强基初中数学&学Python——第132课 三角形的稳定性

 

  工程建筑中经常采用三角形的结构,如屋顶钢架(下图),

 

其中的道理是什么?盖房子时,在窗框未安装好之前,木工师傅常常先在窗框上斜钉一根木条(下图),

 

为什么要这样做呢?

  为了回答这些问题,首先要探究。

  如下图,

 

将三根木条用钉子钉成一个三角形木架,然后扭动它,它的形状会改变吗?

  如下图,

 

将四根木条用钉子钉成一个四边形木架,然后扭动它,它的形状会改变吗?

  如下图,

 

在四边形木架上再钉一根木条,将它的一对不相邻的顶点连接起来,然后再扭动它,这时木架的形状还会改变吗?为什么?

  可以发现,三角形木架的形状不会改变,而四边形木架的形状会改变。这就是说,三角形是具有稳定性的图形,而四边形没有稳定性。

  还可以发现,斜钉一根木条的四边形木架的形状不会改变。这是因为斜根木条后,四边形变成两个三角形,由于三角形有稳定性,斜钉一根木条窗框在未安装好之前也不会变形。

  三角形的稳定性有广泛的应用,下图

 

 

表示其中一些例子。你能再举些例子吗?

  四边形的不稳定性也有广泛的应用,下图

 

 

表示其中一些例子。

 

【练习】

1、下列图形中哪些具有稳定性?

 

2、三角形的稳定性实际可以转化为这样的命题:如果三角形的三条边一定,那么这个三角形是唯一确定的。用下面的图定性解释三角形稳定性。

 

【习题】

【复习巩固】

1. 下图

 

中有几个三角形?用符号表示这些三角形。

2. 长为10753的四根木条,选其中三根组成三角形,有几种选法?为什么?

3. 对于下面每个三角形,过顶点A画出中线、角平分线和高。

 

4. 如图,

 

△ABC中,AE是中线,AD是角平分线,AF是高。填空:

  (1) BE=_______=(1/2)_______

  (2) ∠BAD=______=(1/2)_______

  (3) ∠AFB=______=90°

  (4) S△ABC(面积)=___________________________

5. 选择题。

  下列图形中有稳定性的是(  )。

(A) 正方形  (B) 长方形  (C) 直角三角形  (D)平行四边形

 

【综合运用】

6. 一个等腰三角形的一边长为6cm,周长为20cm,求其他两边的长。

7. (1) 已知等腰三角形的一边长等于5,一边长等于6,求它的周长;

  (2) 已知等腰三角形的一边长等于4,一边长等于9,求它的周长。

8. 如下图,

 

△ABC中,AB=2BC=4△ABC的高ADCE的比是多少?

 

【拓广探索】

9. 如下图,

 

AD△ABC的角平分线。DE//ACDEAB于点EDF//ABDFAC于点F。图中∠1∠2有什么关系?为什么?

10. 要使四边形木架(用4根木条钉成)不变形,至少要再钉上几根木条?五边形木架和六边形木架呢?