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为什么不过河就可以测量河流宽度?

别莱利曼是世界著名的科普作家,他的“趣味科学系列”图书一直畅销不衰。为了纪念他,月球背面的一座环形山就是以他的名字命名的。

在《趣味几何学》中,别莱利曼列举了大量关于测量的生动例子,尽管这些方法不是他首创的,但他把这些方法生动地介绍给了广大读者。下面就是一例。

如果面对一条比较宽的河流(假定是比较直的),没有很长的绳子,怎样既快又准地测量它在某处的宽度呢?

这需要一把“等腰直角三角尺”。假定你要测量的宽度两端是A和B,A是对边的一个地点,B是你站立的地方。当然能为A做个标记最好,比如一根木桩或一棵树之类,反正总是要记住A点的位置(但并不需要过河)。

然后再让三角尺的一直角边对准AB方向,这样另一直角边就定出了与这个方向垂直的方向BC,在B、C(C可任取)处各竖一根木桩,然后再在BC延长线上找一点D,用三角尺的一直角边对准BC方向,使得另一直角边与BA平行(当然是反方向,否则人要到水里去了),沿着这一方向走,找到一点E正好看不到A(也就是被C遮住,或E、C、A三点共线)。于是得到两个相似的直角三角形ABC和EDC。由简单的比例性质,有 于是分别测出DE、BCCD,便知道河流宽度AB了。

有人肯定会问,既然CD是我们决定的,那么让BC=CD,此时两直角三角形全等,直接得出AB=DE,岂不更省事?这当然没错,但在现实中,比如河流较宽,有400米或1000米,那我们为了确定点E要走很远啊!这是很不合适的,所以实际情形也要考虑进去。

【知识点】《海岛算经》中的一道题

在刘徽的《海岛算经》中有这样一道题目:今有望海岛,立两表(即竖直的标杆)齐,高三丈,前后相去千步,令后表与前表参相直(即两表与海岛顶峰处在同一平面内)。从前表却行(后退)一百二十三步,人目著地,取望岛峰,与表末参合(即眼睛、表的顶点、岛峰三点共线),从后表却行一百二十七步,人目著地取望岛峰,亦与表末参合,问岛高及去表(岛与前表距离)各几何?

尽管现在用相似和比例来做并不很困难,可在当时是很了不起的,也只有数学家才想得出。

【发散思维】你能否试着测量一栋大楼的高度?

【本文关键词】测量 相似比 勾股定理