利用三角形的相似,可以解决一些测量问题。下面来看几个例子。
例1 据传说,古希腊数学家、天文学家泰勒斯曾利用相似三角形的原理,在金字塔影子的顶部立一根木杆,借助太阳光线构成两个相似三角形,来测量金字塔的高度。
如下图,木杆EF长2m,它的影长FD为3m,测得OA为201m,求金字塔的高度BO。
解:太阳光可以看作平行光线,因此
∠BAO=∠EDF.
又 ∠AOB=∠DFE=90°,
∴ △ABO∽△DEF。
∴ BO/EF=OA/FD,
∴ BD=OA·EF/FD=201×2/3=134(m)。
因此金字塔的高度为134m。
思考题:如何测出OA的长?
例2 如下图,为了估算河的宽度,我们可以在河对岸选定一个目标点P,在近岸取点Q和S,使点P,Q,S共线且直线PS与河垂直,接着在过点S且与PS垂直的直线a上选择适当的点T,确定PT与过点Q且垂直PS的直线b的交点R。已测得QS=45m,ST=90m,QR=60m,请根据这些数据,计算河宽PQ。
解:∵ ∠PQR=∠PST=90°,∠P=∠P,
∴ △PQR∽△PST。
∴ PQ/PS=QR/ST,
即 PQ·ST=QR·PS。
又 PS=PQ+QS,QS=45,ST=90,QR=60,
∴ PQ×90=60×(PQ+45),
解得 PQ=90(m)。
因此,河宽大约为90m.
例3 如下图,左、右并排的两棵大树的高分别为AB=8m和CD=12m,两树底部的距离BD=5m,一个人估计自己眼睛距地面1.6m。她沿着正对这两棵树的一条水平直路l从左向右前进,当她与左边较低的树的距离小于多少时,就看不到右边较高的树的顶端C了?
分析:如上图(1),设观察者眼晴的位置为点F,画出观察者的水平视线FG,分别交AB,CD于点H,K。视线FA与FG的夹角∠AFH是观察点A时的仰角。类似地,∠CFK是观察点C时的仰角。由于树的遮挡,区域I和Ⅱ,观察者都看不到。
解:如上图(2),假设观察者从左向右走到点E时,她的眼睛的位置点E与两棵树的顶端A,C恰在一条直线上。
∵ AB⊥l,CD⊥l,
∴ AB//CD。
∴ △AEH∽△CEK。
∴ EH/EK=AH/CK,
又 EK=EH+5,AH=8-1.6=6.4,CK=12-1.6=10.4,
∴ EH/(EH+5)=6.4/10.4。
解得
EH=8(m)。
由此可知,如果观察者继续前进,当她与左边的树的距离小于8m时,由于这棵树的遮挡,她看不到右边树的顶端C。
练习题1
1.
在某一时刻,测得一根高为1.8m的竹竿的影长为3m,同时测得一栋楼的影长为90m,这栋楼的高度是多少?
2.
3.
如下图,测得BD=120m,DC=60m,EC=50m,求河宽AB。
4.