题目内容
【题目】小明和几位同学做手的影子游戏时,发现对于同一物体,影子的大小与光源到物体的距离有关.因此,他们认为:可以借助物体的影子长度计算光源到物体的位置.于是,他们做了以下尝试.
(1)如图①,垂直于地面放置的正方形框架ABCD,边长AB为30cm,在其正上方有一灯泡,在灯泡的照射下,正方形框架的横向影子A′B,D′C的长度和为6cm.那么灯泡离地面的高度为 .
(2)不改变①中灯泡的高度,将两个边长为30cm的正方形框架按图②摆放,请计算此时横向影子A′B,D′C的长度和为多少?
(3)有n个边长为a的正方形按图③摆放,测得横向影子A′B,D′C的长度和为b,求灯泡离地面的距离.(写出解题过程,结果用含a,b,n的代数式表示)
【答案】(1)180cm (2)12 cm (3)
【解析】试题分析:(1)设灯泡的位置为点P,易得△PAD∽△PA′D′,设出所求的未知数,利用相似三角形的对应边的比等于对应高的比,可得灯泡离地面的高度;
(2)同法可得到横向影子A′B,D′C的长度和;
(3)按照相应的三角形相似,利用相似三角形的对应边的比等于对应高的比,用字母表示出其他线段,即可得到灯泡离地面的距离.
解:(1)设灯泡离地面的高度为xcm,
∵AD∥A′D′,
∴∠PAD=∠PA′D′,∠PDA=∠PD′A′.
∴△PAD∽△PA′D′.
根据相似三角形对应高的比等于相似比的性质,可得,
∴=,
解得x=180.(4分)
(2)设横向影子A′B,D′C的长度和为ycm,
同理可得∴=,
解得y=12cm;(3分)
(3)记灯泡为点P,如图:
∵AD∥A′D′,∴∠PAD=∠PA′D′,∠PDA=∠PD′A′.
∴△PAD∽△PA′D′.
根据相似三角形对应高的比等于相似比的性质,可得(1分)
(直接得出三角形相似或比例线段均不扣分)
设灯泡离地面距离为x,由题意,得PM=x,PN=x﹣a,AD=na,A′D′=na+b,
∴=1﹣
=1﹣
x=(1分).