内容正文:
【人教版】小学六年级上数学奥数:第7讲 巧求面积
一、核心知识
巧求面积的核心是利用图形的基本性质和转化思想,将不规则图形转化为规则图形的面积和差。
1. 三角形面积性质
等高三角形:面积比等于对应底边长之比
等底三角形:面积比等于对应高之比
2. 共角定理(鸟头定理):两个三角形有一个角相等或互补,面积比等于夹这个角的两边乘积之比
3. 圆与正方形组合面积公式
外方内圆(正方形内接最大圆):面积差 = 正方形面积 - 圆面积 = (为圆半径)
外圆内方(圆内接最大正方形):面积差 = 圆面积 - 正方形面积 = (为圆半径)
4. 扇形面积公式:(为圆心角度数)
5. 常用方法:割补法、平移法、旋转法、容斥原理(重叠面积)、整体减空白法
二、经典例题
例 1
如图,直角三角形 ABC 中,AD=DB=4.5 厘米,AE=AC=3 厘米,求四边形 DBCE 的面积。
解答:
在△ADE 与△ABC 中:
AD=DB ⇒ AD=AB
AE=AC
∠A 为公共角
根据共角定理:
因此:
先求△ABC 的面积:
AC = 3 ÷ = 9 厘米
AB = 4.5 × 2 = 9 厘米
最终:
答案: 平方厘米
例 2
如图,三角形被分成了甲(阴影部分)、乙两部分,图中数字为相应线段长度,求两部分的面积之比。
解答:
已知 AE=1,CE=2 ⇒ AC=3=CE
已知 CD=1,DB=3 ⇒ BC=4=4CD
△ABC 与△CDE 共角∠C,根据共角定理:
乙部分面积:
因此面积比:
答案:1:5
例 3
如图,在△ABC 中,AD=AB,BE=EF=FC,CG=GA,求阴影部分面积占三角形 ABC 面积的几分之几?
解答:根据共角定理分别计算三个空白三角形的面积:
△AGD:AG=AC,AD=AB ⇒
△BDE:BE=BC,BD=AB ⇒
△CFG:CF=BC,CG=AC ⇒
空白总面积:
阴影面积:
答案:
例 4
如图,BD=BC,三角形 ABC 的面积是 48 平方厘米,AC=16 厘米,AE=11 厘米,三角形 DAE 的面积是多少?
解答:
△ADC 与△ABC 等高,DC=BC-BD=BC ⇒
△ADE 与△ADC 等高,AE=11 厘米,AC=16 厘米 ⇒
代入计算:
答案:22 平方厘米
例 5
如图,已知:AE=AC,CD=BC,BF=AB,求三角形 DEF 的面积与三角形 ABC 的面积之比。
解答:先计算三个角上小三角形的面积:
△AEF:AE=AC,AF=AB ⇒
△CDE:CD=BC,CE=AC ⇒
△BDF:BD=BC,BF=AB ⇒
△DEF 的面积:
因此面积比:
答案:61:120
例 6
如图,已知 ABCD 是长方形,,求三角形 ABE 与三角形 DEF 的面积之比。
解答:
已知 ,设长方形长为 3a,宽为 3b:
· AE=a,ED=2a;CF=b,FD=2b
· AB=CD=3b
计算两个三角形面积:
面积比:
答案:3:4
例 7
如图,把△ABC 的 BA 边延长 1 倍到 D 点,AC 边延长 3 倍到 F 点,CB 边延长 2 倍到 E 点,连接 DE、EF、FD,得到△DEF。已知三角形 DEF 的面积为 54 平方厘米,求△ABC 的面积。
解答:根据共角定理计算三个外围三角形的面积:
· △ADF:AD=AB,AF=4AC ⇒
· △BDE:BD=2AB,BE=2BC ⇒
· △CEF:CE=3BC,CF=3AC ⇒
△DEF 的总面积:
因此:
答案:3 平方厘米
例 8
如图,已知 S△ABC=1,AE=ED,BD=BC,求阴影部分的面积。
解答:连接 DF
· 因为 AE=ED,所以 ,
· 因此阴影面积
又因为 BD=BC ⇒ BD=2CD,所以:
△ABC 的总面积:
因此:
答案:
例 9
如图,在△ABC 中,CD、AE、BF 分别为 BC、AC、AB 长的,求 S△N1N2N3 与 S△ABC 之比。
解答:设 ,,,
根据题意:
三个三角形面积和:
因此:
连接 CN2,推导得:
解得:
同理可得 ,因此:
面积比:
答案:1:7
三、拔高例题(小升初高频)
拔高例 1(外方内圆面积差)
在一个边长为 10 厘米的正方形内画一个最大的圆,求正方形与圆的面积差。(π 取 3.14)
解答:
正方形边长 = 圆的直径 = 10 厘米 ⇒ 圆半径厘米
正方形面积: 平方厘米
圆面积: 平方厘米
面积差: 平方厘米
答案:21.5 平方厘米
拔高例 2(外圆内方面积差)
在一个直径为 8 厘米的圆内画一个最大的正方形,求圆与正方形的面积差。(π 取 3.14)
解答:
圆半径厘米
圆面积: 平方厘米
正方形对角线 = 圆直径 = 8 厘米,正方形面积 = 对角线 ²÷2 = 平方厘米
面积差: 平方厘米
答案:18.24 平方厘米
拔高例 3(扇形拼接・三角形内角和)
三个扇形的半径都是 2 厘米,圆心角分别是三角形的三个内角,求阴影部分的总面积。(π 取 3.14)
解答:
三角形内角和为 180°,因此三个扇形可以拼成一个圆心角为 180° 的半圆
半圆面积: 平方厘米
答案:6.28 平方厘米
拔高例 4(扇形与正方形・容斥原理)
如图,正方形边长为 4 厘米,分别以四个顶点为圆心,边长为半径画四个扇形,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
解答:
四个扇形的圆心角都是 90°,合起来是一个整圆,半径=4厘米,
阴影面积 = 四个扇形面积和 - 正方形面积 = 平方厘米
答案:34.24 平方厘米
拔高例 5(旋转法求阴影面积)
如图,正方形 ABCD 边长为 6 厘米,分别以 A、C 为圆心,边长为半径画弧,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
解答:
将阴影部分绕正方形中心旋转 180°,可以拼成两个半径为 6 厘米的四分之一圆减去正方形的一半
阴影面积: 平方厘米
答案:38.52 平方厘米
拔高例 6(平移法求阴影面积)
如图,长方形长 10 厘米,宽 6 厘米,两个扇形的半径分别为 6 厘米和 4 厘米,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
解答:
将右侧阴影部分向左平移,与左侧阴影部分拼成一个半径为 6 厘米的四分之一圆
阴影面积: 平方厘米
答案:28.26 平方厘米
拔高例 7(扇形拼接・四边形内角和)
四个扇形的半径都是 3 厘米,圆心角分别是四边形的四个内角,求阴影部分的总面积。(π 取 3.14)
解答:
四边形内角和为 360°,因此四个扇形可以拼成一个整圆
圆面积: 平方厘米
答案:28.26 平方厘米
拔高例 8(复杂组合・整体减空白)
如图,大圆半径为 6 厘米,两个小圆的直径都是 6 厘米,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
解答:
将两个小圆重叠部分割补到空白处,阴影面积等于大圆面积的一半
阴影面积: 平方厘米
答案:56.52 平方厘米
四、巩固练习题
1. 正方形 ABCD 边长为 6 厘米,E 是 AD 中点,F 是 CE 中点,求△BDF 的面积。
2. 长方形 ABCD 中,AB=8 厘米,BC=6 厘米,E 是 AB 中点,F 是 BC 中点,连接 AF、CE 交于 G,求阴影部分面积。
3. 三角形 ABC 中,D 是 AB 中点,E 是 AC 三等分点,F 是 BC 四等分点,已知△ABC 面积为 24,求△DEF 的面积。
4. 两个正方形边长分别为 6 厘米和 4 厘米,求阴影部分(大正方形内除小正方形外的三角形)的面积。
5. 三角形 ABC 中,AD:DB=2:3,BE:EC=3:4,CF:FA=4:5,求△DEF 与△ABC 的面积比。
五、拔高练习题
1. 在一个边长为 12 厘米的正方形内画一个最大的圆,求圆的面积比正方形少百分之几?(π 取 3.14)
2. 在一个周长为 25.12 厘米的圆内画一个最大的正方形,求正方形的面积。(π 取 3.14)
3. 三个扇形的半径都是 3 厘米,圆心角分别为 40°、60°、80°,求这三个扇形的面积和。(π 取 3.14)
4. 正方形边长为 6 厘米,分别以相邻两个顶点为圆心,边长为半径画两个扇形,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
5. 直角三角形 ABC 中,∠C=90°,AC=BC=4 厘米,分别以 A、B 为圆心,4 厘米为半径画弧,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
6. 长方形长 8 厘米,宽 4 厘米,以长为直径画一个半圆,求阴影部分(半圆与长方形重叠部分外的区域)的面积。(π 取 3.14)
7. 四个扇形的半径都是 2 厘米,圆心角分别为 90°、100°、110°、60°,求这四个扇形的面积和。(π 取 3.14)
8. 大圆半径为 8 厘米,三个小圆的直径都是 8 厘米,求阴影部分的面积。(π 取 3.14)
六、参考答案
巩固练习参考答案
1. 解答:正方形面积 = 6×6=36 平方厘米
E 是 AD 中点,CE 中点 F,连接 BE
平方厘米 ⇒ 平方厘米
平方厘米
平方厘米
平方厘米
答案:4.5 平方厘米
2. 解答:长方形面积 = 8×6=48 平方厘米
连接 BG,设,
E、F 是中点,所以平方厘米
列方程得,两个三角形重叠部分面积为x+y=8平方厘米,
阴影面积 = 48-12-12+8=32 平方厘米
答案:32 平方厘米
3. 解答:
答案:7
4. 解答:阴影部分是底为 6 厘米,高为 6+4=10 厘米的三角形
面积 =平方厘米
答案:30 平方厘米
5. 解答:利用共角定理(鸟头定理) 分别计算三个角上的三角形面积:
面积比 = 28:105=4:15
答案:4:15
拔高练习参考答案
1. 解答:正方形面积 = 12×12=144 平方厘米
圆面积 = 3.14×6²=113.04 平方厘米
减少百分比 =(144-113.04)÷144×100%=21.5%
答案:21.5%
2. 解答:圆直径 = 25.12÷3.14=8 厘米
正方形面积 = 8×8÷2=32 平方厘米
答案:32 平方厘米
3. 解答:圆心角和 = 40+60+80=180°
面积和 = 3.14×3²×(180/360)=14.13 平方厘米
答案:14.13 平方厘米
4. 解答:阴影面积 = 两个扇形面积和 - 正方形面积
=2×(3.14×6²×90/360) - 6×6
=56.52-36=20.52 平方厘米
答案:20.52 平方厘米
5. 解答:阴影面积 = 两个扇形面积和 - 三角形面积
=2×(3.14×4²×45/360) - (4×4÷2)
=12.56-8=4.56 平方厘米
答案:4.56 平方厘米
6. 解答:阴影面积 = 长方形面积 - 半圆面积
=8×4 - (3.14×4²÷2)
=32-25.12=6.88 平方厘米
答案:6.88 平方厘米
7. 解答:圆心角和 = 90+100+110+60=360°
面积和 = 3.14×2²=12.56 平方厘米
答案:12.56 平方厘米
8. 解答:阴影面积 = 大圆面积的一半
=3.14×8²÷2=100.48 平方厘米
答案:100.48 平方厘米
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