面積問題評說

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 八年級 來源: 高中學習網(wǎng)
第二十六講 面積問題評說
平面幾何 學的產(chǎn)生起源于人們對土地面積的測量,面積是平面幾何中一個重要的 概念,聯(lián)系著幾何圖形中的重要元素邊與角.
計算圖形的面積是幾何問題中一種常見問題,求面積的基本方法有:
1.直接法:根據(jù)面積公式和性質直接進行運算.
2.割補法:通過分割或補形,把不規(guī)則圖形或不易求解的問題轉化為規(guī)則圖形或易于求解的問題.
3.等積法:根據(jù)面積的等積性質進行轉化求解,常見的有同底等高、同高等底和全等的等積轉化 .
4.等比法:將面積比轉化為對應線段的比.
熟悉以下基本圖形中常見的面積關系:

注 等積定理:等底等高的兩個三角形面積相等.
等比定理:(1)同底(或等底)的兩個三角形面積之比等于對應高之比,同高(或等高)的兩個三角形面積之比等于對應底之比; (2)相似三角形面積之比等于對應線段的平方比.
例題求解
【例1】 在梯形ABCD中,AB∥CD,AC、BD相交于點O,若AC=5,BD=12,中位線長為 ,△AOB的面積為S1,△COD的面積為S2,則 = .
(山東省競賽 題)
思路點撥 本例綜合了梯形、面積等豐富的知識,圖形中有重要面積的關系:S△AOD=S△BOC= ,S梯形ABCD=S1+S2+ = (讀者證明),于是將問題轉化為求梯形ABCD的面積.
【例2】 如圖,在△ABC中,已知BD和CE分別是兩邊上的中線,并且BD⊥CE,BD=4,CE=6,那么△ABC的面積等于( )
A.12 B.14 C.16 D.18
(全國初中數(shù)學聯(lián)賽試題)

思路點撥 由中點想到三角形中位線,這樣△ABC與四邊形BCDE面積存在一定的關系,只要求出四邊形BCDE面積即可.
【例3】如圖,P、Q是矩形ABCD的邊BC和CD延長線上的兩點,AP與CQ相交于點E,且∠PAD=∠QAD,求證:S矩形ABCD=S△APQ. (重慶市競賽題)

思路點撥 把面積用相應的線段表示,面積的證明問題就轉化為線段的等積式的證明.注意等線段的代換.
【例4】 如圖甲,AB、CD是兩條線段,M是AB的中點,S△DMC、S△DAC、S△DBC分別表示△DMC、△DAC、△DBC的面積,當AB∥CD時,有S△DMC = ?
(1)如圖乙,若圖甲中AB不平行CD,①式是否成立?請說明理由;
(2)如圖丙,若圖甲中A月與CD相交于點O時,問S△DMC和S△DAC和S△DBC有何種相等關系?試證明你的結論. (安徽省中考題)

思路點撥 對于(1),因△DMC、△DAC、△DBC同底,要判斷①式是否成立,只需尋找它們的高之間的關系:對于(2),由于M為AB中點,可利用等積變換得到相等的面積關系,通過建立含S△DMC、S△DAC、S△DBC的等式尋找它們的關系.
注 本例綜合了三角形、梯形中位線、等積變形等知識,要求我們在動態(tài)型數(shù)學情景下進行觀察、分析、探索、猜想和論證.
通過強化或弱化條件,改變圖形的位置等方式進一步探究問題是發(fā)展幾何問題的重要途徑.

【例5】如圖,設P為△ABC內任意一點,直線AP、BP、CP交BC、CA、AB于點D、E 、F.
求證:(1) ;(2) .

思路點撥 過P點、A點分別作BC的垂線,這樣既可得到平行線,產(chǎn)生比例線段,又可與面積聯(lián)系起來,把羔轉化為面積比,利用面積法證明.
注 有些幾何問題,雖然題目中沒有直接涉及面積,但由于面積關聯(lián)著邊角兩個重要元素,所以我們可從面積角度思考問題,這就是常說的面積法.
用面積法解題的基本步驟是:
(1)用不同方法或從不同角度計算某一圖形面積,得到一個含邊或舍角的關系式.
(2)化簡這個面積關系式,直至得到求解或求證的結果.
當問題涉及三角形的高、垂線或角平分線時,不 妨用面積法試一試.
學力訓練
1.如圖,是一個圓形花壇,中間的鮮花構成了一個菱形圖案(圖中尺寸單位為米),如果每平方米種植鮮花20株,那么這個菱形圖案中共有鮮花 株.
(第14屆“希望杯”邀請賽試題)
2.如圖,矩形內有兩個相鄰的正方形面積分別為4和2,那么陰影部分的面積為 .
(2003年上海市中考題)

3.如圖,在△ABC中,∠B =∠CAD, ,則 = .
(重慶市競賽題)
4.如圖,梯形ABCD中,AB∥CD,AB=a,CD=b(a5.如圖,在四邊形ABCD中,∠A=135°,∠B=∠D=90°,BC=2 ,AD=2,則四邊形ABCD的面積為( )
A.4 B.4 C.4 D .6 (湖北省荊州市中考題)

6.ABCD是邊長為1的正方形,△BPC是等邊三角形,則厶BPD的面積為( )
A. B. C. D. (武漢市選拔賽題)
7.如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,分別以AC、AB為邊,在△ABC外作正方形ACEF和正方形AGHB,作CK⊥AB分別交AB和GH于D和K,則正方形ACEF的面積S1與矩形AGKD的面積S2的大小關系為( )
A.S1=S2 B.S1>S2 C.S1<S2 D.不能確定,與 的大小有關
(2002年

8.有一塊缺角矩形地皮ABCDE(如圖),其中AB=110m,BC=80m,CD=90m,∠EDC=135°.現(xiàn)準備用此塊地建一座地基為長方形(圖中用陰影部分表示)的教學大樓,以下四個方案中,地基面積最大的是( )(2003年廣州市中考題)

9.今有一塊正方形土地,要在其上修筑兩條筆直的道路,使道路將這塊土地分成形狀相同且面積相等的4部分.若道路的寬度可忽略不計,請設計4種不同的修筑方案.
(2000年山東省競賽題)
10.如圖,已知梯形ABCD的面積為34cm2,AE=BF,CE與DF相交于O,△OCD的面積為11cm2,求蝶形(陰影部分)的面積.
11.探究規(guī)律:
如圖a,已知:直線m∥ n,A、B為直線n上兩點,C、P為直線m上兩點.
(1)請寫出圖a中,面積相等的各對三角形 ;
(2)如果A、B、C為三個定點,點P在m上移動,那么,無論 P點移動到任何位置,總有 與△ABC的面積相等.理由是: .
解決問題:
如圖b,五邊形ABCDE是張大爺十年前承包的一塊土地的示意圖.經(jīng)過多年開墾荒地,現(xiàn)已變成如圖c所示的形狀,但承包土地與開墾荒地的分界小路(即圖c中折線CDE)還保留著.張大爺想過正點修一 條直路,直路修好后,要保持直路左邊的土地面積與承包時的一樣多,右邊的土地面積與開墾的荒地面積一樣多.請你用有關的幾何知識,按張大爺?shù)囊笤O計出修路方案.
(不計分界小路與直路的占地面積)
(1)寫出設計方案,并在圖c中畫出相應的圖形;
(2)說明方案設計理由. (河北省中考題)

12.如圖,△ABC中,AD與BE相交于F,已知S△AFB=12cm2,S△BFD=9cm2,S△AFE=6cm2,那么四邊形CDFE的面積為 cm2.(我愛數(shù)學夏令營競賽題)

13.如圖,分別延長△ABC的三邊AB、BC、CA至A′、B′、C′,使得AA′=3AB,BB′=3BC,CC′=3AC,若S△ABC=1,則S△A'B'C'= .
14.如圖,設△ABC的 面積是1,D是邊BC上一點,且 ,若在邊AC上取一點,使四邊形ABDE的面積為 ,則 的值為 . (天津市競賽題)
15.如圖,從等邊三角形內一點向三邊作垂線,已知這三條垂線段的長分別為1、3、5,則這個等邊三角形的邊長為 . (全國初中數(shù)學聯(lián)賽試題)
16.如圖,E、F分別是矩形ABCD的邊AB、BC的中點,連結AF、CE,設AF與CE的交點為G,則 等于( )
A. B. C. D. (全國初中數(shù)學競賽題)

17.如圖,AE⊥AB且AE=AB,BC⊥CD且BC=CD,請按照圖中所標注的數(shù)據(jù),計算圖中實線所圍成的圖形的面積S是( )
A.50 B.62 C.65 D.68
(山東省競賽題)
18.如圖,在△ADC中,EF∥BC,S△AEF=S△BCE,若S△ABC=1,則S△CEF等于( )
A. B. C. D. (四川省競賽題)
19.已知菱形ABCD的兩條對角線AC、BD的乘積等于菱形的一條邊長的平方,則菱形的一個鈍角的大小是( )
A.165° D.135° C. 150° D.120° (“希望杯”邀請賽試題)
20.如圖,在銳角△ABC中,D、E、F分別是AB、BC、CA邊上的三等分點,P、Q、R分別是△ADF、△BDE、△CEF的三條中線的交點.
(1)求△DEF與△ABC的面積比;
(2)求△PDF與△ADF的面積比;
(3)求多邊形PDQERF與△ABC的面積比.( “希望杯”邀請賽試題)

21.如圖,設凸四邊形ABCD的一組對邊AB、CD的中點分別為K、M,
求證:S四邊形ABCD=S△ABM+S△DCK.
22.如圖,已知D、E、F分別是銳角△ABC的三邊BC、CA、AB上的點,且AD、BE、CF相交于P點,AP=BP=CP=6,設PD =x,PE=y,PF=z,若xy+yz+ z x=28,求xyz的值.
23.如圖,在△ABC中是否存在一點P,使得過P點的任意一直 線都將△ABC分成等積的兩部分?為什么?
24.如圖,以△ABC的三邊為邊向形外分別作正方形ABDE,CAFG,BCHK,連結EF,GH,KD,求證:以E F,GH,KD為邊可以構成一個三角形,并且所構成的三角形的面積等于△ABC面積的3倍. (北京市競賽題)

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