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利用相似三角形作簡易測量 之前單元的回顧 在上次的課程中,我們用AAA、AA、 SAS、SSS等性質來判別兩個三角形 是否相似。以下則進一步探討,兩 相似三角形的對應邊與對應高、對 應角平分線、對應中線之間的關係, 及對應邊與面積的關係。 相似三角形對應邊的比=對應高的 比 如圖,△ABC∼△A‘B’C‘ ,且 AD BC 於D點, A' D ' B 'C ' 於D 點,試說明 BC :B 'C ' =AD : A ' D '。 (1)∵△ABC∼△A'B'C', ' B ' BC ' ∴∠B=∠B', AB : A= : B 'C---- ' (2)∵ AD BC且 A' D ' B 'C, ∴∠ADB=∠A'D'B'=90° 故△ABD∼△A'B'D'(AA 相似) AB :A ' B ' = AD :A ' D ' ------ (3)由式、式知: BC: B 'C ' = AD : A ' D ' 觀念整合 兩個相似三角形, 對應邊的比=對應高的比=對應角 平分線的比=對應中線的比。 相似三角形面積的比=對應邊的平 方比 (2)面積的比=對應邊的平方比。 如圖 ,△ABC∼△A'B'C', 則△ABC面積:△A'B'C'面積=AB 2:A ' B ' 2。 現實生活中,無法直接求得的距離或長度, 常利用相似三角形作簡易測量。 生活中實際的例子 相傳兩千六百多年前 ,法老王阿美西斯 (Amasis)很想知道 金字塔(如圖1-19)確 實的高度。於是命令祭司們去丈量,但 是祭司們卻束手無策,國王只好以巨額 懸賞徵求能人高手前來揭開這個難題。 這時希臘數學家泰勒斯(Thales of Miletus,西元前六、七世紀)正好看 到了國王的告示,便燃起挑戰的壯志。 他試了幾種方法,還是行不通;然而 他並不氣餒。有一天,他走在路上苦 思對策,炙熱的太陽照著他孤獨的身 體,正當他低下頭時,注意到影子一 直跟著自己,而且影子隨著太陽升起 愈來愈短,終於觸動了他的靈感,喃 喃自語:「在一天之中,一定有一個 時間,身高與影子的長度相等,這時 候金字塔的高度與它的影子也會相等 。」泰勒斯終於利用推理的方法解決 了金字塔高度的問題。 泰勒斯如何解決這個問題呢?如 下圖,藍線表示太陽光線,人與金字 塔分別垂直於地面,因為可視太陽光 線為平行,所以△ABC∼△DEF (AA 相似), 因此當人的身高與影子的長度相等時( AB = BC ),由 AB :DE =BC :EF 可知 DE =EF ,即金字塔的高度與金字塔的影子長度相等。 課堂練習題 測量樹高 如右圖,心怡想要測 量樹高 AB ,她在樹前 7.5公尺的C點立了一 根1公尺長的標竿CD , 且BC 的延長線與CE 的延長線交於E點,又測得 BE =9公尺,試求樹高 AB 。 解題過程: ∵ CD 與 AB皆垂直於 BC, ∴ CD // AB 。 AB :CD = BE : CE AB :1=9:(9-7.5)=9:1.5 AB =6 故樹高 AB =6 公尺。 測量湖寬 如圖,湖邊有A、B 兩點,志明想知道它們之間的 距離。首先他在湖邊的空地找另一點C,並測得 AC =75 公尺, MC =25 公尺, BC =90公尺, NC =30公尺,MN =28公尺, 試求A、B兩點的距離。 解題過程 在△ABC 與△MNC 中, ∵ AC: MC= BC: NC=3:1, 且∠ACB=∠MCN, ∴△ABC∼△MNC(SAS 相似), AB :MN = AC : MC AB :28=3:1 AB =28.3=84 故A、B 兩點的距離為84公尺。 隨堂練習 如右圖,宜君想知道湖邊A 點到湖中小島B 點的距 離,她在湖邊找了一點C,並測得 AC =24 公尺, =8 公尺,MC =6 公尺, AB //MN ,試求A、B 兩點的距離。 隨堂練習 如圖,志豪想要測量樹高 AB ,他在樹前5公尺的 D 點豎立了一根長1.8公尺的木棍,並從木棍後方2 公尺的觀測點E,觀察到木棍的頂端與樹梢成一直 線,已知E點至地面的高度 EF 為1公尺,試求樹 高 AB 。