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【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)不改变图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)x=180(2)y=12cm;(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,

ADA′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:

ADA′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).

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∴∠BAE= (两直线平行,内错角相等)

∵∠1=2

∴∠BAE1=

MAE=

(内错角相等,两直线平行)

∴∠M=N(两直线平行,内错角相等)

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