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从“测量旗杆高度”探究相似三角形的实际应用

数学定理不是课本上的“冰冷文字”,而是从实践中总结、用逻辑验证的“工具”,只要多思考、多应用,就能真正让数学“活”起来。“如何测量一根旗杆有多高?”为了研究这个问题,我们利用课本里的几何图形,组成探究…

数学定理不是课本上的“冰冷文字”,而是从实践中总结、用逻辑验证的“工具”,只要多思考、多应用,就能真正让数学“活”起来。如何测量一根旗杆有多高?”为了研究这个问题,我们利用课本里的几何图形,组成探究小组,带着卷尺、量角器在校园里反复实验,不仅算出了旗杆高度,更真切感受到了数学“从课本到生活”的连接

从课堂知识到实践思路:相似三角形的“测量逻辑”

要解决“测旗杆高度”的问题,得先回到课本里的核心知识——相似三角形。那怎么把旗杆和相似三角形联系起来呢?我看着阳光下自己的影子突然想到:旗杆和它的影子、我和我的影子,不就能构成两个三角形吗?晴天时,太阳光线可以看作是平行的,所以旗杆顶端到影子顶端的连线,和我头顶到影子顶端的连线,形成的夹角是相等的;而旗杆和地面垂直,我站在地面上也是垂直的,这就有了两个直角。这样一来,“旗杆-旗杆影子”和“我-我的影子”就组成了两个相似的直角三角形!

老师肯定了这个思路:设旗杆高度为h,旗杆影子长度为L;我的身高为a,我的影子长度为l。因为两个三角形相似,对应边成比例,只要测出L、a、l,就能算出h。这个公式看起来简单,却藏着“用已知量求未知量”的数学智慧。

校园实验:从“纸上公式”到“实地测量”

确定了思路,我们就开始准备实验。卷尺用来量长度,量角器备用,还有笔记本记录数据。实验选在下午两节课后,这时候阳光角度合适,测量起来更方便。

第一次测量时,我们就遇到了小问题:旗杆的影子顶端不太好确定。我们先量出底座到影子最边缘的距离,接着我站在旗杆旁边的空地上,让同学量我的身高最后量我的影子长度,从脚尖到头顶影子的尖端,反复量了三次,分别是1.2米、1.18米、1.22米,取平均值1.2米。把数据代入公式算出h = 11.7米。为了验证这个结果准不准,我们又用了另一种相似三角形的方法——“标杆法”:在旗杆前10米处立一根1米高的标杆,从标杆顶端看旗杆顶端,记录视线与地面的交点位置,再用相似三角形比例计算,算出来结果是11.5米,两次误差不到0.2米,说明第一次测量是可信的。

实验时还发现一个细节:如果人站得离旗杆太近,影子会和旗杆影子重叠,测量就不准了;要是阳光太刺眼,影子边缘模糊,就得多次测量取平均。这些都是课本里没写的“实践经验”,却让我更明白“数学实验要严谨”。

知识延伸:相似三角形的“更多可能”

解决了旗杆测量问题后,我们又试着用相似三角形测教学楼的高度。这次我们用“镜面反射”:在地面放一面镜子,人站在镜子和教学楼之间,调整位置直到从镜子里能看到教学楼顶端。这时候,镜子里的反射角等于入射角,又能构成两个相似三角形——教学楼高度、镜子到教学楼的距离,和我的身高、我到镜子的距离,依然成比例。算出来教学楼高约15.3米,实际高度15米相比,误差很小!

数学不是孤立的公式,而是连接“抽象规律”和“实际问题”的桥梁。这次“测旗杆高度”的探究,让我对相似三角形有了深刻的认识。当我拿着卷尺在校园里跑前跑后,看着公式里的字母变成实实在在的数字时,才真正懂了数学应用的意义。

(钟祥市胡集镇第三初级中学七年级一班 袁可欣 指导教师 陈瑞雪)

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