内容正文:
第十八章 相似形
18.7 应用举例
导入新课
巍峨的金字塔矗立在沙漠中,它的高度曾是未解之谜。在没有现代测距仪的年代,古希腊数学家泰勒斯凭借敏锐的观察力和智慧,仅用一根木棍和阳光,就巧妙地测出了它的高度,令古埃及法老惊叹不已。
这个故事背后,藏着我们今天要学习的数学核心——相似三角形的应用。让我们一起走进几何的奇妙世界吧!
你知道他是怎样做到的吗?
学 习 目 标
1
2
3
能运用相似三角形的知识,解决不能直接测量的物体高度和宽度问题(重点)
理解数学建模的思想,能将实际问题抽象为相似三角形数学模型(重点)
体会数学与生活的紧密联系,感悟相似三角形的应用价值
新知探究
如何测算首钢滑雪大跳台的高度?其实,只需利用一根直木棒和一把刻度尺就可以实现.你能够测算出它的高度OB吗?
·
O
·
B
先竖一根已知长度的直木棒O'B'
再测得木棒的影长A'B'与首钢滑雪大跳台的影长AB
这样,与太阳光线,构造相似三角形,可求出OB的长度。
新知探究
解:太阳光线OA,O'A'可看作平行光线,
∴∠OAB= ∠O'A'B'.
又∠ABO=∠ A'B'0'=90°,
∴△OAB∽△O'A'B',
∴OB:O'B'=AB:A'B'.
如果O'B'=1m,测得A'B'=0.75m,AB=45m,那么
OB:1=45:0.75
∴OB=60(m),
即首钢滑雪大跳台的高度约为60m.
思考:古希腊数学家泰勒斯怎样仅用一根木棍和阳光,测出了金字塔高度的?
新知探究
如图,地质勘探人员为了估算某条河的宽度,在河对岸选定一个目标点O,再在他们所在的这一侧选点A,B,D,使得AB⊥AO,DB⊥AB,然后找出DO和AB的交点C.测AC=12m,BC=6m,DB=8m,请你算出这条河的宽OA.
8m
6m
12m
?
∠OAC=∠DBC=90°
对顶角:∠OCA=∠DCB
△OAC∽△DBC
构造X型图
新知探究
解:∵∠0CA=∠DCB,∠OAC=∠DBC=90°,
∴△OAC∽△DBC.
∴
∴
∴
即这条河的宽度为16m.
8m
6m
12m
?
新知探究
在物理课上,同学们曾研究过小孔成像:在较暗的屋子里,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面,在它们之间放一块钻有小孔的纸板,由于光沿直线传播,塑料薄膜上就出现了蜡烛火焰倒立的像(如图),这种现象就是小孔成像.
如图,如果蜡烛火焰AB的高度为2cm,倒立的像A'B'的高度为5cm,蜡烛火焰根B到孔O的距离为4cm.试求火焰根的像B'到孔O的距离,并说明理由.
2cm
5cm
'
4cm
?
构造X型图
新知探究
2cm
5cm
4cm
?
解:∵AB//B'A',
∴△OAB∽△OA'B'.
∴
∴
∴
火焰根的像B'到孔O的距离为10cm.
新知探究
相似三角形解决实际问题
总结归纳
实际问题
数学问题
相似三角形
列比例式求解
解释实际结果
抽象
构造
💡 核心解题思想
解题的关键在于构造相似模型,通过寻找或创造平行线、等角等条件,建立相似关系,进而利用“对应边成比例”这一核心法则,将几何问题转化为代数比例计算。
基础巩固题
新知应用
1、如图所示,为估算某河的宽度,在河对岸边选定一个目标点A,在近岸取点B、C、D,使得AB⊥BC,CD⊥BC,点E在BC上,并且点A、E、D在同一条直线上,若测得BE=20m,EC=10m,CD=20m,则河的宽度AB等于( )
A.60m B.40m
C.30m D.20m
B
测量不能到达两点间的距离,常构造相似三角形求解.
基础巩固题
新知应用
2. 如图,晓研同学测量旗杆AB的高度,在地面上竖一根2.4米长的竹竿DE,并在同一时刻下测得DE ,AB在地面上的影长EF=1.8米,BC=5.4米,则旗杆AB 长为( )
A. 6.4米 B. 7.2米
C. 8米 D. 9.6米
B
测高方法1:
测量不能到达顶部的物体的高度,也可以用“利用标杆测量高度”的原理解决.
基础巩固题
新知应用
测高方法2:
测量不能到达顶部的物体的高度,也可以用“利用镜子的反射测量高度”的原理解决.
3.如图是小明设计用手电来测量某古城墙高度的示意图,点 P 处放一水平的平面镜,光线从点 A 出发经平面镜反射后,刚好射到古城墙的顶端 C 处,已知 AB = 2 米,且测得 BP = 3 米,DP = 12 米,那么该古城墙的高度是 ( )
A. 6 米 B. 8 米
C. 18 米 D. 24 米
B
4.如图,放映幻灯片时,通过光源把幻灯片上的图形放大到屏幕上,若幻灯片到光源的距离为15 cm,到屏幕的距离为150 cm,且幻灯片上图形的高度为10 cm,则屏幕上图形的高度为( )
A.100 cm B.105 cm
C.110 cm D.115 cm
C
基础巩固题
新知应用
基础巩固题
新知应用
5.在某一时刻,有人测得一高为1.8m的竹竿的影长为3m,某一楼的影长为60m,那么此楼的高度是多少米?
物1高 :物2高 = 影1长 :影2长
测高的方法3
测量不能到达顶部的物体的高度,通常用“在同一时刻物高与影长成正比例”的原理解决.
解:设此楼的高度是x米,
∴
∴x =36
此楼的高度是36米
基础巩固题
新知应用
6.如图,小明在打网球时,使球恰好能打过网,而且落在离网5m的位置上,其他条件如图,求球拍击球的高度h(假设网球的运行路线是直线).
D
E
A
B
C
解:如图,DE⊥BC于点E,
AB⊥BC于点B
∵∠ACB=∠DCE,∠CBA=∠CED=90°,
∴△ABC∽△DEC.
∴
∴
∴
即球拍击球的高度为2.4m.
基础巩固题
新知应用
7.如图,小明同学用自制的直角三角形纸板DEF测量树的高度AB,他调整自己的位置,设法使斜边DF保持水平,并且边DE与点B在同一直线上.已知纸板的两条直角边DE=40cm,EF=20 cm,测得边DF离地面的高度AC=1.5 m,CD=8 m.则树高AB是多少米?
解:∵∠DEF=∠BCD=90°,∠D=∠D,
∴△DEF∽△DCB
∵DE=40cm=0.4m,EF=20cm=0.2m,CD=8m,
解得:BC=4,
∵AC=1.5m,
∴AB=AC+BC=1.5+4=5.5(m).
答:树高AB是5.5米.
基础巩固题
新知应用
能力提升题
新知应用
8.周末,小华和小亮想用所学的数学知识测量家门前小河的宽.测量时,他们选择了河对岸岸边的一棵大树,将其底部作为点A,在他们所在的岸边选择了点B,使得AB与河岸垂直,并在B点竖起标杆BC,再在AB的延长线上选择点D,竖起标杆DE,使得点E与点C,A共线.
已知:CB⊥AD,ED⊥AD,测得BC=1 m,DE=1.5 m,BD=8.5 m.测量示意图如图所示.请根据相关测量信息,求河宽AB.
能力提升题
新知应用
解:∵CB⊥AD,ED⊥AD,
∴BC∥DE,
∴△ABC∽△ADE,
∴=,即=,
解得AB=17(m).
经检验,AB=17是原分式方程的解.
答:河宽AB的长为17 m.
能力提升题
新知应用
9、如图,小明为了测量一棵树CD的高度,他在距树24m处立了一根高为2m的标杆EF,然后小明前后调整自己的位置,当他与树相距27m的时候,他的眼睛、标杆的顶端和树的顶端在同一条直线上.已知小明的眼高1.6m,求树的高度.
A
E
C
D
F
B
N
分析:人、树、标杆是相互平行的,添加辅助线,过点A作AN∥BD交ID于N,交EF于M,则可得△AEM∽△ACN.
能力提升题
新知应用
解:过点A作AN∥BD交CD于N,交EF于M,因为人、标杆、树都垂直于地面,
∴∠ABF=∠EFD=∠CDF=90°,
∴AB∥EF∥CD, ∴∠EMA=∠CNA.
∵∠EAM=∠CAN,
∴△AEM∽△ACN ,
∴ .
∵AB=1.6m , EF=2m , BD=27m , FD=24m ,
∴ , ∴CN=3.6m,
∴CD=3.6+1.6=5.2(m).
故树的高度为5.2m.
A
E
C
D
F
B
N
能力提升题
新知应用
10.某数学兴趣小组要完成一个项目学习,测量凌霄塔的高度AB.如图,塔前有一棵高4 m的小树CD,发现水平地面上点E、树顶C和塔顶A恰好在一条直线上,测得BD=57 m,D,E之间有一个花圃,距离无法测量,然后,在E处放置一平面镜,沿BE后退,退到G处恰好在平面镜中看到树顶C的像,EG=2.4 m,测量者眼睛到地面的距离FG为1.6 m,已知AB⊥BG,CD⊥BG,FG⊥BG,点B,D,E,G在同一水平线上.请你求出凌霄塔的高度AB.(平面镜的大小厚度忽略不计).
能力提升题
新知应用
课堂小结
相似三角形解决实际问题
实际问题
数学问题
相似三角形
列比例式求解
解释实际结果
抽象
构造
💡 核心解题思想
解题的关键在于构造相似模型,通过寻找或创造平行线、等角等条件,建立相似关系,进而利用“对应边成比例”这一核心法则,将几何问题转化为代数比例计算。
感谢聆听!
【解】∵CD⊥BG,FG⊥BG,∴∠CDE=∠FGE=90°.
又∵∠CED=∠FEG,∴△CDE∽△FGE.∴=.
∵CD=4 m,FG=1.6 m,EG=2.4 m,∴=,解得DE=6 m.∵BD=57 m,∴BE=BD+DE=57+6=63(m).
∵AB⊥BG,∴∠ABE=90°=∠CDE.
又∵∠AEB=∠CED,∴△ABE∽△CDE.∴=,
即=,解得AB=42 m.∴凌霄塔的高度AB为42 m.
$