趣味几何学
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3.奇怪的测高法

以下介绍的测量物体高度的方法也颇有趣,《神秘岛》的作者儒勒·凡尔纳就曾在这本小说中讲了这么一个方法:

“今天我们去量量眺望岗有多高。”史密斯先生道。

“要带哪些测量用具?”哈伯特问道。

“不用,什么都不用带。我们今天用一种特别的方法测量,虽然简单但是精确度不低。”

哈伯特很奇怪,于是就紧随着史密斯先生走下花岗岩,来到岸边。打算学习一下。

史密斯先生带着根足有12英尺(1英尺约合0.3米)长的木质直杆,和自己的身高比画了半天。他为了严谨,还是比画了一下,虽然他知道自己到底多高。哈伯特紧紧追随着他,随身携带着史密斯先生让他带的悬锤。

他们走到了距花岗岩大概500英尺的地方。

史密斯先生往地里钉木杆,让它深入地底大概2英尺,并用悬垂校对了木杆的垂直度。接着,他走出去一段后,仰面躺在了沙地上,发现木杆的上端和峭壁的边位于一条直线上(见图7)。于是,他在自己躺过的位置拿木橛标记了一下。

“你还记得几何学的基础知识吗?”史密斯先生从地上爬起来问哈伯特。

“记得。”

“相似三角形的特征还记得吗?”

“当然,一旦三角形相似,其对应边就成比例。”

“很好。那么,我马上就给你构造两个相似的直角三角形。这根垂直的木杆就是小三角形的一条边,另外一个边是木杆和木杆底部的间距,弦是我的视线。第二个三角形的一条边为需要我们测量的岩壁,而另外一条边是木橛与岩壁底部的间距,同样地,我的视线是弦,而且两条弦的方向相同。”

“懂了!”哈伯特兴奋起来了,“木杆与木橛的间距和岩壁底部与木橛的间距的比值同木杆高与岩壁高的比值相等!”

“是的。因此,测到前面的两个数据后根据木杆的长度就能很方便地得到岩壁高,不用直接去测量。”

水平方向的两个间距我测到了:长的为500英尺;短的为15英尺。

量完以后,史密斯先生的记录如下:

15:500=10:x

500×10=5000

50000÷15=333.3

也就是说岩壁高为333英尺。

图7 小说《神秘岛》中的测高法