巧算面积(竞赛题详解和斜高公式)

百科漫谈课程 2024-05-26 20:48:33
竞赛题详解

题目呈现请看下图:

图片

题目条件可以归纳如下:(1)ABCD是长方形且面积为16.

(2)E和F分别是AD和BC的中点.

(3)GH是线段的交点.

解题思路:求出三角形AGH的面积是解题关键。

解题目标是四边形CFGH的面积。而这个四边形的面积恰好是三角形ACF面积减去三角形AGH的面积。由题意可知,三角形ACF面积显然是4.

长方形的周长上有6个点,任取不共线的三点形成的三角形面积都可以轻松求出。把三角形面积之比转化为线段之比是解题关键点。

解:首先证明点G是线段BE的中点,再证明点H是线段BE的三等分点。

因为点G是长方形ABEF的对角线交点,所以BG=EG=½BE.(长方形的对角线互相平分)

求阴影面积

因为三角形面积S△ACE=4而S△ABC=8,所以,BH:HE=2:1即HE=⅓BE.

所以,GH=EG-HE=½BE-⅓BE=

六分之一BE。

因为S△ABE=4所以

S△AGH=六分之一S△ABE

=4/6=2/3.

而S△ACF=4,从而

四边形S◇CFGH=S△ACF-S△AGH=4-三分之二=三分之十。

知识点介绍:

三角形面积公式的推广——斜高公式

求三角形ABC的面积可以使用以下公式:

基本公式:S=½BC·AD

点D是垂足。

正弦面积公式:

S=½BC·AB·sin B

如果把BC和AB看成平行四边形的一组邻边,把AC看成平行四边形的一条对角线,则平行四边形面积公式是:

S=BC·AB·sin B

三角形面积斜高公式:

设三角形ABC的底边为BC,斜高AF,AB,AE,AC,AG分别与底边BC形成的夹角为角1,角2,角3,角4,角5。则三角形ABC的面积为:

S=½BC·AF·sin F

S=½BC·AB·sin B

S=½BC·AE·sin E

S=½BC·AC·sin C

S=½BC·AG·sin G

设点D是底边BC上的动点,在底边和底边的延长线上可以自由移动,则AD就是斜高。底边与斜高形成的夹角的正弦函数是sin D.

众所周知,sin α=sin(180°-α).

斜高公式的证明:

∵sin F=AD:AF

∴AF·sin F=AD

即斜高公式可以转化为基本公式:S=½BC·AD

证明完毕。

知道了斜高公式,秒懂共边定理。

共边定理断言:直线AB和直线PQ不平行,相交于点M。则有以下结论

S△PAB:S△QAB=PM:QM

根据斜高公式可知共边定理当然正确,因为等底三角形面积之比等于高之比。S△PAB:S△QAB

=½AB·PMsin M:½AB·QMsin M=PM:QM

斜高公式使用了三角函数,而共边定理门槛更低,隐含三角函数。

科学尚未普及,媒体还需努力,感谢阅读,再见。

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