小学奥数-几何五大模型(等高模型)
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小学奥数-几何五大模型(等高模型)
三角形等高模型与鸟头模型
模型一三角形等高模型
已经知道三角形面积的计算公式:
三角形面积底高2
从这个公式我们可以发现:三角形面积的大小,取决于三角形底和高的乘积.
如果三角形的底不变,高越大(小),三角形面积也就越大(小);如果三角形的高不变,底越大(小),三角形面积也就越大(小);
这说明当三角形的面积变化时,它的底和高之中至少有一个要发生变化.但是,当三角形的底和高同时
1发生变化时,三角形的面积不一定变化.比如当高变为原来的3倍,底变为原来的,则三角形面积与原来
3的一样.这就是说:一个三角形的面积变化与否取决于它的高和底的乘积,而不仅仅取决于高或底的变化.同时也告诉我们:一个三角形在面积不改变的情况下,可以有无数多个不同的形状.
在实际问题的研究中,我们还会常常用到以下结论:①等底等高的两个三角形面积相等;
②两个三角形高相等,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S1:S2a:b ABS1aS2bCD
③夹在一组平行线之间的等积变形,如右上图S△ACDS△BCD;
反之,如果S△ACDS△BCD,则可知直线AB平行于CD.
④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);⑤三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半;⑥两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.
【例1】你有多少种方法将任意一个三角形分成:⑴3个面积相等的三角形;⑵4个面积相等的三角形;⑶
6个面积相等的三角形。【解析】⑴如下图,D、E是BC的三等分点,F、G分别是对应线段的中点,答案不唯一:
B
【例2】如图,BD长12厘米,DC长4厘米,B、C和D在同一条直线上。
⑴求三角形ABC的面积是三角形ABD面积的多少倍?
⑵求三角形ABD的面积是三角形ADC面积的多少倍?A
BDC
【解析】因为三角形ABD、三角形ABC和三角形ADC在分别以BD、BC和DC为底时,它们的高都是从A
点向BC边上所作的垂线,也就是说三个三角形的高相等。于是:三角形ABD的面积12高26高三角形ABC的面积(124)高28高三角形ADC的面积4高22高 4倍;3三角形ABD的面积是三角形ADC面积的3倍。所以,三角形ABC的面积是三角形ABD面积的
【例3】如右图,ABFE和CDEF都是矩形,AB的长是4厘米,BC的长是3厘米,那么图中阴影部分的面
积是平方厘米。
AEDBFC
【解析】图中阴影部分的面积等于长方形ABCD面积的一半,即4326(平方厘米)。
【巩固】(2022年四中小升初入学测试题)如图所示,平行四边形的面积是50平方厘米,则阴影部分的面积
是平方厘米。
【解析】根据面积比例模型,可知图中空白三角形面积等于平行四边形面积的一半,所以阴影部分的面积也
等于平行四边形面积的一半,为50225平方厘米。
【巩固】如下图,长方形AFEB和长方形FDCE拼成了长方形ABCD,长方形ABCD的长是20,宽是12,则
它内部阴影部分的面积是
ABFDEC1【解析】根据面积比例模型可知阴影部分面积等于长方形面积的一半,为2012120。
2 【例4】如图,长方形ABCD的面积是56平方厘米,点E、F、G分别是长方形ABCD边上的中点,H为AD边上的任意一点,求阴影部分的面积。
AEBHDGAEBHDG
【解析】本题是等底等高的两个三角形面积相等的应用。
连接BH、CH。∵AEEB,∴S△AEHS△BEH.
同理,S△BFHS△CFH,SCGH=SDGH,
11∴S阴影S长方形ABCD5628(平方厘米).
22FCFC
【巩固】图中的E、F、G分别是正方形ABCD三条边的三等分点,如果正方形的边长是12,那么阴影部
分的面积是
ADGEBFCEBFA65431G2CHD
【解析】把另外三个三等分点标出之后,正方形的3个边就都被分成了相等的三段。把H和这些分点以及正
方形的顶点相连,把整个正方形分割成了9个形状各不相同的三角形。这9个三角形的底边分别是在正方形的3个边上,它们的长度都是正方形边长的三分之一。阴影部分被分割成了3个三角形,右边三角形的面积和第1第2个三角形相等:中间三角形的面积和第3第4个三角形相等;左边三角形
的面积和第5个第6个三角形相等。 因此这3个阴影三角形的面积分别是ABH、BCH和CDH的三分之一,因此全部阴影的总面积就等于正方形面积的三分之一。正方形的面积是144,阴影部分的面积就是48。
【例5】长方形ABCD的面积为36cm2,E、F、G为各边中点,H为AD边上任意一点,问阴影部分面积
是多少?
AHDEG
【解析】解法一:寻找可利用的条件,连接BH、HC,如下图:
HDAFBCEG
B111SAHB、SFHBSCHB、SDHGSDHC,而SABCDSAHBSCHBSCHD3622211即SEHBSBHFSDHG(SAHBSCHBSCHD)3618;
2211111而SEHBSBHFSDHGS阴影SEBF,SEBFBEBF(AB)(BC)364.5。
22228所以阴影部分的面积是:S阴影18SEBF184.513.5可得:SEHB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:
AD(H)FC
EG
这样阴影部分的面积就是DEF的面积,根据鸟头定理,则有:
1111111S阴影SABCDSAEDSBEFSCFD3636363613.5。
2222222 【例6】长方形ABCD的面积为36,E、F、G为各边中点,H为AD边上任意一点,问阴影部分面积是
多少?
FCBAHDEGBFC
A(H)DAHDEGEGCFB【解析】(法1)特殊点法。由于H为AD边上任意一点,找H的特殊点,把H点与A点重合(如左上图),
那么阴影部分的面积就是AEF与ADG的面积之和,而这两个三角形的面积分别为长方形ABCD111133面积的和,所以阴影部分面积为长方形ABCD面积的,为3613.5。
848884(法2)寻找可利用的条件,连接BH、HC,如右上图。
111可得:SEHBSAHB、SFHBSCHB、SDHGSDHC,而SABCDSAHBSCHBSCHD36,
22211即SEHBSBHFSDHG(SAHBSCHBSCHD)3618;
2211111而SEHBSBHFSDHGS阴影SEBF,SEBFBEBF(AB)(BC)364.5。
22228所以阴影部分的面积是:S阴影18SEBF184.513.5。
【巩固】在边长为6厘米的正方形ABCD内任取一点P,将正方形的一组对边二等分,另一组对边三等分,
分别与P点连接,求阴影部分面积。
ADA(P)DADBFCPPCCBB
【解析】(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 11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和,所以阴影部
4611分的面积为62()15平方厘米。
46(法2)连接PA、PC。
BC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
1之和等于正方形ABCD面积的,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
4111积的,所以阴影部分的面积为62()15平方厘米。
646
【例7】如右图,E在AD上,AD垂直BC,AD12厘米,DE3厘米.求三角形ABC的面积是三角形EBC
面积的几倍?
AEBDC
【解析】因为AD垂直于BC,所以当BC为三角形ABC和三角形EBC的底时,AD是三角形ABC的高,ED
是三角形EBC的高,
于是:三角形ABC的面积BC122BC6
三角形EBC的面积BC32BC1.5所以三角形ABC的面积是三角形EBC的面积的4倍. 【例8】如图,在平行四边形ABCD中,EF平行AC,连结BE、AE、CF、BF那么与BEC等积的三角形一
共有哪几个三角形?
FADEC
【解析】AEC、AFC、ABF.
【巩固】如图,在ABC中,D是BC中点,E是AD中点,连结BE、CE,那么与ABE等积的三角形一共
有哪几个三角形?
ABE
【解析】3个,AEC、BED、DEC.
【巩固】如图,在梯形ABCD中,共有八个三角形,其中面积相等的三角形共有哪几对?
AODBDC
【解析】ABD与ACD,ABC与DBC,ABO与DCO.
【例9】(第四届”迎春杯”试题)如图,三角形ABC的面积为1,其中AE3AB,BD2BC,三角形BDE
的面积是多少?
BBEAEACDCDBCEBC2SACB【解析】连接CE,∵AE3AB,∴BE2AB,S又∵BD2BC,∴SBDE
2SBCE4SABC4. 【例10】(2022年四中考题)如右图,ADDB,AEEFFC,已知阴影部分面积为5平方厘米,ABC的面积是平方厘米.
BDBDAEFC
AEFC
11【解析】连接CD.根据题意可知,DEF的面积为DAC面积的,DAC的面积为ABC面积的,所
23111以DEF的面积为ABC面积的.而DEF的面积为5平方厘米,所以ABC的面积为
2361530(平方厘米).6
【巩固】图中三角形ABC的面积是180平方厘米,D是BC的中点,AD的长是AE长的3倍,EF的长是BF
长的3倍.那么三角形AEF的面积是多少平方厘米?
AEFBDC
SSABDABC【解析】ABD,ABC等高,所以面积的比为底的比,有
所以SBD1,BC2SAFE11AE1=SABC18090(平方厘米).同理有SABESABD9030(平方厘米),22AD3FE3SABE3022.5(平方厘米).即三角形AEF的面积是22.5平方厘米.BE4ABD
【巩固】如图,在长方形ABCD中,Y是BD的中点,Z是DY的中点,如果AB24厘米,BC8厘米,求
三角形ZCY的面积.