,
米,(米).
四边形是轴对称图形,
(米).
,,
,
,
,
米,
(米),
答:路灯距地面高度为米.
题型05 投影作图
·太阳光线下的影子——平行投影:过已知光线作平行线
·灯光下的影子——中心投影:连接光源和所有物体的顶点
典|例|精|析
1.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)综合与实践:投影中的数学.
(1)如图①,当太阳光线与水平地面成时,将木杆水平放置、木杆竖直放置.
①画出木杆,在太阳的照射下,在水平地面形成的投影,(不写作法,保留作图痕迹)
②已知木杆,则影长 m, m;
(2)如图②,水平放置的木杆在路灯灯泡的照射下,在水平地面形成投影.
①画出路灯灯泡的位置(不写作法,保留作图痕迹)
②已知木杆,其距离地面的高度为,影长,求路灯灯泡距离地面的高度.
【答案】(1)①如图,投影,即为所求;②3,;
(2)①如图,灯泡P即为所求;
②
【难度】0.57
【分析】(1)①根据作一个角等于已知角以及作垂线的步骤作图即可;
②根据平行投影的性质以及直角三角形的性质,勾股定理求解即可;
(2)①连接,并延长交点即为点;②过点分别作,,垂足为点,通过以及求解即可.
【详解】(1)解:①作图见答案;
②由平行投影可得,,,
∵地面,
∴
∴,
∵
∴,解得(舍负)
(2)解:①略
②过点分别作,,垂足为点,
由题意得,,
∴
∵,
∴
∴,
∵,,
∴
∴
∵
∴
∴
∴,即路灯灯泡距离地面的高度为.
变|式|巩|固
1.(25-26八年级下·江苏淮安·期末)如图,在路灯下,小明的身高如图中线段所示,他在地面上的影子如图中线段所示,小亮的身高如图中线段所示,路灯灯泡在线段上.
(1)请你确定灯泡P所在的位置,并画出表示小亮在灯光下形成的影子线段(请将线段用铅笔加粗);
(2)如果灯泡到地面距离为,小亮的身高,小亮与灯杆的距离,请求出小亮影子的长度.
【答案】(1)解:所求图形,如图所示;
(2)
【难度】0.52
【分析】(1)连接,延长交于点P,连接,延长交于点,点P,线段即为所求;
(2)利用相似三角形的性质构建方程求解.
【详解】(1)略
(2)解:由题意可得,,
∴,
∴,
,
设小亮的影子长为,即,则,
∴,
解得,
经检验,是该方程的解.
答:小亮影子的长度为.
2.(2026·湖北襄阳·一模)学习投影的知识后,小明、小颖想利用灯光下自己影子的长度来测量一路灯的高度,并探究影子长度的变化规律.
如图,在同一时刻,身高为的小明()的影子的长是,而身高为的小颖()刚好在路灯灯泡的正下方点处,并测得.
(1)请在图中画出形成小明的影子的光线,并确定路灯灯泡所在的位置.(保留痕迹即可)
(2)求路灯灯泡离小颖头顶()的距离.
【答案】(1)见解析
(2)路灯灯泡离小颖头顶()的距离
【难度】0.62
【分析】(1)与的延长线相交于G,即为所求;
(2)根据,即可求解.
【详解】(1)解:如图,与的延长线相交于G,即为所求.
(2)解:根据题意得:,,,,,
∴,
∴,即
∴,
∴路灯灯泡离小颖头顶()的距离.
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