初三数学重点:相似三角形的实际应用——利用影子和标杆测高,三种典型题精讲

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初三数学重点:相似三角形的实际应用——利用影子和标杆测高,三种典型题精讲
相似三角形测高总不会做?两种测高方法加比例计算,初三数学实际应用题型全攻略

相似三角形的实际应用是初三数学期中考试的常考题型,其中利用相似三角形测高更是出现频率最高的一种。很多孩子一看到测高问题就懵了,不知道怎么把实际问题转化成数学问题。其实测高问题的本质就是构造相似三角形,然后利用相似三角形的对应边成比例来计算高度。今天把利用相似三角形测高的两种常用方法和5个高频易错点一次讲透。

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一、为什么相似三角形能用来测高

相似三角形测高的原理很简单:太阳光线可以看成平行光线,同一时刻物体的高度和影子长度成正比。因为太阳光线、物体和影子构成了一个直角三角形,不同物体构成的直角三角形都是相似的,所以高度和影子长度的比值相等。

除了利用影子,还可以利用标杆和视线来构造相似三角形。不管用哪种方法,核心都是构造两个相似三角形,然后利用对应边成比例来计算高度。

二、利用相似三角形测高的基本原理

利用相似三角形测高的基本原理是:两个直角三角形相似,对应边成比例。设被测物体高度为H,影子长度为D,参考物体高度为h,影子长度为d,则有:

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三、两种常用的测高方法

方法一:利用影子测高。在同一时刻,测出被测物体的影子长度D和一个已知高度的参考物体(比如一根标杆或一个人)的高度h和影子长度d,然后利用比例关系算出被测物体的高度H=h×D/d。

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方法二:利用标杆测高。如果没有影子(比如阴天),可以在人和被测物体之间立一根标杆,人通过标杆顶端看被测物体顶端,构造相似三角形。这种方法需要测出人到标杆的距离、人到被测物体的距离,以及标杆的高度。

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四、高频易错点TOP5,每条都有孩子踩过

易错点1:比例式列反了。这是最常见的错误。相似三角形的对应边成比例,必须是物体高度比影子长度等于参考高度比参考影子。很多孩子把比例式列反了,结果算出来的高度差了好几倍。记住:高度对高度,影子对影子,不能交叉对应。

易错点2:单位不统一。题目中给的长度单位可能不一样,比如一个给的是米,另一个给的是厘米。很多孩子直接代进去算,结果单位不统一,答案肯定错。做题前一定要先统一单位。

易错点3:忽略人眼高度。利用标杆测高时,人不是趴在地上看标杆的,人有一个眼睛高度。很多孩子在计算时忘了加上人眼高度,结果算出来的高度少了1.5米左右。

易错点4:对应边找错。相似三角形的对应边必须严格对应。被测物体的高度对应参考物体的高度,被测物体的影子对应参考物体的影子。找错了对应边,比例式就列错了。

易错点5:计算粗心。比例式列对了,但计算时算错了。比如H=1.6×15/2,很多孩子算成了1.6×15×2=48,那就错了。记住:除以2,不是乘以2。

五、三道典型题目精练

典型题1(基础题,利用影子测高):同一时刻,身高1.6米的小明影子长2米,一棵树的影子长15米,求这棵树的高度。

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解析:同一时刻,物体高度和影子长度成正比。设树高为h,小明身高1.6米,影子长2米,树的影子长15米。根据相似三角形,h/1.6=15/2。所以h=1.6×15/2=12米。这棵树高12米。

易错提醒:这道题最容易错的是比例式列反。很多孩子写成1.6/h=15/2,那就错了。记住:高度对高度,影子对影子。树高比人高等于树影比人影,不是人高比树高等于树影比人影。

典型题2(中档题,利用标杆测高):在地面上插一根2米高的标杆,小明站在离标杆5米的地方,眼睛离地面1.6米,他通过标杆顶端看到一棵树的顶端。已知小明离树20米,求这棵树的高度。

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解析:标杆高2米,小明眼睛高1.6米,所以标杆比小明眼睛高2减1.6等于0.4米。小明离标杆5米,离树20米,所以标杆到树的水平距离是20减5等于15米。根据相似三角形,0.4比h'等于5比15,其中h'是树顶比小明眼睛高的部分。解得h'等于0.4乘15除以5等于1.2米。所以树高等于1.6加1.2等于2.8米。

易错提醒:这道题有两个易错点。一是标杆比人眼高的部分是2减1.6等于0.4米,不是2米,很多孩子直接用2米计算。二是树高要加上人眼高度1.6米,很多孩子忘了加。这两个错误都会导致答案差很多。

典型题3(技巧题,利用镜子测高):小明把一面镜子放在离树10米的地方,他后退3米,刚好从镜子里看到树顶。已知小明眼睛高1.5米,求树的高度。

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解析:利用镜子测高的原理是光的反射定律,入射角等于反射角,所以构成的两个直角三角形相似。树高h和小明眼睛高1.5米对应,树到镜子的距离10米和人到镜子的距离3米对应。根据相似三角形,h比1.5等于10比3。所以h等于1.5乘10除以3等于5米。树高5米。

易错提醒:这道题的关键是理解镜子测高的原理。镜子反射光线,入射角等于反射角,所以树和人到镜子的连线与镜面的夹角相等,构成两个相似的直角三角形。很多孩子不知道为什么能构造相似三角形,其实就是因为入射角等于反射角。另外注意比例式:树高比人高等于树距比人距,不能列反。

写在最后

相似三角形的实际应用——测高问题,是初三数学期中考试的常考题型。解决办法很简单:先构造相似三角形,再利用对应边成比例列方程,最后计算出高度。

很多孩子觉得测高问题难,不是因为不会算,而是不知道怎么把实际问题转化成数学问题。掌握了两种测高方法(影子测高、标杆测高),再加上镜子测高的原理,这类题就是送分题。

把这篇文章里的两种测高方法、5个易错点认真过一遍,把3道典型题亲手做一遍,孩子就能在相似三角形测高这一类题上稳稳拿分。期中考试前,建议再找5到10道同类型题目练习巩固。

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