中考数学中,梯子问题是一个常见的考点,它以实际生活中的梯子作为模型,通过数学原理来解决实际问题。梯子问题通常涉及勾股定理的应用,直角三角形的性质,以及空间想象能力的考验。本文将详细探讨中考数学中关于梯子的几个典型问题,并通过实例进行解析。
一. 求墙高(梯子长)问题
这类问题通常要求我们根据梯子底端到墙的距离和梯子的长度,求出墙的高度。这种问题实际上是利用勾股定理来求直角边或斜边的问题。
例1. 如果梯子底端离建筑物9m,那么15m长的梯子可达到建筑物的高度是多少米?
解:根据勾股定理,我们可以得到在直角三角形ABC中,AB是斜边,BC是直角边之一,AC是另一个直角边。因为AB=15m,BC=9m,我们可以计算AC(墙的高度):
AC^2 + BC^2 = AB^2
AC^2 + 9^2 = 15^2
AC^2 = 15^2 - 9^2
AC^2 = 225 - 81
AC^2 = 144
AC = √144
AC = 12m
所以,梯子可达到建筑物的最高高度是12米。
二. 下滑问题
这类问题通常涉及梯子在下滑过程中,其长度保持不变,但梯子与地面和墙面的接触点会发生变化。
例2. 长是5m的梯子AB搭在高是4m的墙AC上,若梯子的上端A下滑1m到D,这时梯子的下端B向右滑动到E,求BE的长。
解析:根据题目,梯子的长度不变,即AB=DE=5m。我们可以通过勾股定理来解这个问题。
在直角三角形ABC中,AC=4m,BC未知,AB=5m。我们可以计算BC:
BC^2 + AC^2 = AB^2
BC^2 + 4^2 = 5^2
BC^2 = 5^2 - 4^2
BC^2 = 25 - 16
BC^2 = 9
BC = √9
BC = 3m
在直角三角形DCE中,DE=5m,CD=AC-AD=4m-1m=3m,CE未知。我们可以计算CE:
CE^2 + CD^2 = DE^2
CE^2 + 3^2 = 5^2
CE^2 = 5^2 - 3^2
CE^2 = 25 - 9
CE^2 = 16
CE = √16
CE = 4m
BE的长度可以通过直线原理计算得出,即BE=CE-BC=4m-3m=1m。
三. 比较问题
这类问题通常要求我们比较梯子能够达到的高度和实际需要的高度,以判断是否能够完成任务。
例3. 八(3)班两位同学在打羽毛球,一不小心羽毛球落在了一棵树的树干上,此时羽毛球离地面有6m高。一位同学赶快搬来一架长7m的梯子,架在树干上,梯子底端离树干2m远,另一位同学爬上梯子去拿羽毛球。问:这位同学能拿到羽毛球吗?
解析:我们可以通过计算梯子能够达到的高度来判断是否能拿到羽毛球。
根据题意,梯子底端离树干2m远,梯子长度为7m。我们可以将梯子作为斜边,2m作为直角边之一,梯子能够达到的高度是另一个直角边。
在直角三角形ABC中,AC是梯子能够达到的高度,AB是梯子长度,BC是梯子底端到树干的距离。我们可以计算AC:
AC^2 + BC^2 = AB^2
AC^2 + 2^2 = 7^2
AC^2 = 7^2 - 2^2
AC^2 = 49 - 4
AC^2 = 45
AC = √45
AC ≈ 6.71m
由于梯子能够达到的高度大约是6.71米,而羽毛球离地面高度为6米,所以这位同学能够拿到羽毛球。
通过上述例子,我们可以看到梯子问题在数学考试中的常见性和重要性。解决这些问题不仅需要对勾股定理的熟练应用,还需要有一定的空间想象能力和逻辑推理能力。在中考数学的复习过程中,考生应该加强对这类题型的练习,以提高解题的准确性和速度。