定义 利用平行线分线段成比例定理,计算平行投影中物体高度或影子长度的数学方法。
从哪来 它建立在平行线分线段成比例定理之上。
为什么 在平行投影(如阳光照射)中,光线是平行的。当两个物体垂直于地面站立时,它们与各自的地面影子分别构成两个直角三角形。由于光线平行,这两个直角三角形的对应角相等(光线与地面的夹角相同),因此这两个三角形相似。根据相似三角形性质(即平行线分线段成比例定理的推论),对应边成比例,即“物高/影长”为定值。
适合:直观形象型学生**
**讲法:生活类比法**
1. **场景引入
问学生“为什么中午影子短,早晚影子长?”
2.
模型构建:用两根不同长度的铅笔垂直立在桌面上,用手电筒(模拟平行光)照射。
3.
观察发现:让学生测量两根铅笔的高度 $h_1, h_2$ 和影子长度 $s_1, s_2$。
4.
引导结论:计算 $h_1/s_1$ 和 $h_2/s_2$,发现比值相等。强调“光线平行”是前提,如果光线不平行(如点光源),比值就不相等。
适合:逻辑推理型学生**
**讲法:几何证明法**
1. **画图
画出两个直角三角形 $\triangle ABC$ 和 $\triangle DEF$,其中 $AC \perp BC, DF \perp EF$(物体垂直地面),$AB \parallel DE$(光线平行)。
2.
推导:
- 因为 $AB \parallel DE$,所以 $\angle ABC = \angle DEF$(同位角相等)。
- 又因为 $\angle C = \angle F = 90^\circ$。
- 所以 $\triangle ABC \sim \triangle DEF$。
3.
应用:由相似得 $\frac{AC}{BC} = \frac{DF}{EF}$,即 $\frac{\text{物高}_1}{\text{影长}_1} = \frac{\text{物高}_2}{\text{影长}_2}$。
4.
强调:这是平行线分线段成比例定理在直角三角形中的具体应用。
适合:计算熟练型学生**
**讲法:公式速算法**
1. **核心公式
直接给出公式 $\frac{H_1}{S_1} = \frac{H_2}{S_2}$。
2.
变量定义:$H$ 代表垂直高度,$S$ 代表水平影长。
3.
解题步骤:
- 第一步:确认是否为平行投影(阳光、平行光)。
- 第二步:确认物体是否垂直于地面(若倾斜,需先求垂直高度或改用其他方法)。
- 第三步:代入已知量,交叉相乘求解未知量。
4.
口诀:“同光同地,高影成比”。