趙金龍
全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出:數(shù)學(xué)與人類(lèi)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步息息相關(guān),特別是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)學(xué)更加廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)方面.數(shù)學(xué)教育既要使學(xué)生掌握現(xiàn)代生活和學(xué)習(xí)中所需要的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能,更要發(fā)揮數(shù)學(xué)在培養(yǎng)人的理性思維和創(chuàng)新能力方面的不可替代的作用.課程內(nèi)容也包括數(shù)學(xué)結(jié)果的形成過(guò)程和數(shù)學(xué)思想方法.課程內(nèi)容的選擇要貼近學(xué)生的實(shí)際,有利于學(xué)生體驗(yàn)與理解、思考與探索.使學(xué)生理解和掌握基本的數(shù)學(xué)知識(shí)與技能、數(shù)學(xué)思想和方法,獲得基本的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).
下面結(jié)合教科書(shū)借助所學(xué)過(guò)的知識(shí),就不可度量的物體寬度、長(zhǎng)度、高度的求法作一探導(dǎo).
方法一構(gòu)造出兩個(gè)全等的三角形,利用全等三角形的對(duì)應(yīng)邊相等的原理來(lái)求不可度量的距離.
例題1(人教版新課程八年級(jí)數(shù)學(xué)(上)P9例題)如圖1,有一個(gè)池塘,要測(cè)池塘兩端A、B的距離,可先在平地上取一個(gè)可以直接到達(dá)A和B的點(diǎn)C,連接AC并延長(zhǎng)到D,使CD=CA,連接BC并延長(zhǎng)到E,使CE=CB,連接DE,那么量出DE的長(zhǎng)就是A、B的距離.為什么?
理由:在△ABC和△DEC中,
CA=CD,
∠1=∠2,
CB=CE,所以△ABC≌△DEC(SAS),所以AB=DE.
例題2(人教版新課程八年級(jí)數(shù)學(xué)(上)P13例題)如圖2,要測(cè)量池塘兩岸相對(duì)的兩點(diǎn)A、B的距離,可以在AB的垂線(xiàn)BF上取兩點(diǎn)C、D,使BC=CD,再畫(huà)出BF的垂線(xiàn)DE,使E與A、C在一條直線(xiàn)上,這時(shí)測(cè)得DE的長(zhǎng)就是AB的長(zhǎng).為什么?
理由:在Rt△ABC和Rt△EDC中,∠ABC=∠EDC=90°,
BC=CD,
∠ACB=∠ECD,
所以△ABC≌△EDC(ASA),
所以AB=DE.
方法二利用函數(shù)關(guān)系式來(lái)求出不可度量的高.
例題3(人教版新課程八年級(jí)數(shù)學(xué)(上)P76、練習(xí)T9改編)自由下落物體的高度h(單位:米)與下落時(shí)間t(單位:秒)的關(guān)系是h=4.9t2,如圖3,有一物從樓頂上自由落下,它到達(dá)地面的時(shí)間為5秒,則此建筑物的高度是多少?
解h=4.9×52=4.9×25
=122.5(米).
因此,此建筑物的高度為122.5米.
方法三構(gòu)造出兩個(gè)三角形相似,利用相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例的原理來(lái)求不可度量的距離.
例題4(人教版新課程九年級(jí)數(shù)學(xué)(下)P49例題)據(jù)史料記載,古希臘數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家泰勒斯曾利用相似三角形的原理,在金字塔影子的頂部立一根木桿,借助太陽(yáng)光線(xiàn)構(gòu)造出兩個(gè)相似三角形,來(lái)測(cè)量金字塔的高度.如圖4,木桿EF長(zhǎng) m,它的影長(zhǎng)為3 m,測(cè)得OA為201 m,求金字塔的高度BO.
解太陽(yáng)光是平行光線(xiàn),因此∠BAO=∠EDF,
又因?yàn)椤螦OB=∠DFE=90°,所以△ABO∽△DEF,
BOEF=OAFD,所以BO=OA·EFFD=201×23≈134 m.
因此金字塔的高約為134米.
例題5(人教版新課程九年級(jí)數(shù)學(xué)(下)P50例題)如圖5,為了估算河的寬度,我們可以在河對(duì)岸選定一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)P,在近岸取點(diǎn)Q和S,使點(diǎn)P、Q、S共線(xiàn)且直線(xiàn)PS與河垂直,接著在過(guò)點(diǎn)S且與PS垂直的直線(xiàn)a上選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)T,確定PT與過(guò)點(diǎn)Q且垂直P(pán)S的直線(xiàn)b的交點(diǎn)R,如果測(cè)得QS=45 m,ST=90 m,QR=60 m,求河的寬度PQ.
解因?yàn)椤螾QR=∠PST=90°,∠P=∠P,
所以△PQR∽△PST,PQPS=QRST,QPQP+45=6090,
解得PQ=90.因此河寬大約為90米.
方法四構(gòu)造出直角三角形,利用直角三角形的三角函數(shù)關(guān)系來(lái)求不可度量的距離.
例題6(人教版新課程九年級(jí)數(shù)學(xué)(下)P92例題)熱氣球的探測(cè)器顯示,從熱氣球看一棟高樓頂部的仰角為30°,看這棟高樓底部的俯角為60°,熱氣球與高樓的水平距離為120 m,這棟高樓有多高?(結(jié)果精確到0.1 m)
解如圖6所示,
α=30°,β=60°,AD=120,
因?yàn)閠anα=BDAD,tanβ=CDAD,
所以BD=ADtanα=120tan30°
=120×33=403,
所以CD=ADtanβ=120tan60°=120×3=1203,
所以BC=BD+CD=403+1203=1603≈277.1.
答:這棟樓高約為277.1 m.
例題7(人教版新課程九年級(jí)數(shù)學(xué)(下)P93例題)如圖8,一艘海輪位于燈塔P的北偏東65°方向,距離燈塔80海里的A處,它沿正南方向航行一段時(shí)間后,到達(dá)位于燈塔P的南偏東34°方向的B處,這時(shí),海輪所在的B處距離燈塔P有多遠(yuǎn)?(精確到0.01海里)
解如圖7,過(guò)P點(diǎn)作PC⊥AB,垂足為C.
在Rt△APC中,
PC=PAcos(90°-65°)=80cos25°≈80×0.91=72.8.
在Rt△BPC中,∠B=34°,因?yàn)閟inB=PCPB,
所以PB=PCsinB=72.8sin34°≈72.80.559≈130.23.
答:這時(shí),海輪所在的B處距離燈塔P約有130.23海里.