第6章 图形的相似
6.7 第1课时 平行投影
知识点 平行投影
1.把一个正六棱柱如图6-7-1摆放,光线由上向下照射这个正六棱柱时的正投影是( )
图6-7-1
图6-7-2
2.某校数学兴趣小组为测量学校旗杆AC的高度,在点F处竖立一根长为1.5 m的标杆DF,如图6-7-3所示,量出DF的影子EF的长度为1 m,同时再量出旗杆AC的影子BC的长度为6 m,那么旗杆AC的高度为( )
A.6 m B.7 m C.8.5 m D.9 m
图6-7-3
图6-7-4
3.2018·临沂 如图6-7-4,利用标杆BE测量建筑物的高度.已知标杆BE的高为1.2 m,测得AB=1.6 m,BC=12.4 m,则建筑物CD的高是( )
A.9.3 m B.10.5 m C.12.4 m D.14 m
4.小川和爸爸到公园散步,小川的身高是160 cm,爸爸的身高是180 cm,在同一时刻下,小川的影长为80 cm,则此时爸爸的影长为________cm.
5.2017·兰州 如图6-7-5(示意图),小明为了测量一凉亭的高度AB(顶端A到水平地面BD的距离),在凉亭的旁边放置一个与凉亭台阶BC等高的台阶DE(DE=BC=0.5米,A,B,C三点共线),把一面镜子水平放置在台阶上的点G处,测得CG=15米,然后沿直线CG后退到点E处,这时恰好在镜子里看到凉亭的顶端A,测得EG=3米,小明的身高FE=1.6米,则凉亭的高度AB为________米.
图6-7-5
6.如图6-7-6(示意图),小磊利用标杆测量学校旗杆的高度,已知标杆的高度CD=3 m,标杆与旗杆的水平距离BD=15 m,人的眼睛与地面的高度EF=1.6 m,人与标杆CD的水平距离DF=2 m,求旗杆AB的高度.
图6-7-6
7.阳光通过窗口照射到室内,在地面上留下2.7 m宽的亮区(如图6-7-7所示),已知亮区到窗口下的墙脚的距离EC=8.7 m,窗口高AB=1.8 m,求窗口底边离地面的高BC.
图6-7-7
8.小明想利用阳光下物体的影长测量学校旗杆AB的高度,如图6-7-8,他在某一时刻在地面上竖立一个2米长的标杆CD,测得其影长DE=0.4米.
(1)请在图中画出此时旗杆AB在地面上的影长BF;
(2)如果BF=1.2米,求旗杆AB的高.
图6-7-8
9.为了加强视力保护意识,小明要在书房里挂一张视力表.由于书房空间狭小,他想根据测试距离为5 m的大视力表制作一个测试距离为3 m的小视力表.如图6-7-9(示意图),如果大视力表中“E”的高度是3.5 cm,那么小视力表中相应“E”的高度是( )
A.3 cm B.2.5 cm C.2.3 cm D.2.1 cm
图6-7-9
图6-7-10
10.如图6-7-10所示,为了测量一棵树AB的高度,测量者在点D处竖立一根高CD=2 m的标杆,现测量者从点E处可以看到杆顶C与树顶A在同一直线上.如果测得BD=5 m,FD=1 m,EF=1.8 m,那么树的高度为________.
11.如图6-7-11,某一时刻,旗杆AB的影子一部分在地面上,另一部分在建筑物的墙面上.小丽测得旗杆AB在地面上的影长BC为9.6 m,在墙面上的影长CD为2 m.同一时刻,小丽又测得直立于地面上长1 m的标杆的影长为1.2 m.请你帮助小丽求出旗杆AB的高度.
图6-7-11
12.如图6-7-12(示意图),在一个长40 m、宽30 m的长方形小操场上,王刚从点A出发,沿着A→B→C的路线以3 m/s的速度跑向C地.当他出发4 s后,张华有东西需要交给他,就从A地出发沿王刚走的路线追赶,当张华跑到距B地2 m的D处时,他和王刚在阳光下的影子恰好重叠在同一条直线上.此时,A处一根电线杆在阳光下的影子恰好落在对角线AC上.
(1)求他们的影子重叠时,两人相距多少米(DE的长);
(2)求张华追赶王刚的速度是多少(精确到0.1 m/s).
图6-7-12
13.在某一时刻测得一根长为1 m的竹竿的影长为0.8 m,同时测得一棵树落在地面上的影长为2.4 m,落在坡面上的影长为3.2 m(如图6-7-13),此时身高是1.6 m的小明站在坡面上,影子也都落在坡面上,测得他的影长为2 m.求树的高度.
图6-7-13
/ 教 师 详 解 详 析 /
第6章 图形的相似
6.7 第1课时 平行投影
1.A 2.D
3.B [解析] 由题意知BE∥CD,∴△ABE∽△ACD,∴=,即=,解得CD=10.5(m).故选B.
4.90
5.8.5 [解析] 根据光的反射原理,∴∠AGC=∠FGE.又∠FEG=∠ACG=90°,∴△FEG∽△ACG,∴=,从而=,∴AC=8米,∴AB=AC+BC=8.5米.
6.解:过点E作EH⊥AB于点H,交CD于点G,则△ECG∽△EAH,
∴=,即=,
∴AH=11.9 m,
∴AB=AH+HB=AH+EF=11.9+1.6=13.5(m).
答:旗杆AB的高度为13.5 m.
7.解:∵AE∥BD,∴△DCB∽△ECA,
∴=.
∵EC=8.7 m,ED=2.7 m,
∴CD=6 m.
∵AB=1.8 m,∴AC=BC+1.8 m,
∴=,∴BC=4 m.
答:窗口底边离地面的高BC为4 m.
8.解:(1)如图所示.
(2)∵AF∥CE,
∴∠AFB=∠CED.
又∵∠ABF=∠CDE=90°,
∴△ABF∽△CDE,
∴=,
解得AB=6米.
答:旗杆AB的高为6米.
9.D [解析] 如图,由题意得CD∥AB,∴=.
∵AB=3.5 cm,BE=5 m,DE=3 m,∴=,
∴CD=2.1 cm.故选D.
10.3 m
[解析] 如图,过点E作EH⊥AB于点H,交CD于点G,则CG=CD-EF=0.2 m,EG=FD=1 m,EH=BF=BD+FD=6 m.易知△CEG∽△AEH,则=,即=,
∴AH=1.2 m,
∴AB=AH+BH=AH+EF=3 m,
即树的高度为3 m.
11.解:如图,过点D作DE⊥AB于点E.
∵EB⊥BC,DC⊥BC,
∴四边形BCDE为矩形,
∴DE=BC=9.6 m,BE=DC=2 m.
∵同一时刻物高与影长成比例,
∴=,解得AE=8,
∴AB=8+2=10(m).
答:旗杆AB的高度为10 m.
12.解:(1)由题意得DE∥AC,所以△BDE∽△BAC,所以BE∶BC=BD∶BA,则求得BE=2 m.在Rt△DBE中,由勾股定理,得DE= m,即他们影子重叠时,两人相距 m.
(2)王刚到点E时共跑了40+2=42(m),由于他的速度是3 m/s,所以当他跑到点E时用时14 s,也就是说张华从点A到点D用了10 s,≈3.7(m/s),所以张华的速度约是3.7 m/s.
13.解:如图,设AB为树的高度,BC为树落在地面上的影子,
CD为树落在坡面上的影子,则BC=2.4 m,CD=3.2 m.
作过点A,C的一束平行光线AD,EC,EC交AB于点E,作CF⊥BC于点C,交AD于点F,易知四边形AECF是平行四边形,∴AE=CF.
由题意得=,解得BE=3 m,
=,解得CF=2.56 m,
∴AB=AE+BE=CF+BE=5.56 m.
答:树的高度为5.56 m.
[6.7 第1课时 平行投影]
一、选择题
1.小兵身高1.4 m,他的影长是2.1 m,若此时学校旗杆的影长是18 m,则旗杆的高度是( )
A.9 m B.11 m C.12 m D.27 m
2.2018·临沂如图K-23-1,利用标杆BE测量建筑物的高度.已知标杆BE高1.2 m,测得AB=1.6 m,BC=12.4 m.则建筑物CD的高是( )
图K-23-1
A.9.3 m B.10.5 m
C.12.4 m D.14 m
二、填空题
3.如图K-23-2,在体育课上,甲、乙两名同学分别站在C,D的位置时,乙的影子恰好在甲的影子里边(乙的影子的顶端正好与甲的影子的顶端重合).已知甲、乙两同学相距1米,甲身高1.8米,乙身高1.5米,则甲的影长是________米.
图K-23-2
4.如图K-23-3,在斜坡的顶部有一铁塔AB,B是CD的中点,CD是水平的.在阳光的照射下,塔影DE留在坡面上.已知铁塔底座宽CD=12 m,塔影长DE=18 m,小明和小华的身高都是1.6 m,同一时刻,小明站在点E处,影子在坡面上,小华站在平地上,影子也在平地上,两人的影长分别为2 m和1 m,那么塔高AB为________.
图K-23-3
三、解答题
5.如图K-23-4,AB和DE是直立在地面上的两根立柱.AB=4 m,某一时刻AB在阳光下的投影BC=3 m.
(1)请你在图中画出此时DE在阳光下的投影.
(2)在测量AB的投影时,同时测量出DE在阳光下的投影长为8 m,请你计算DE的长.
图K-23-4
实践操作某校九年级数学兴趣小组运用相似三角形的有关知识,运用两种方法测量学校操场南侧旗杆AB的高度.
(1)小丽同学站在旗杆顶端A在地面上的影子C处,此时小丽同学头顶D的影子在地面上的E处,示意图如图K-23-5①所示.若小丽同学身高(DC)1.65 m,小丽同学的影长CE=1.1 m,旗杆的影长BC=12 m.利用得到的数据,请你帮助数学兴趣小组求出旗杆AB的高度;
(2)小亮同学在旗杆AB与他之间的地面上平放一面小镜子,在镜子的C(旗杆顶端A的影子)处做上一个标记,BC=15 m,小亮同学看着镜子前后移动,直到看到旗杆顶端A在镜子中的像与镜子上的标记C重合,停止移动(示意图如图②).此时小亮同学站在E处,CE=1.4 m,眼睛D观察镜子时距离地面的高度DE=1.68 m.利用得到的数据,请你帮助数学兴趣小组求出旗杆AB的高度.(友情提示:将两图中的人物看作垂直于地面的线段,不用再画线作图)
图K-23-5
详解详析
[课堂达标]
1.[解析] C 设旗杆的高度为x m.
根据题意,得=,
解得x=12,
即旗杆的高度为12 m.
故选C.
2.[解析] B 由题意知BE∥CD,
∴△ABE∽△ACD,
∴=,即=,
解得CD=10.5(m).
3.[答案] 6
[解析] 设乙的影长AD=x米,由图形可知△ADE∽△ACB,由AC=(x+1)米,BC=1.8米,DE=1.5米,可得=,
解得x=5,所以AC=1+5=6(米).
4.[答案] 24 m
[解析] 根据题意,可知塔高AB的影长是由平地上的影长BD和坡面上的影长DE组成的.因此,设塔影DE所对应的塔高为x m,则=,解得x=14.4.
设塔影BD所对应的塔高为y m,则=,
解得y=9.6.
因此,塔高AB=14.4+9.6=24(m).
5.解:(1)连接AC,过点D作DF∥AC,交直线BC于点F,则线段EF即为DE的投影.
(2)∵AC∥DF,
∴∠ACB=∠DFE.
又∵∠ABC=∠DEF=90°,
∴△ABC∽△DEF,
∴AB∶DE=BC∶EF.
∵AB=4 m,BC=3 m,EF=8 m,
∴4∶DE=3∶8,
∴DE= m.
[素养提升]
[解析] (1)先根据相似三角形的判定定理得出△ABC∽△DCE,再由相似三角形的对应边成比例即可得出AB的长;(2)同(1),先得出△ABC∽△DEC,再由相似三角形的对应边成比例即可得出AB的长.
解:(1)在Rt△ABC和Rt△DCE中,
∵∠ABC=∠DCE=90°,∠ACB=∠DEC,
∴△ABC∽△DCE,
∴=,
即=,解得AB=18 m.
∴旗杆AB的高度是18 m.
(2)在Rt△ABC和Rt△DEC中,
∵∠ABC=∠DEC=90°,∠ACB=∠DCE,
∴△ABC∽△DEC,
∴=,即=,解得AB=18 m.
∴旗杆AB的高度是18 m.
[点评] 本题考查的是相似三角形在实际生活中的应用,熟知相似三角形的对应边成比例是解答此题的关键.
第6章 图形的相似
6.7 第2课时 中心投影
知识点 中心投影
1.如图6-7-14,点光源P在横杆AB的正上方,AB在灯光下的影子为CD,AB∥CD,AB=2 m,CD=6 m,点P到CD的距离是2.7 m,则AB与CD之间的距离为( )
A.0.9 m B.1.8 m C.2.4 m D.3 m
图6-7-14
图6-7-15
2.如图6-7-15(示意图),小明用一个小尺测量电线杆的高度,他站在距电线杆水平距离约为40米的地方,把手臂向前伸直,小尺竖直,看到尺上长为12厘米的线段恰好遮住电线杆,已知臂长约为60厘米,则电线杆的高度约为( )
A.6米 B.7米 C.8米 D.9米
3.小明在一次军事夏令营活动中,进行打靶训练,在用枪瞄准目标点B时,要使眼睛O、准星A、目标B在同一条直线上,如图6-7-16(示意图)所示,在射击时,小明有轻微的抖动,致使准星A偏离到A′.若OA=0.2米,OB=40米,AA′=0.0015米,则小明射击到的点B′偏离目标点B的长度BB′为( )
A.3米 B.0.3米 C.0.03米 D.0.2米
图6-7-16
图6-7-17
4.如图6-7-17,放映幻灯片时,通过光源,把幻灯片上的图形放大到屏幕上.若光源到幻灯片的距离为20 cm,到屏幕的距离为60 cm,且幻灯片中的图形的高度为6 cm,则屏幕上图形的高度为________ cm.
5.如图6-7-18(示意图),丁轩同学在晚上由路灯AC走向路灯BD,当他走到点P时,发现身后他影子的顶部刚好接触到路灯AC的底部,当他向前再步行20 m到达点Q时,发现身前他影子的顶部刚好接触到路灯BD的底部,已知丁轩同学的身高是1.5 m,两个路灯的高度都是9 m,则两路灯之间的距离是________m.
图6-7-18
图6-7-19
6.如图6-7-19,路灯距离地面8米,身高1.6米的小明站在距离灯的底部(点O)20米的A处,则小明的影子AM的长为________米.
7.如图6-7-20,在宽为24米的马路两侧各竖立一根高度相同的灯杆AB,CD.当小明站在点N处时,在灯C的照射下,小明的影长正好为NB,在灯A的照射下小明的影长NE=2米,试确定小明距路灯CD的距离.
图6-7-20
8.如图6-7-21,小军、小珠之间的距离为2.7 m,他们在同一盏路灯下的影长分别为1.8 m,1.5 m,已知小军、小珠的身高分别为1.8 m,1.5 m,则路灯的高为________m.
图6-7-21
9.一天晚上,李明和张龙利用灯光下的影子长来测量一路灯D的高度.如图6-7-22,当李明走到点A处时,张龙测得李明直立时的身高AM与影子长AE正好相等;接着李明沿AC方向继续向前走,走到点B处时,李明直立时的身高BN的影子恰好是线段AB,并测得AB=1.25 m,已知李明直立时的身高为1.75 m,求路灯的高CD.(结果精确到0.1 m)
图6-7-22
10.如图6-7-23所示,在距离墙20 m处有一路灯(AB),当身高为1.70 m的小亮(CD)距离墙15 m时,影长(GD)为1 m,则当小亮处于什么位置时,他的影子刚好不落在墙上?
图6-7-23
11.如图6-7-24,身高1.6米的小明从距路灯的底部(点O)20米的点A沿AO方向行走14米到达点C处,小明在点A处时,头顶B在路灯投影下形成的影子落在M处.
(1)已知灯杆垂直于路面,试标出路灯P的位置和小明在C处时,头顶D在路灯投影下形成的影子N的位置;
(2)若路灯(点P)距地面8米,小明从A到C时,影子的长度是变长了还是变短了?变长或变短了多少米?
图6-7-24
12.2017·江阴市月考 学习投影后,小明、小颖利用灯光下自己影子的长度来测量一路灯的高度,并探究影子长度的变化规律.如图6-7-25,在同一时间,身高为1.6 m的小明(AB)的影子BC长是3 m,而小颖(EH)刚好在路灯灯泡的正下方点H处,并测得HB=6 m.
(1)请在图中画出形成影子BC的光线,并确定路灯灯泡所在的位置G;
(2)求路灯灯泡的垂直高度GH;
(3)如果小明沿线段BH向小颖(点H)走去,当小明走到BH的中点B1处时,其影子长为B1C1;当小明继续走剩下路程的到B2处时,其影子长为B2C2;当小明继续走剩下路程的到B3处时,其影子长为B3C3,…,按此规律继续走下去,当小明走剩下路程的到Bn处时,其影子BnCn的长为________m(用含n的代数式表示).
图6-7-25
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第6章 图形的相似
6.7 第2课时 中心投影
1.B
2.C [解析] 由图中的两个锐角三角形相似得电线杆的长为=8(米),
∴电线杆的高度约为8米.故选C.
3.B [解析] 根据△OBB′∽△OAA′,得出=.∵OA=0.2米,OB=40米,AA′=0.0015米,∴=,∴BB′=0.3米.
4.18 [解析] 设屏幕上的图形的高度是x cm,则=,解得x=18.
5.30 [解析] ∵MP∥BD,∴=.同理,=.∵AC=BD,MP=NQ,∴AP=BQ.设AP=BQ=x,则AB=2x+20.∵NQ∥AC,∴△BQN∽△BAC,∴=,即=,解得x=5,则两路灯之间的距离是2×5+20=30(m).
6.5 [解析] 根据题意,可得△MBA∽△MCO,
∴=,即=,则=,
解得AM=5.
∴小明的影长为5米.
7.解:∵MN⊥BD,AB⊥BD,CD⊥BD,
∴AB∥MN∥CD,
∴△EMN∽△EAB,△BMN∽△BCD,
∴=,=.
∵AB=CD,
∴=.
∵BD=24米,NE=2米,
∴=,解得BN=6米(负值已舍去),∴ND=24-6=18(米).
答:小明距路灯CD的距离是18米.
8.3 [解析] 如图,由题意知EC=MC=1.8 m,FD=ND=1.5 m,∴△ECM和△FDN都是等腰直角三角形,∴△AEF是等腰直角三角形,
∴∠EAB=∠FAB=45°,∴AB=BE=BF.
设路灯的高AB为x m,
则BD=x-1.5,BC=x-1.8.又CD=2.7,
∴x-1.5+x-1.8=2.7,解得x=3.
故答案为3.
9.解:设CD的长为x m,
∵AM⊥EC,CD⊥EC,BN⊥EC,AE=AM,
∴AM∥CD∥BN,EC=CD=x m,
∴△ABN∽△ACD,
∴BN∶CD=AB∶AC,
即1.75∶x=1.25∶(x-1.75),
解得x=6.125≈6.1.
答:路灯的高CD约为6.1 m.
10.解:如图,设小亮在EF处时影子刚好不落在墙上.
由题意,得BO=20 m,DO=15 m,GD=1 m,CD=EF=1.7 m,BG=(BO-DO)+GD=(20-15)+1=6(m).
因为AB⊥BF,CD⊥BF,
所以AB∥CD,
所以△ABG∽△CDG,
则=,
所以=,
解得AB=10.2.
因为AB⊥BF,EF⊥BF,
所以AB∥EF,所以△ABO∽△EFO,
则=,所以=,
解得FO=,
所以小亮在距离墙 m处时,他的影子刚好不落在墙上.
11.解:(1)如图所示.
(2)设小明在A处时影长AM为x米,在C处时影长CN为y米,由=,解得x=5;
由=,解得y=1.5.
∴x-y=5-1.5=3.5,
∴小明从A到C时,影子的长度变短了,变短了3.5米.
12.解:(1)如图:
(2)由题意得△ABC∽△GHC,
∴=,∴=,解得GH=4.8(m).
答:路灯灯泡的垂直高度GH是4.8 m.
(3)易得△A1B1C1∽△GHC1,
∴=,而HC1=HB1+B1C1=HB+
B1C1,
则==,
同理==,
∴=,解得BnCn=.
故答案为.
[6.7 第2课时 中心投影]
一、选择题
1.晚上,小明出去散步,在经过一盏路灯时,他发现自己的影子是( )
A.变长 B.变短
C.先变长后变短 D.先变短后变长
2.小明在一次军事夏令营活动中,进行打靶训练,在用枪瞄准目标点B时,要使眼睛O、准星A、目标B在同一条直线上,示意图如图K-24-1所示,在射击时,小明有轻微的抖动,致使准星A偏离到A′.若OA=0.2米,OB=40米,AA′=0.0015米,则小明射击到的点B′偏离目标点B的长度BB′为( )
图K-24-1
A.3米 B.0.3米 C.0.03米 D.0.2米
二、填空题
3.在物理课上,同学们曾学过小孔成像:在较暗的屋子里,把一支点燃的蜡烛放在一块半透明的塑料薄膜前面,在它们之间放一块钻有小孔的纸板,由于光沿直线传播,塑料薄膜上就出现了蜡烛火焰倒立的像,这种现象就是小孔成像(如图K-24-2①).如图②,如果火焰AB的高度是2 cm,倒立的像A′B′的高度为5 cm,蜡烛火焰根B到小孔O的距离为4 cm,则火焰根的像B′到O的距离是________cm.
图K-24-2
4.某水平地面上建筑物的高度为AB,在点D和点F处分别竖立高是2米的标杆CD和EF,两标杆相隔52米,并且建筑物AB、标杆CD和EF在同一竖直平面内,示意图如图K-24-3.从标杆CD后退2米到点G处,在G处测得建筑物顶端A、标杆顶端C在同一条直线上;从标杆EF后退4米到点H处,在H处测得建筑物顶端A和标杆顶端E在同一直线上,则建筑物的高是________米.
图K-24-3
三、解答题
5.如图K-24-4,王华同学在晚上由路灯AC走向路灯BD,当他走到点P处时,发现他身后影子的顶部刚好接触到路灯AC的底部.当他向前步行12 m到达点Q时,发现他身前影子的顶部刚好接触到路灯BD的底部.已知王华同学的身高是1.6 m,两个路灯的高度都是9.6 m.
(1)求两个路灯之间的距离;
(2)当王华同学走到路灯BD处时,他在路灯AC下的影子长是多少?
图K-24-4
晚上,小亮在广场上乘凉,图K-24-5中线段AB表示站立在广场上的小亮,线段PO表示直立在广场上的灯杆,点P表示照明灯.
(1)请你在图K-24-5中画出小亮在照明灯P照射下的影子;
(2)如果灯杆PO=12 m,小亮身高AB=1.6 m,小亮与灯杆的距离OB=13 m.请求出小亮影子的长度.
图K-24-5
详解详析
[课堂达标]
1.D
2.[解析] B △OAA′∽△OBB′.
3.[答案] 10
[解析] 设蜡烛火焰根B到小孔O的距离为h1,火焰根的像B′到O的距离为h2,则h1=4 cm.
∵AB∥A′B′,∴△ABO∽△A′B′O,
则=,即=,
解得h2=10 cm.
故答案为10.
4.[答案] 54
[解析] 设建筑物的高为x米,根据题意易得△CDG∽△ABG,∴=.∵CD=DG=2,∴BG=AB=x,再由△EFH∽△ABH可得=,即=,∴BH=2x,即BD+DF+FH=2x,即x-2+52+4=2x,解得x=54,故答案为54.
5.解:(1)由题意易得△BNQ∽△BCA,
∴=.
设AP=BQ=x m,则=,
解得x=3,∴AB=18 m.
答:两个路灯之间的距离为18 m.
(2)当王华走到路灯BD处时,他在路灯AC下的影长是3.6 m.
[素养提升]
解:(1)如图所示,线段BC就是小亮在照明灯P照射下的影子.
(2)在△CAB和△CPO中,
∵∠ACB=∠PCO,∠ABC=∠POC=90°,
∴△CAB∽△CPO,∴=,
即=,解得BC=2.
答:小亮影子的长度为2 m.