小六数学第3讲:等积变形(教师版).docx
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1、第三讲 等积变形 1.1.等积模型等积模型 等底等高的两个三角形面积相等; 两个三角形高相等,面积比等于它们的底之比; 两个三角形底相等,面积比等于它们的高之比; 如图 12 :SSa b 夹在一组平行线之间的等积变形,如图 ACDBCD SS ; 反之,如果 ACDBCD SS ,则可知直线AB平行于CD 等底等高的两个平行四边形面积相等(长方形和正方形可以看作特殊的平行四边形); 三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半; 两个平行四边形高相等,面积比等于它们的底之比;两个平行四边形底相等,面积比等于 它们的高之比 2.2.鸟头定理鸟头定理 两个三角形中有一个角相等或互补,这两个三
2、角形叫做共角三角形 共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比 如图在ABC中,,D E分别是,AB AC上的点如图 (或D在BA的延长线上,E在AC上), 则:():() ABCADE SSABACADAE 3.3.蝶形定理蝶形定理 任意四边形中的比例关系(“蝶形定理”): 1243 :SSSS或者 1324 SSSS 1243 :AO OCSSSS 蝶形定理为我们提供了解决不规则四边形的面积问题的一个途径 通过构造模型, 一方面可 以使不规则四边形的面积关系与四边形内的三角形相联系; 另一方面, 也可以得到与面积对 应的对角线的比例关系 梯形中比例关系(“梯形蝶形定理”
3、): 22 13 :SSab 22 1324 :SSSSabab ab; S的对应份数为 2 ab 4.4.相似模型相似模型 (一)金字塔模型 (二) 沙漏模型 S4 S3 S2 S1 O D CB A G F E A BC D A BC DEF G ADAEDEAF ABACBCAG ; 22 : ADEABC SSAFAG : 所谓的相似三角形,就是形状相同,大小不同的三角形(只要其形状不改变,不论大小怎样 改变它们都相似),与相似三角形相关的常用的性质及定理如下: 相似三角形的一切对应线段的长度成比例,并且这个比例等于它们的相似比; 相似三角形的面积比等于它们相似比的平方; 连接三角形两
4、边中点的线段叫做三角形的中位线 三角形中位线定理:三角形的中位线长等于它所对应的底边长的一半 相似三角形模型,给我们提供了三角形之间的边与面积关系相互转化的工具 在小学奥数里,出现最多的情况是因为两条平行线而出现的相似三角形 5.5.共边定理(燕尾模型和风筝模型)共边定理(燕尾模型和风筝模型) 共边定理:若直线 AO 和 BC 相交于 D(有四种情形) ,则有: ABOACO SSBD DC 在三角形ABC中,AD,BE,CF相交于同一点O,那么: ABOACO SSBD DC 上述定理给出了一个新的转化面积比与线段比的手段, 因为ABO和ACO的形状很象燕子 的尾巴,所以这个定理被称为燕尾定
5、理该定理在许多几何题目中都有着广泛的运用,它的 特殊性在于, 它可以存在于任何一个三角形之中, 为三角形中的三角形面积对应底边之间提 供互相联系的途径. 1.了解三角形的底、高与面积的关系,会通过分析以上关系解题。 2.能在解题中发现题目中所涉及的几何模型。 O F E D CB A 例例 1 1:如图,正方形:如图,正方形ABCD的边长为的边长为 6,AE 1. .5,CF 2长方形长方形EFGH的面积为的面积为 分析:分析:连接DE,DF,则长方形EFGH的面积是三角形DEF面积的二倍 三角形DEF的面积等于正方形的面积减去三个三角形的面积, 661.5622624.54216.5 DEF
6、 S , 所以长方形EFGH面积为 33 例例 2 2:长方形:长方形ABCD的面积为的面积为 36 2 cm,E、F、G为各边中点,为各边中点,H为为AD边上任意一边上任意一点,点, 问阴影部分面积是多少问阴影部分面积是多少? 分析分析:解法一:寻找可利用的条件,连接BH、HC,如下图: 可得: 1 2 EHBAHB SS 、 1 2 FHBCHB SS 、 1 2 DHGDHC SS , 而36 ABCDAHBCHBCHD SSSS 即 11 ()3618 22 EHBBHFDHGAHBCHBCHD SSSSSS ; H G F E D C B A H G F E D C B A 而 EH
7、BBHFDHGEBF SSSSS 阴影 , 11111 ()()364.5 22228 EBF SBEBFABBC 所以阴影部分的面积是:18184.513.5 EBF SS 阴影 解法二:特殊点法找H的特殊点,把H点与D点重合, 那么图形就可变成右图: 这样阴影部分的面积就是DEF的面积,根据鸟头定理,则有: 5 .13 36 2 1 2 1 36 2 1 2 1 2 1 36 2 1 2 1 36 CFDAEDABCD SSSS阴影 例例 3 3:如图所示,长方形如图所示,长方形ABCD内的阴影部分的面积之和为内的阴影部分的面积之和为 70,8AB ,15AD ,四边形,四边形 EFGO的
8、面积为的面积为 分析分析: 利用图形中的包含关系可以先求出三角形AOE、DOG和四边形EFGO的面积之和, 以及三角形AOE和DOG的面积之和,进而求出四边形EFGO的面积 由于长方形ABCD的面积为15 8120,所以三角形BOC的面积为 1 12030 4 ,所以三角 形AOE和DOG的面积之和为 3 1207020 4 ; 又三角形AOE、DOG和四边形EFGO的面积之和为 11 12030 24 ,所以四边形EFGO 的面积为302010 另解:从整体上来看,四边形EFGO的面积三角形AFC面积三角形BFD面积白色部 分的面积,而三角形AFC面积三角形BFD面积为长方形面积的一半,即
9、60,白色部分的 面积等于长方形面积减去阴影部分的面积,即1207050,所以四边形的面积为 605010 例例 4 4:已知已知ABC为等边三角形,面积为为等边三角形,面积为 400,D、E、F分别为三边的中点,已知甲、乙、分别为三边的中点,已知甲、乙、 丙面积和为丙面积和为 143,求阴影五边形的面积,求阴影五边形的面积( (丙是三角形丙是三角形HBC) ) G A B C D E F (H) O G F E D CB A 分析分析:因为D、E、F分别为三边的中点,所以DE、DF、EF是三角形ABC的中位线, 也就与对应的边平行, 根据面积比例模型, 三角形ABN和三角形AMC的面积都等于
10、三角形 ABC的一半,即为 200 根据图形的容斥关系,有 ABCABNAMCAMHN SSSSS 丙 , 即400 200200 AMHN SS 丙 ,所以 AMHN SS 丙 又 ADFAMHN SSSSS 乙甲阴影 ,所以 1 14340043 4 ADF SSSSS 乙甲丙阴影 例例 5 5:如图,已知如图,已知5CD ,7DE ,15EF ,6FG ,线段,线段AB将图形分成两部分,左将图形分成两部分,左 边部分面积是边部分面积是 38,右边部分面积是,右边部分面积是 65,那么三角形,那么三角形ADG的面积是的面积是 分析分析:连接AF,BD 根据题意可知,571527CF ;71
11、5628DG ; 所以, 15 27 BECBFF SS , 12 27 BECBFC SS , 21 28 AEGADG SS , 7 28 AEDADG SS , 于是: 2115 65 2827 ADGCBF SS ; 712 38 2827 ADGCBF SS ; 可得40 ADG S 故三角形ADG的面积是 40 例例 6 6:如图在如图在ABC中,中,,D E分别是分别是,AB AC上的点,且上的点,且:2:5AD AB ,:4:7AE AC , 16 ADE S 平方厘米,求平方厘米,求ABC的面积的面积 分析分析:连接BE,:2:5(24):(54) ADEABE SSAD A
12、B , 丙 乙甲 H N M JIF E D CB A G FEDC B A A B CDEF G E D C B A E D CB A :4:7(45):(75) ABEABC SSAE AC , 所 以:(24):(75) ADEABC SS , 设 8 ADE S 份,则35 ABC S 份,16 ADE S 平方厘米,所以1份是2平方厘米,35份就是70 平方厘米,ABC的面积是70平方厘米由此我们得到一个重要的定理,共角定理:共角 三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比 例例 7 7:如图在如图在ABC中,中,D在在BA的延长线上,的延长线上,E在在AC上,且上,
13、且:5:2AB AD , :3:2AE EC ,12 ADE S 平方厘米,求平方厘米,求ABC的面积的面积 分析分析:连接BE,:2:5(23):(5 3) ADEABE SSAD AB :3:(32)(3 5): (32) 5 ABEABC SSAE AC , 所以:(3 2): 5 (32)6:25 ADEABC SS , 设6 ADE S 份, 则25 ABC S 份,12 ADE S 平方厘米, 所以1份是2平方厘米,25份就是50平方厘米,ABC的面积是50平方厘米 由 此我们得到一个重要的定理, 共角定理: 共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角) 两夹边的乘积之比 例例
14、8 8:如图,平行四边形如图,平行四边形ABCD,BEAB,2CFCB,3GDDC,4HAAD,平行四,平行四 边形边形ABCD的面积是的面积是2, 求平行四边形求平行四边形ABCD与四边形与四边形EFGH的面积比的面积比 分析分析:连接AC、BD根据共角定理 在ABC和BFE中,ABC与FBE互补, 1 11 1 33 ABC FBE SAB BC SBE BF 又1 ABC S ,所以3 FBE S 同理可得8 GCF S ,15 DHG S ,8 AEH S 所以8815+3+236 EFGHAEHCFGDHGBEFABCD SSSSSS 所以 21 3618 ABCD EFGH S S
15、 例例 9 9:如图所示的四边形的面积等于多少?如图所示的四边形的面积等于多少? E D CB A E D CB A H G A B C D E F H G A B C D E F 分析分析:题目中要求的四边形既不是正方形也不是长方形,难以运用公式直接求面积. 我们可以利用旋转的方法对图形实施变换: 把三角形OAB绕顶点O逆时针旋转,使长为13的两条边重合,此时三角形OAB将旋转到三 角形OCD 的位置.这样,通过旋转后所得到的新图形是一个边长为12的正方形,且这个正 方形的面积就是原来四边形的面积. 因此,原来四边形的面积为12 12144.(也可以用勾股定理) 例例 1010:如图所示,如
16、图所示,ABC中,中,90ABC,3AB ,5BC ,以,以AC为一边向为一边向ABC外作外作 正方形正方形ACDE,中心为,中心为O,求,求OBC的面积的面积 分析分析:如图,将OAB沿着O点顺时针旋转90,到达OCF的位置 由于90ABC,90AOC,所以180OABOCB而OCFOAB , 所以180OCFOCB,那么B、C、F三点在一条直线上 由于OBOF,90BOFAOC , 所以BOF是等腰直角三角形, 且斜边BF为538, 所以它的面积为 2 1 816 4 根据面积比例模型,OBC的面积为 5 1610 8 A A 1.1.如如图所示,正方形图所示,正方形ABCD的边长为的边长
17、为8厘米,长方形厘米,长方形EBGF的长的长BG为为10厘米,那么长方形的厘米,那么长方形的 宽为几厘米?宽为几厘米? 答案答案;本题主要是让学生会运用等底等高的两个平行四边形面积相等(长方形和正方形可以 看作特殊的平行四边形)三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半 O D C B A 13 13 12 12 13 13 12 12 5 3 O A BC D E F 5 3 O A BC D E _ A _ B _ G _ C _ E _ F _ D _ A _ B _ G _ C _ E _ F _ D 证明:连接AG(我们通过ABG把这两个长方形和正方形联系在一起) 在正方形AB
18、CD中, G 1 2 AB SABAB 边上的高, 1 2 ABGABCD SS (三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半) 同理, 1 2 ABGEFGB SS 正方形ABCD与长方形EFGB面积相等 长方形的宽8 8 106.4 (厘米) 2.2.在边长为在边长为 6 6 厘米的正方形厘米的正方形ABCD内任取一点内任取一点P,将正方形的一组对边二等分,另一组对,将正方形的一组对边二等分,另一组对 边三等分,分别与边三等分,分别与P点连接点连接, ,求求阴影阴影部分面积部分面积 答案答案; (法 1)特殊点法由于P是正方形内部任意一点,可采用特殊点法,假设P点与A点 重合, 则阴
19、影部分变为如上中图所示, 图中的两个阴影三角形的面积分别占正方形面积的 1 4 和 1 6 ,所以阴影部分的面积为 2 11 6()15 46 平方厘米 (法 2)连接PA、PC 由于PAD与PBC的面积之和等于正方形ABCD面积的一半, 所以上、 下两个阴影三角形 的面积之和等于正方形ABCD面积的 1 4 ,同理可知左、右两个阴影三角形的面积之和等于 正方形ABCD面积的 1 6 ,所以阴影部分的面积为 2 11 6()15 46 平方厘米 3.3.如图,长方形如图,长方形ABCD的面积是的面积是 36,E是是AD的三等分点,的三等分点,2AEED,则阴影部分的面积,则阴影部分的面积 为为
20、 答案答案;如图,连接OE 根据蝶形定理, 1 :1:1 2 COECDECAECDE ON NDSSSS ,所以 1 2 OENOED SS ; 1 :1:4 2 BOEBAEBDEBAE OM MASSSS ,所以 1 5 OEMOEA SS 又 11 3 34 OEDABCD SS 矩形 , 26 OEAOED SS , 所 以 阴 影 部 分 面 积 为 : P D C B AA B C D(P) P D C B A O A BC D E N M O A BC D E 11 362.7 25 4.4.如图,三角形如图,三角形ABC中,中,AB是是AD的的 5 倍,倍,AC是是AE的的
21、3 倍,如果三角形倍,如果三角形ADE的面积的面积 等于等于 1,那么三角形,那么三角形ABC的面积是多少?的面积是多少? 答案答案;连接BE 3ECAE 3 ABCABE SS 又5ABAD 515 ADEABEABC SSS,1515 ABCADE SS 5.5.如图,三角形如图,三角形ABC被分成了甲被分成了甲( (阴影部分阴影部分) )、乙两部分,、乙两部分,4BDDC,3BE ,6AE , 乙部分面积是甲部分面积的几倍?乙部分面积是甲部分面积的几倍? 答案答案;连接AD 3BE ,6AE 3ABBE,3 ABDBDE SS 又4BDDC, 2 ABCABD SS,6 ABCBDE S
22、S,5SS 乙甲 B B 6.6.如图,以正方形的边如图,以正方形的边AB为斜边在正方形内作直角三角形为斜边在正方形内作直角三角形ABE,90AEB,AC、BD 交于交于O已知已知AE、BE的长分别为的长分别为3cm、5cm,求三角形,求三角形OBE的面积的面积 答案答案;如图,连接DE,以A点为中心,将ADE顺时针旋转90到ABF的位置 那么90EAFEABBAFEABDAE ,而AEB也是90,所以四边形AFBE 是直角梯形,且3AFAE, 所以梯形AFBE的面积为: 1 35312 2 ( 2 cm) 又因为ABE是直角三角形,根据勾股定理, 22222 3534ABAEBE,所以 2
23、1 17 2 ABD SAB ( 2 cm) E D CB A A BC D E 乙 甲 E D CB AA BC D E 甲 乙 A BC D O E F A BC D O E 那么17 125 BDEABDABEADEABDAFBE SSSSSS ( 2 cm), 所以 1 2.5 2 OBEBDE SS ( 2 cm) 7.7.如下图, 六边形如下图, 六边形ABCDEF中,中,ABED,AFCD,BCEF, 且有, 且有AB平行于平行于ED,AF 平行于平行于CD,BC平行于平行于EF,对角线,对角线FD垂直于垂直于BD,已知,已知24FD 厘米,厘米,18BD 厘米,厘米, 请问六边
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