生活中的“几何图形”
在科技高速发展的时代,几何图形已经成了生活中的“常客”,而等腰三角形、直角三角形、平行四边形、矩形、菱形、正方形、等腰梯形等几何图形与我们的生活息息相关. 如红领巾、菱形的衣帽架等.
同学们,你们是否曾留意下面的生活问题,是在用上面的这些几何图形的相关性质或判定解答的吗?让我们一起来体验数学在生活中的价值.
例1 如图1,舞台的背景形状是两个直角三角形,工作人员想知道这两个直角三角形是否全等,但每个三角形都有一条直角边被花盆遮住无法测量.
(1) 你能帮他想个办法吗?你这样做的依据是什么?
(2) 如果他只带了一个卷尺来,能完成这个任务吗?
【解析】(1) 测量一边和一个锐角,由AAS或ASA可以推得全等;测量两边及夹角,由SAS可以推得全等. (2) 用卷尺测量可以量的两条边,即一条为直角边、另一条为斜边,由HL可以推得全等.
这个生活中的问题,是考察对直角三角形全等的判定的理解,直角三角形的全等不仅可以用对一般三角形全等适用的方法,如SSS、SAS、AAS或ASA,还有它本身的特殊性具备的全等判定方法:HL.
例2 如图2,两根长度为12米的绳子,一端系在旗杆上,另一端分别固定在地面的两个木桩上,两个木桩离旗杆底部的距离相等吗?请说明理由.
【解析】由等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高互相重合,易推得相等.
例3 在路、桥衔接的地方,或休闲小广场,往往铺一大片平行四边形的地砖,这样可以引起过往车辆的驾驶员的注意,还可以增大摩擦力,你知道它能平铺地面的原因吗?
【解析】由平行四边形的邻角互补,易得到它可以密铺(多边形无缝隙无重叠的铺成一片). 又由于它的对边相等,所以铺成后缝线整齐.
例4 小华在某风景区的商店里购买纪念品时,看到一块真丝方巾,非常想买,但她在将方巾拿起来横看、竖看时,感觉方巾不是正方形的. 售货员似乎看出了她的疑虑,马上将方巾拿过去. 他捏住一组对角的两个顶点,折成一条缝让小华观察缝线两旁的两个三角形是否重合;然后又捏住另一组对角的两个顶点,折成一条缝,再让小华观察缝线两旁的两个三角形是否重合. 小华看两次都重合,于是付款买了真丝方巾. 你认为小华买的这块方巾一定是正方形吗?售货员的检验方法可靠吗?
【解析】根据售货员的方法,说明这块纱巾的四条边都相等,两组对角分别相等,这只能保证纱巾是菱形,并不能保证它是正方形. 要保证纱巾是正方形,用折叠的方法,只要再说明一个角是直角就行了. 将相邻两个角的顶点重合、抹平,则这两个角有一边重合,观察角的另一边,如果也重合,那么这两个角相等且互为补角,所以这两个角都是直角,从而能说明这块纱巾是正方形的.
这是一道立意新颖的情景性习题,充满浓厚的生活气息,它强化了对文字、图形、符号语言的理解,并能将生活实际问题纯数学化,建立相应的数学模型,来解决问题. 它容易让我们感受到数学来源于生活,又能指导我们的生产生活.
下面给出与生活有关的几个问题,供同学们练习用:
1. 某游乐场安装滑梯设备,有两个长度相同的滑梯,如图4所示,左边滑梯的高度AC与右边滑梯水平方向的长度DF相等,那么安装师傅对两个滑梯的倾斜角∠ABC和∠DFE的大小有什么要求?请说明理由.
2. 如图5是十堰市郧县汉江斜拉桥的剖面图. BC是桥面,AD是桥墩,设计大桥时工程师要求斜拉的钢绳AB等于AC. 大桥建成后,工程技术人员要对大桥质量进行验收,由于桥墩AD很高,无法直接测量钢绳AB、AC的长度. 请你用三种方法检验AB、AC的长度是否相等. (检验工具为刻度尺、量角器;检验时,人只能站在桥面上)
3. 身边没有量角器时,怎样得到一些特定度数的角呢?动手操作有时可以解“燃眉之急”. 如图6,已知矩形纸片ABCD(矩形纸片要足够长),我们按如下步骤操作可以得到一个特定的角:
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