【教师版】小学奥数4-3-3 任意四边形、梯形与相似模型(一).专项练习及答案解析
- 格式:doc
- 大小:978.50 KB
- 文档页数:8
板块一 任意四边形模型任意四边形中的比例关系(“蝴蝶定理”):O DCBA s 4s 3s 2s 1①1243::S S S S =或者1324S S S S ⨯=⨯②()()1243::AO OC S S S S =++蝴蝶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.【例 1】 图中的四边形土地的总面积是52公顷,两条对角线把它分成了4个小三角形,其中2个小三角形的面积分别是6公顷和7公顷.那么最大的一个三角形的面积是多少公顷?76EDC BA76【考点】任意四边形模型 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 在ABE ,CDE 中有A E B C E D ∠=∠,所以ABE ,CDE 的面积比为()AE EB ⨯:()CE DE ⨯.同理有ADE ,BCE 的面积比为():()AE DE BE EC ⨯⨯.所以有ABE S ×CDE S =ADE S ×BCE S ,也就是说在所有凸四边形中,连接顶点得到2条对角线,有图形分成上、下、左、右4个部分,有:上、下部分的面积之积等于左右部分的面积之积. 即6ABE S ⨯=7ADE S ⨯,所以有ABE 与ADE 的面积比为7:6,ABE S =7392167⨯=+公顷,ADE S =6391867⨯=+公顷.显然,最大的三角形的面积为21公顷.【答案】21【例 2】 如图,某公园的外轮廓是四边形ABCD ,被对角线AC 、BD 分成四个部分,△AOB面积为1平方千米,△BOC 面积为2平方千米,△COD 的面积为3平方千米,公园由陆地面积是6.92平方千米和人工湖组成,求人工湖的面积是多少平方千米?例题精讲任意四边形、梯形与相似模型OCDBA【考点】任意四边形模型 【难度】2星 【题型】解答 【关键词】小数报 【解析】 根据蝴蝶定理求得312 1.5AOD S =⨯÷=△平方千米,公园四边形ABCD 的面积是123 1.57.5+++=平方千米,所以人工湖的面积是7.5 6.920.58-=平方千米 【答案】0.58【例 3】 一个矩形分成4个不同的三角形(如右图),绿色三角形面积占矩形面积的15%,黄色三角形的面积是21平方厘米.问:矩形的面积是多少平方厘米?【考点】任意四边形模型 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】华杯赛,初赛,第7题 【解析】 黄色三角形与绿色三角形面积之和是矩形面积的50%,而绿色三角形面积占矩形面积的15%,所以黄色三角形面积占矩形面积的50%-15%=35%已知黄色三角形面积是21平方厘米,所以矩形面积等于21÷35%=60(平方厘米)【答案】60【巩固】如图,四边形被两条对角线分成4个三角形,其中三个三角形的面积已知,求:⑴三角形BGC 的面积;⑵:AG GC =?B【考点】任意四边形模型 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 ⑴根据蝴蝶定理,123BGC S ⨯=⨯,那么6BGC S =; ⑵根据蝴蝶定理,()():12:361:3AG GC =++=.【答案】1:3【例 4】 四边形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O (如图所示).如果三角形ABD 的面积等于三角形BCD 的面积的13,且2AO =,3DO =,那么CO 的长度是DO 的长度的_________倍.OADC BGH BCDA O【考点】任意四边形模型 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 在本题中,四边形ABCD 为任意四边形,对于这种”不良四边形”,无外乎两种处理方法:⑴利用已知条件,向已有模型靠拢,从而快速解决;⑵通过画辅助线来改造不良四边形.看到题目中给出条件:1:3ABD BCD S S =,这可以向模型一蝴蝶定理靠拢,于是得出一种解法.又观察题目中给出的已知条件是面积的关系,转化为边的关系,可以得到第二种解法,但是第二种解法需要一个中介来改造这个”不良四边形”,于是可以作AH 垂直BD 于H ,CG 垂直BD 于G ,面积比转化为高之比.再应用结论:三角形高相同,则面积之比等于底边之比,得出结果.请老师注意比较两种解法,使学生体会到蝴蝶定理的优势,从而主观上愿意掌握并使用蝴蝶定理解决问题. 解法一:∵::1:3ABD BDC AO OC S S ∆∆==,∴236OC =⨯=,∴:6:32:1O C O D ==. 解法二:作AH BD ⊥于H ,CG BD ⊥于G .∵13ABD BCD S S ∆∆=,∴13A H C G =,∴13A O D D O CS S ∆∆=,∴13A O C O =,∴236OC =⨯=, ∴:6:32:1OC OD ==.【答案】2倍【例 5】 如图,平行四边形ABCD 的对角线交于O 点,CEF △、OEF △、ODF △、BOE△的面积依次是2、4、4和6.求:⑴求OCF △的面积;⑵求GCE △的面积.OGF EDC BA【考点】任意四边形模型 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 ⑴根据题意可知,BCD △的面积为244616+++=,那么BCO △和CDO ∆的面积都是1628÷=,所以OCF △的面积为844-=;⑵由于BCO △的面积为8,BOE △的面积为6,所以OCE △的面积为862-=, 根据蝴蝶定理,::2:41:2COE COF EG FG S S ∆∆===,所以::1:2GCE GCF S S EG FG ∆∆==,那么11221233GCE CEF S S ∆∆==⨯=+.【答案】23【例 6】 如图相邻两个格点间的距离是1,则图中阴影三角形的面积为 .【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】填空 【关键词】清华附中,入学测试题 【解析】 连接AD 、CD 、BC .则可根据格点面积公式,可以得到ABC ∆的面积为:41122+-=,ACD ∆的面积为:331 3.52+-=,ABD ∆的面积为:42132+-=.所以::2:3.54:7ABC ACD BO OD S S ∆∆===,所以44123471111ABO ABD S S ∆∆=⨯=⨯=+.【答案】1211【巩固】如图,每个小方格的边长都是1,求三角形ABC 的面积.【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 因为:2:B D C E =,且BD ∥CE ,所以:2:D A A C =,525ABC S ∆=+510277DBC S ∆=⨯=.【答案】107【例 7】 如图,边长为1的正方形ABCD 中,2BE EC =,CF FD =,求三角形AEG 的面积.ABC DEF GABCDEF G【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】解答 【关键词】人大附中考题 【解析】 连接EF .因为2BE EC =,CF FD =,所以1111()23212DEF ABCD ABCD S S S ∆=⨯⨯=.因为12AED ABCD S S ∆=,根据蝴蝶定理,11::6:1212AG GF ==,所以6613677414AGD GDF ADF ABCD ABCD S S S S S ∆∆∆===⨯=.所以132221477AGE AED AGD ABCD ABCD ABCD S S S S S S ∆∆∆=-=-==,即三角形AEG 的面积是27.【答案】27【例 8】 如图,长方形ABCD 中,:2:3BE EC =,:1:2DF FC =,三角形DFG 的面积为2平方厘米,求长方形ABCD 的面积.ABCD EF GABCD EF G【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 连接AE ,FE .因为:2:3BE EC =,:1:2DF FC =,所以3111()53210DEF ABCD ABCD S S S =⨯⨯=长方形长方形.因为12AED ABCDSS =长方形,11::5:1210AG GF ==,所以510AGD GDF S S ==平方厘米,所以12AFD S =平方厘米.因为16AFD ABCD S S =长方形,所以长方形ABCD 的面积是72平方厘米.【答案】72【例 9】 如图,已知正方形ABCD 的边长为10厘米,E 为AD 中点,F 为CE 中点,G 为BF 中点,求三角形BDG 的面积.【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 设BD 与CE 的交点为O ,连接BE 、DF .由蝴蝶定理可知::BED BCD EO OC S S =,而14B E D A B C D S S =,12BCDABCD S S =,所以::1:2BED BCD EO OC S S ==,故13EO EC =.由于F 为CE 中点,所以12EF EC =,故:2:3EO EF =,:1:2FO EO =.由蝴蝶定理可知::1:2BFD BED S S FO EO ==,所以1128BFD BED ABCD S S S ==,那么1111010 6.2521616BGD BFD ABCD S S S ===⨯⨯=(平方厘米).【答案】6.25【例 10】 如图,在ABC ∆中,已知M 、N 分别在边AC 、BC 上,BM 与AN 相交于O ,若AOM ∆、ABO ∆和BON ∆的面积分别是3、2、1,则MNC ∆的面积是 .OM NCBA【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】填空 【解析】 这道题给出的条件较少,需要运用共边定理和蝴蝶定理来求解.根据蝴蝶定理得 31322AOM BON MON AOB S S S S ∆∆∆∆⨯⨯===设MON S x ∆=,根据共边定理我们可以得ANM ABM MNC MBC S S S S ∆∆∆∆=,33322312x x ++=++,解得22.5x =. 【答案】22.5【例 11】 正六边形123456A A A A A A 的面积是2009平方厘米,123456B B B B B B 分别是正六边形各边的中点;那么图中阴影六边形的面积是 平方厘米.4B A 6543A A4B A 543A A【考点】任意四边形模型 【难度】4星 【题型】填空 【关键词】迎春杯,6年级。
初赛 【解析】 如图,设62B A 与13B A 的交点为O ,则图中空白部分由6个与23A OA ∆一样大小的三角形组成,只要求出了23A OA ∆的面积,就可以求出空白部分面积,进而求出阴影部分面积.连接63A A 、61B B 、63B A .设116A B B ∆的面积为”1“,则126B A B ∆面积为”1“,126A A B ∆面积为”2“,那么636A A B ∆面积为126A A B ∆的2倍,为”4“,梯形1236A A A A 的面积为224212⨯+⨯=,263A B A ∆的面积为”6“,123B A A ∆的面积为2.根据蝴蝶定理,12632613:1:6B A B A A B B O A O S S ∆∆===,故23616A OA S ∆=+123127B A A S ∆=, 所以23123612::12:1:77A OA A A A A S S ∆=梯形,即23A OA ∆的面积为梯形1236A A A A 面积的17,故为六边形123456A A A A A A 面积的114,那么空白部分的面积为正六边形面积的136147⨯=,所以阴影部分面积为32009111487⎛⎫⨯-= ⎪⎝⎭(平方厘米).【答案】1148【例 12】 如图,ABCD 是一个四边形,M 、N 分别是AB 、CD 的中点.如果△ASM 、△MTB 与△DSN 的面积分别是6、7和8,且图中所有三角形的面积均为整数,则四边形ABCD 的面积为 . NM STDCBA A DN CTSM B【考点】任意四边形模型 【难度】5星 【题型】填空 【关键词】迎春杯,高年级组,决赛,12题 【解析】 连接MN 、AC 、BD .由于M 是AB 的中点,所以AMN ∆与BMN ∆的面积相等,而MTB ∆比ASM ∆的面积大1,所以MSN ∆比MTN ∆的面积大1;又由于N 是CD 的中点,所以DMN ∆的面积与CMN ∆的面积相等,那么CTN ∆的面积比DSN ∆的面积大1,所以CTN ∆的面积为9.假设MTN ∆的面积为a ,则MSN ∆的面积为1a +.根据几何五大模型中的蝴蝶定理,可知ASD ∆的面积为481a +,BTC ∆的面积为63a. 要使这两个三角形的面积为整数,a 可以为1,3或7.由于ADM ∆的面积为ABD ∆面积的一半,BCN ∆的面积为BCD ∆面积的一半,所以ADM ∆与BCN ∆的面积之和为四边形ABCD 面积的一半,所以ADM ∆与BCN ∆的面积之和等于四边形BMDN 的面积,即:4863697181a a a a +++=+++++,得4863211a a a +=++. 将1a =、3、7分别代入检验,只有7a =时等式成立,所以MTN ∆的面积为7,MSN ∆、ASD ∆、BTC ∆的面积分别为8、6、9.四边形ABCD 的面积为()6789260+++⨯=.小结:本题中“且图中所有三角形的面积均为整数”这个条件是多余的. 【答案】60【例 13】 已知ABCD 是平行四边形,:3:2BC CE =,三角形ODE 的面积为6平方厘米。