賈秀琴
以培養(yǎng)和諧發(fā)展的新型人才為宗旨的素質(zhì)教育,最好的場地是學校,而學校教學是在知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,為開拓創(chuàng)新而教,探討更新而教;學為創(chuàng)新發(fā)展而學;相似的實踐應用是數(shù)學相似形的開拓,創(chuàng)造性地運用于生產(chǎn)實踐,能解決許多勞動技術(shù)問題,相似的廣泛應用,在演示放映及建筑等領(lǐng)域中,產(chǎn)生了較高的經(jīng)濟和社會價值。
一、相似在測算高層建筑中
例1.小林在超市買了一個3米的卷尺,超市旁有一座古塔,小林想知道古塔的高度,他發(fā)現(xiàn)古塔的影子部分在地上,經(jīng)測量:地上的影長80厘米,墻上的影長2米。
這時,小林叫一位身高1.8米的過路大哥站在古塔旁,測得大哥的影長僅有8厘米,小林就知道了塔高,你知道了嗎?通過求古塔的高度,你發(fā)現(xiàn)了什么?
解:如圖1.設(shè)古塔高為AB,其影長為AC+CD,塔上AE段對應的影長為AC,EB段對應的影長為CD,大哥A1B1=1.8米,據(jù)同一時刻,光線平行知,B1C1∥EC∥BD,有∠C1=∠ECA(兩角的兩邊分別平行時,兩角相等或互補),由于塔和人都垂直于地面知,∠A1=∠A=90°得△A1B1C1~△AEC(兩角對應相等的兩三角形相似);
從而,AE/A1B1=AC/A1C1,即AE/1.8=0.8/0.08,得AE=18米,因光線EC∥BD,又BE∥CD,有平行四邊形BECD,知BE=CD=2米,從而,古塔高為
B=AE+EB=20米,由AE/A1B1=AC/A1C1,更換兩內(nèi)項AE/AC=A1B1/A1C1;
于是得結(jié)論1.同一時刻,物高與對應的影長成正比例;2.當影長落在建筑物墻上時,依平行四邊形原理,影長等于產(chǎn)生影的物高.
二、相似在演示放映中
用相似和位似,可將圖形放大和縮小,這一數(shù)學原理,可用于放映設(shè)置屏幕。
例2.室外放映電影時,膠片規(guī)格4厘米×4厘米,放映的熒屏是3米×3米,若放映機的光源距膠片25厘米,問熒屏應放在離鏡頭多遠的地方,才能使放映的圖像剛好布滿整個熒屏?
解:如圖2.放映時熒屏與膠片上對應點的連線,應通過同一點(光源),因此,膠片圖與熒屏圖是以光源為位似中心的位似圖形,而位似圖形的對應部分一定相似;這里,位似比是3米/4厘米=300厘米/4厘米=75.設(shè)屏幕距離鏡頭為X,則X/25=75,得X=18.75米。
三、相似在建筑過程中
用相似和位似的放大原理以及物理學的杠桿知識,能在工程建設(shè)中省時省力,產(chǎn)生更好的效益。
例3.某工程隊為給平房頂送料,設(shè)計了如圖3.的升架,短臂長1.5米,長臂長15米,短臂端距地面1米,問工作時能否將料送到10米高的房頂?
解:設(shè)平衡點(位似中心)為O,原始升降桿COA,工作時長臂到達的最高點B,短臂到達的最低點D,則△COD~與△AOB是位似圖形,從而,△COD~△AOB→OC/OA=CD/AB→1.5/15=1/AB→AB=10米。
因此,工作時升降架能把料送到10米高的房頂。
四、相似在指導建筑設(shè)計中
用相似的數(shù)學知識,能對建筑場地按要求進行計算設(shè)計,避免計劃中的盲目性和對已有建筑帶來不便等影響。
例4.倉部的采光是有標準的,某倉部旁有100米×100米的建筑用地,現(xiàn)計劃修建高樓,為保證倉部不被樓房遮擋采光,請設(shè)計允許的樓房建設(shè)高度?
解:選取倉部影子最長的時刻,在100米處立一標桿或站一人,量得標桿或人高以及影子的長度,如測得人高1.5米,這時,影子長若測得6米,所建樓房高設(shè)為X,則依同一時刻物高與影子長成正比,且等于相似比得X/1.5=100/6.從而,X=25米。
五、相似的開放性探索
已知:右圖4.在梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AB=8,AD=4,BC=3,在線段AB上是否存在一點E,使得以E、A、D為頂點的三
角形與以E、B、C為頂點的三角形相似?若不存在,說明理由,若存在,這樣的點E有幾個?計算AE的長度.
探索思考:假設(shè)存在點E,則存在相似三角形,進而有相似的數(shù)學式,從而可求AE的長;否則,將不存在E點.
六、相似的開放應用
已知:在△ABC中,∠C=90°,AB=10,AC:BC=3:4,點D是AB
上一點,AD=6,過點D能否作一條直線截原三角形成小三角形,并使它和原三角形相似?若能,求出DE的長,若不能,說明理由。
(責編 金 東)