小学的奥数-几何五大模型(蝴蝶模型)分解

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实用标准文案 精彩文档 模型三 蝴蝶模型(任意四边形模型) 任意四边形中的比例关系(“蝴蝶定理”): S4

S3

S2

S1

O

D

CBA

①1243::SSSS或者1324SSSS

②1243::AOOCSSSS

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】 (小数报竞赛活动试题)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?

OD

CB

A 【分析】 根据蝴蝶定理求得3121.5AODS

平方千米,公园四边形ABCD的面积是1231.57.5平

方千米,所以人工湖的面积是7.56.920.58平方千米

【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:AGGC?

任意四边形、梯形与相似模型 实用标准文案 精彩文档 A

BC

DG321

【解析】 ⑴根据蝴蝶定理,123BGCSV,那么6BGCS

V

⑵根据蝴蝶定理,:12:361:3AGGC. (???)

【例 2】 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。

ABCDO HGA

BCD

O

【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:1:3ABDBCDSSVV,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:∵::1:3

ABDBDCAOOCSS,

∴236OC, ∴:6:32:1OCOD. 解法二:作AHBD于H,CGBD于G.

∵13ABDBCDSS,

∴13AHCG,

∴13AODDOCSS,

∴13AOCO,

∴236OC, ∴:6:32:1OCOD.

【例 3】 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。 实用标准文案 精彩文档 OGF

E

D

CBA

【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,::2:41:2

COECOFEGFGSS,所以::1:2GCEGCFSSEGFG,

那么11221233GCECEFSS.

【例 4】 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?

767

6

E

DC

BA

【解析】 在ABEV,CDEV中有AEBCED,所以ABEV,CDEV 的面积比为()AEEB:()CEDE。同理有ADEV,BCEV的面积比为():()AEDEBEEC。所以有ABESV×CDESV=ADESV×BCESV,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6

ABESV=7ADESV,所以有ABEV与ADEV的面积

比为7:6,ABESV=7392167公顷,ADESV=6391867公顷。

显然,最大的三角形的面积为21公顷。

【例 5】 (2008年清华附中入学测试题)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 。

CA

BD O

C

ABD

【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:3313.52,

ABD的面积为:42132. 实用标准文案 精彩文档 所以::2:3.54:7ABCACDBOODSS,所以44123471111ABOABDSS.

【巩固】如图,每个小方格的边长都是1,求三角形ABC的面积。

ABC

DE

【解析】 因为:2:5BDCE,且BD∥CE,所以:2:5DAAC,525ABCS,510277DBCS. 【例 6】 (2007年人大附中考题)如图,边长为1的正方形ABCD中,2BEEC,CFFD,求三角形AEG

的面积.

ABCDEFG A

BCD

EFG

【解析】 连接EF. 因为2BEEC,CFFD,所以1111()23212DEFABCDABCDSSSWW.

因为12AEDABCDSSW,根据蝴蝶定理,11::6:1212AGGF,

所以6613677414AGDGDFADFABCDABCDSSSSSWW. 所以1322 21477AGEAEDAGDABCDABCDABCDSSSSSSWWW, 即三角形AEG的面积是27.

【例 7】 如图,长方形ABCD中,:2:3BEEC,:1:2DFFC,三角形DFG的面积为2平方厘米,求长方形ABCD的面积.

ABCDEFG A

BC

DEFG

【解析】 连接AE,FE. 因为:2:3BEEC,:1:2DFFC,所以3111()53210DEFABCDABCDSSSV长方形长方形.

因为12AEDABCDSSV长方形,11::5:1210AGGF,所以510AGDGDFSSVV平方厘米,所以12AFDSV平实用标准文案 精彩文档 方厘米.因为16AFDABCDSSV长方形,所以长方形ABCD的面积是72平方厘米.

【例 8】 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.

ABCDEFG OA

BCD

E

FG

【解析】 设BD与CE的交点为O,连接BE、DF. 由蝴蝶定理可知::BEDBCDEOOCSSVV,而14BEDABCDSSVW,12BCDABCDSSVW,

所以::1:2BEDBCDEOOCSSVV,故13EOEC.

由于F为CE中点,所以12EFEC,故:2:3EOEF,:1:2FOEO.

由蝴蝶定理可知::1:2BFDBEDSSFOEOVV,所以1128BFDBEDABCDSSSVVW, 那么11110106.2521616BGDBFDABCDSSSVVW(平方厘米).

【例 9】 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 .

NMOCB

A

【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 31322AOMBONMONAOBSSSS

设MONSx,根据共边定理我们可以得

ANMABMMNCMBCSSSS

,

33322312xx

,解得22.5x.