梯形金字塔
從第三王朝開始,人們進(jìn)一步看重尸體的保存.死者不再采取從前的蜷曲側(cè)躺的胎兒姿態(tài),而是平直地安放在墳?zāi)怪?瑪斯塔巴形式的王室墳?zāi)挂恢毖赜玫竭@一時(shí)期.但是,墳?zāi)菇ㄖ飞现匾锍瘫牡絹聿⒎鞘墙清F金字塔的出現(xiàn),而是以左塞王梯形金字塔(或稱層級(jí)金字塔)的出現(xiàn)為標(biāo)志.
左塞王梯形金字塔的設(shè)計(jì)者名叫伊姆霍太普.據(jù)說,他是平民家庭出身,因?yàn)橛畜@人的智慧和淵博的學(xué)識(shí)而受到法老的器重,被破格委以重任,直至成為國家的第二號(hào)人物——宰相.他為重用自己的法老喬塞爾(又譯左塞)別出心裁地修建了一種新墓.從考古發(fā)掘的結(jié)果獲知,這座高61.2米,底邊東西長143米,南北125米的六級(jí)階梯形金字塔,前后經(jīng)過六次設(shè)計(jì)、擴(kuò)建.最初它設(shè)計(jì)成了一個(gè)典型的“瑪斯塔巴”墓.該墓地面部分是長寬約60米,高近8米的方形建筑.中部填滿碎石和泥土,表面由光滑的石灰石砌成,墓室是這樣建造的,先在巖石上挖一口28米深的旱井,并鑿臺(tái)階通到井底.井底每邊長7米,建兩室作為左塞爾的殯室.兩室之間有門相通,門上繪有用古埃及象形文字書寫的國王名字和謚號(hào).殯室本身無門外通,只能以天花板上一個(gè)圓洞作為出口,連通上面的房間.洞口用一塊約3噸重的石塊堵住,經(jīng)一條20米長的甬道通往墓外.殯室四周有四條甬道,堆放各種隨葬品.地下墓室建成后,在地面上蓋第一個(gè)“馬斯塔巴”(高11.48米),接著往上蓋第二個(gè)(高10.95米)、第三個(gè)(高10.43米)、第四個(gè)(高9.92米)、第五個(gè)(高9.39米)、第六個(gè)(高8.89).“馬斯塔巴”越往上,體積越小.這樣,墓的外形呈六層階梯狀,總高度為61.06米,故人稱為“梯形金字塔”.梯形金字塔雖然很快被更高更大的建筑物所超越,但是直到拉美西斯二世時(shí)代(1500年后),朝圣者的壁刻記載,它仍然是令人敬畏的.作為金字塔的鼻祖,梯形金字塔掀開了古代埃及建筑史上新的一頁.它不僅第一次創(chuàng)造了近60米高的建筑奇跡,而且成功地建造了一組完整的軸對(duì)稱布局的建筑.此墓的修建是埃及建筑史上的一次創(chuàng)新與革命,它首次用石頭代替磚作為建筑材料,成為世界上第一座大型的石造建筑,在設(shè)計(jì)思想上開拓了通向真正金字塔的道路.伊姆荷太普逝世后,埃及人尊他為神,將他的名字刻在喬塞爾雕像的座基上.有人推測他就葬在距層級(jí)金字塔不遠(yuǎn)的地方,但他的墓地至今仍末發(fā)現(xiàn).
梯形釋疑解難
?。?)結(jié)合圖形理解梯形的定義應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①梯形和平行四邊形同屬于凸四邊形;②梯形和平行四邊形的區(qū)別是;平行四邊形兩組對(duì)邊平行;梯形一組對(duì)邊平行,而另一組對(duì)邊不平行.從另一個(gè)角度看,平行四邊形對(duì)邊平行且相等,梯形平行的一組對(duì)邊不相等;③梯形中互相平行的兩邊叫梯形的底.上底、下底是以平行的兩邊長短區(qū)分的,不是指這兩邊的位置.
(2)梯形是在三角形和平行四邊形的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的,因此在學(xué)習(xí)有關(guān)梯形的性質(zhì)和判定等知識(shí)時(shí),宜先復(fù)習(xí)一下三角形和平行四邊形的知識(shí).梯形中的證明、計(jì)算問題關(guān)鍵是化歸——通過添作輔助線,將梯形中的問題化歸為三角形或平行四邊形的問題來解決,具體作輔助線的方法如圖所示:
(3)等腰梯形除具有一般梯形的性質(zhì)外,還有“兩腰相等”、“同一底上的兩角相等”、“兩條對(duì)角線相等”、“是軸對(duì)稱圖形”這些特殊性質(zhì).通過上、下底中點(diǎn)的連線是它的對(duì)稱軸;兩腰延長線的交點(diǎn)、對(duì)角線的交點(diǎn)都在對(duì)稱軸上.
梯形問題的解題策路與方法
解決梯形問題經(jīng)常要根據(jù)條件添加輔助線,把梯形問題轉(zhuǎn)化為較簡單的三角形或平行四邊形問題解決,使一些分散的條件適當(dāng)集中,再進(jìn)行解答.
一、延長兩腰
延長梯形的兩腰,使它們交于一點(diǎn),可得到兩個(gè)相似三角形.
例1如圖,在梯形
中, , ,梯形 的面積與梯形 的面積相等.求證: .
分析:條件是兩個(gè)梯形的面積相等,而結(jié)論是三線段長的平方關(guān)系,如果延長兩腰交于一點(diǎn),就可得到三個(gè)相似的三角形,再利用相似三角形的面積比與相似比的關(guān)系變形就可得出結(jié)論.
證明:延長
、 使它們相交于 點(diǎn),∵
,∴
∴
.
同理,
∵
故得
∴
評(píng)注:面積與線段的平方關(guān)系可借助相似三角形來解決.此題添加輔助線后得到若干個(gè)相似三角形,把條件都集中在三角形中,有助于問題的解決.
二、平移對(duì)角錢
平移對(duì)角錢,一般是過小底的一個(gè)端點(diǎn)作一條對(duì)角線的平行線,與另一底的延長線相交,得到一個(gè)平行四邊形和三角形,把梯形問題轉(zhuǎn)化為平行四邊形和三角形問題解決.
在解題中,平移一條對(duì)角線后得到一個(gè)直角三角形,并且所有條件在聚集在這個(gè)三角形中,使問題易于解決.
三、作梯形的高
從梯形小底的兩端向大底引垂線,可以得到一個(gè)矩形和兩個(gè)直角三角形.
例 3 如圖,梯形
中, , 、 為對(duì)角線,求證:
分析:由結(jié)論聯(lián)想到勾股定理,因此,分別過
、 作 的垂線,垂足為 、 ,得到 和 ,分別用勾段定理,然后化簡就可得到結(jié)論.證明:過點(diǎn)
作 ,垂足為 ,過點(diǎn) 作 ,垂足為 ,則 .∴
同理
∴
,
又∵
,∴∴
評(píng)注:證明平方關(guān)系,往往要構(gòu)造直角三角形,使問題轉(zhuǎn)化為解直角三角形.
四、平移梯形的腰
平移梯形一腰或兩腰,把梯形的腰、兩底角等轉(zhuǎn)移到一個(gè)三角形中,同時(shí)還得到平行四邊形.
例3是 如圖,在梯形
中, , 、 分別是 、 的中點(diǎn),若 。 , ,求 .
分析:由條件
,我們通過平移 、 ;構(gòu)造直角三角形 ,使 恰好是 的中線.解:過
作 , ,分別交 于 、 ,∵ ,∴
∴
是直角三角形,∵ , ,∴
.∵
、 分別是 、 的中點(diǎn),∴
為 的中點(diǎn),∴ .評(píng)注:這里平移樣形的兩腰解題,而過一腰的端點(diǎn)作另一腰的平行線也是常用的輔助線.
五、過梯形一腰的中點(diǎn)構(gòu)造全等三角形
取一腰的中點(diǎn),連結(jié)頂點(diǎn)和這個(gè)中點(diǎn)并延長與對(duì)邊的延長線相交,可得兩個(gè)全等三角形.
例 4如圖,梯形
中, , 、 分別平分 和 , 為 中點(diǎn),求證: .
分析:要證明
,可以利用 為 中點(diǎn),延長 與 的延長線交于 , ,得到 ,再證明 即可.證明:延長
、 交于點(diǎn)F,顯然 .∴ , .又∵
,, ,
∴
,∴∴
是線段 的垂直平分線.∴
,∴ .評(píng)注:添加輔助線后,溝通了
、 與 的聯(lián)系,由線段垂直平分線性質(zhì)得出 ,從而問題獲得解決.六、將梯形補(bǔ)成平行四邊形;
例5 如圖,梯形
中, , 為腰 的中點(diǎn),求證: 。
分析:
與梯形ABCD的面積關(guān)系不明顯,如果利用梯形助特點(diǎn)把它補(bǔ)成如圖7的平行四邊形,它們之間的關(guān)系就清晰了.證明:延長
,使 ,延長 ,使 ;則 ,則四邊形 是平行四邊形. 為 的中點(diǎn),連結(jié) , 與 交于點(diǎn) 。連結(jié) 、 ,則 .∵
, 是 中點(diǎn),∴
為 中點(diǎn)且是 中點(diǎn).∴四邊形
是平行四邊形,∴
,∴評(píng)注:梯形補(bǔ)成平行四邊形,各種關(guān)系明顯、直觀,解題思路清晰.
通過解決以上問題可以看出,添加輔助線有助于把復(fù)雜的圖形分解為簡單的圖形,把復(fù)雜的問題分解為若干簡單問題,把不規(guī)則圖形轉(zhuǎn)化為規(guī)則圖形,有利于挖掘隱含條件,造成新的關(guān)系,使原題轉(zhuǎn)化為容易解決的問題.
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