题目:
小明和几位同学做手的影子游戏时,发现对于同一物体,影子的大小与光源到物体的距离有关.因此,他们认为:可以借助物体的影子长度计算光源到物体的位置.于是,他们做了以下尝试.

(1)如图1,垂直于地面放置的正方形框架ABCD,边长AB为30cm,在其正上方有一灯泡,在灯泡的照射下,正方形框架的横向影子A′B,D′C的长度和为6cm.那么灯泡离地面的高度为
180cm
180cm
.
(2)不改变图1中灯泡的高度,将两个边长为30cm的正方形框架按图2摆放,请计算此时横向影子A′B,D′C的长度和为多少?
(3)有n个边长为a的正方形按图3摆放,测得横向影子A′B,D′C的长度和为b,求灯泡离地面的距离.(写出解题过程,结果用含a,b,n的代数式表示)
答案
180cm

解:(1)设灯泡离地面的高度为xcm,
∵AD∥A′D′,
∴∠PAD=∠PA′D′,∠PDA=∠PD′A′.
∴△PAD∽△PA′D′.
根据相似三角形对应高的比等于相似比的性质,可得
=,
∴
=
,
解得x=180.(4分)
(2)设横向影子A′B,D′C的长度和为ycm,
同理可得∴
=
,
解得y=12cm;(3分)
(3)记灯泡为点P,如图:
∵AD∥A′D′,∴∠PAD=∠PA′D′,∠PDA=∠PD′A′.
∴△PAD∽△PA′D′.
根据相似三角形对应高的比等于相似比的性质,可得
=(1分)
(直接得出三角形相似或比例线段均不扣分)
设灯泡离地面距离为x,由题意,得PM=x,PN=x-a,AD=na,A′D′=na+b,
∴
==1-
=1-
x=
(1分).