内容正文:
专题3:周长与面积的变化(探索规律)
第一部分 核心方法论与知识体系构建 1
一、知识体系全景梳理 1
二、解题方法图表记忆法 1
三、数学思维提升 2
第二部分 典型例题解构与解题策略精讲 3
考点一:面积固定下的周长变化规律(拼摆探究) 3
考点二:周长固定下的面积变化规律(画图探究) 5
考点三:长宽变化中的周长与面积递变规律 6
考点四:最值规律的实际应用(思维拓展) 7
考点五:综合实践活动方案设计(实践拓展) 9
第三部分 易错避坑指南 11
易错点 1:混淆面积与周长的变化关联,误认为面积大周长一定长 11
易错点 2:枚举拼法 / 围法时遗漏情况,规律总结片面 11
易错点 3:长 / 宽变化时,周长与面积的变化量计算错误 11
易错点 4:求最大面积时忽略正方形形态,最值判断失误 11
易错点 5:实际场景忽略限制条件,盲目套用规律 12
第四部分 分层进阶专题精练 13
一、能力进阶篇(难度★★★★,8 题) 13
二、思维拓展篇(难度★★★★★,4 题) 14
第五部分 分层进阶专题精练精准解析 15
一、能力进阶篇解析 15
二、思维拓展篇解析 17
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第一部分 核心方法论与知识体系构建
一、知识体系全景梳理
本专题对应苏教版四年级上册 “周长与面积” 单元的综合实践拓展内容,承接长方形、正方形周长与面积的基础计算,以 “拼摆探究→画图验证→归纳规律→实践应用” 为主线,系统覆盖面积固定时的周长变化、周长固定时的面积变化、长宽递变规律、最值实际应用四大模块,渗透归纳推理、数形结合、模型建构、最值思想等核心数学素养。
专题遵循 “操作感知→数据对比→发现规律→迁移应用” 的认知路径,通过用相同数量小正方形拼摆图形、用固定长度围长方形两类核心探究活动,引导学生在动手操作中收集数据、对比分析,自主发现 “面积相等时周长不一定相等”“周长相等时正方形面积最大” 两大核心规律;能运用规律解决围篱笆、铺场地、方案优化等实际问题。专题严格贴合《义务教育数学课程标准(2022 年版)》“综合与实践” 领域要求,着力发展学生的推理意识与量感,为后续多边形面积、函数思想启蒙筑牢底层逻辑。
知识模块
核心内容
关键方法
易错提醒
面积定→周长变
用相同数量小正方形拼不同图形;面积相等时,长和宽越接近,周长越短
枚举列表法、拼摆验证法
误认为面积大周长一定更长
周长定→面积变
用固定长度围不同长方形;周长相等时,长和宽越接近,面积越大,正方形最大
画图枚举法、数据对比法
遗漏正方形是特殊长方形,找不到最值
长宽递变规律
长或宽增减时,周长与面积的变化量计算;长宽同时变化的规律对比
画图分析法、增量计算法
混淆周长增量与面积增量的对应关系
最值实际应用
围篱笆最大面积、场地设计优化、材料最省等实际问题
规律迁移法、方案对比法
忽略靠墙、限边等实际限制条件
二、解题方法图表记忆法
方法名称
适用题型
操作步骤
技巧口诀
枚举列表法
拼摆 / 围法探究题
①按长从大到小有序枚举所有可能;②分别计算对应周长 / 面积;③对比数据总结规律
有序枚举不遗漏,列表对比找规律
画图分析法
长宽变化类题目
①画出原图形,标注长宽;②画出变化后的图形,标出增量;③分别计算变化前后的量,对比差值
先画原图再画变,增量对应看清楚
规律应用法
最值类实际问题
①判断是面积固定还是周长固定;②对应核心规律;③结合实际条件计算结果
定面积找短周,定周长找大面积
方案对比法
方案设计优化题
①分别计算不同方案的周长 / 面积;②对比选出最优方案;③验证结果是否符合要求
多种方案分别算,对比选出最优解
实践探究法
综合实践活动
①明确探究问题;②设计操作步骤;③收集数据、分析归纳、得出结论
先操作,再数据,最后归纳出规律
三、数学思维提升
1. 归纳推理思维
核心要点:从多个具体的例子出发,通过观察、对比、分析,提炼出普遍适用的规律,这是数学探索规律的核心思维方式,也是本专题最核心的思维方法。
专题示例:用 12 个小正方形拼出 3 种不同的长方形,分别算出周长,对比发现 “长和宽越接近,周长越短”,再用 16 个、20 个小正方形验证,最终归纳出面积固定时的普遍周长规律。
2. 数形结合思维
核心要点:所有规律的探究都建立在图形操作的基础上,拼图形、画图形、看图形,把抽象的数量变化和直观的图形变化结合起来,让规律看得见、摸得着,理解更深刻。
专题示例:探究 “周长相等面积怎么变” 时,画出不同长宽的长方形,直观看出长和宽越接近,图形越 “饱满”,围出来的面就越大,正方形最 “方”,面积最大。
3. 最值优化思维
核心要点:在材料固定、数量固定的前提下,寻找最优的方案,比如周长最短、面积最大、用料最省,这是数学应用于生活的重要体现,也是方案优化的核心思想。
专题示例:用篱笆围菜地,要让面积最大,就要围成正方形;用同样多的地砖铺长方形场地,要让周长最短,就要铺成接近正方形的形状。
4. 有序思考思维
核心要点:枚举所有可能的拼法、围法时,要按照一定的顺序(比如长从大到小、宽从小到大)逐一列举,做到不重复、不遗漏,才能保证数据完整,规律总结准确。
专题示例:用 20 厘米铁丝围长方形(长宽整厘米),按长 9 宽 1、长 8 宽 2…… 长 5 宽 5 的顺序枚举,一共 5 种情况,全部列出来再对比,不会漏掉正方形的情况。
5. 实践探究思维
核心要点:数学规律不是凭空记住的,要通过动手操作、实验验证、数据对比自主发现,经历 “猜想→操作→验证→结论” 的完整探究过程,不仅掌握知识,更学会研究问题的方法。
专题示例:探究 “面积相等周长是否相等”,先猜想,再动手拼一拼、算一算,发现不一样,再换不同数量验证,最后得出普遍结论,完整经历科学探究的过程。
第二部分 典型例题解构与解题策略精讲
考点一:面积固定下的周长变化规律(拼摆探究)
典型例题 1(能力进阶型)—— 小正方形拼摆探究
题目:用 12 个边长 1 厘米的小正方形拼成不同的长方形(含正方形),一共有几种不同的拼法?分别算出它们的周长,你能发现什么规律?
解题步骤:
① 有序枚举所有拼法:总面积是 12 平方厘米,也就是长 × 宽 = 12,按长从大到小列举:
· 长 12 厘米,宽 1 厘米;
· 长 6 厘米,宽 2 厘米;
· 长 4 厘米,宽 3 厘米;
· 一共有 3 种不同的拼法。
② 分别计算周长:
· 长 12 宽 1:(厘米)
· 长 6 宽 2:(厘米)
· 长 4 宽 3:(厘米)
③ 对比数据总结规律:面积相等的长方形,长和宽越接近,周长越短。
答:一共有 3 种拼法,周长分别是 26 厘米、16 厘米、14 厘米;规律:面积相等时,长和宽越接近,周长越短。
【知识点睛】本题对应教材 “拼拼比比” 综合实践活动,是探究面积与周长变化规律的基础题型。核心规律:面积固定的长方形,长与宽的差越小,周长越短;当长和宽相等(即正方形)时,周长最短。探究的关键是有序枚举所有拼法,保证不重复、不遗漏,再通过数据对比归纳规律。注意:只有当小正方形的个数是完全平方数时,才能拼成正方形,此时周长最短。
典型例题 2(思维拓展型)—— 规律验证与辨析
题目:判断:“面积大的长方形,周长一定更长。” 这句话对吗?请举例说明理由。
解题步骤:
① 直接判断:这句话是错误的;
② 举反例验证:比如长方形 A 长 10 厘米、宽 1 厘米,面积 10 平方厘米,周长厘米;长方形 B 长 4 厘米、宽 3 厘米,面积 12 平方厘米,周长厘米;
③ 对比分析:B 的面积比 A 大,但周长比 A 短,说明面积大的长方形周长不一定更长,面积和周长没有必然的正相关关系。
答:不对;举例如上,面积大的长方形周长不一定更长,周长还和长与宽的差有关。
【知识点睛】本题深度考查对面积与周长关系的理解,是高频易错辨析题。很多同学会直觉认为 “面积大周长就长”,这是典型的思维误区。周长描述的是边线长度,面积描述的是平面大小,是两个不同维度的量,没有绝对的正相关关系。判断这类说法最有效的方法就是举反例,只要能找到一个反例,就能证明说法不成立。
考点二:周长固定下的面积变化规律(画图探究)
典型例题 1(能力进阶型)—— 固定周长围长方形
题目:用一根长 20 厘米的铁丝围成一个长方形(长和宽都是整厘米数),一共有多少种不同的围法?分别算出它们的面积,你能发现什么规律?
解题步骤:
① 先求长与宽的和:长方形周长 =(长 + 宽)×2,所以长 + 宽厘米;
② 有序枚举所有围法(长≥宽):
· 长 9 厘米,宽 1 厘米,面积(平方厘米)
· 长 8 厘米,宽 2 厘米,面积(平方厘米)
· 长 7 厘米,宽 3 厘米,面积(平方厘米)
· 长 6 厘米,宽 4 厘米,面积(平方厘米)
· 长 5 厘米,宽 5 厘米(正方形),面积(平方厘米)
· 一共有 5 种不同的围法。
③ 对比总结规律:周长相等的长方形,长和宽越接近,面积越大;当长和宽相等(正方形)时,面积最大。
答:一共有 5 种围法,面积分别是 9、16、21、24、25 平方厘米;规律:周长相等时,长和宽越接近,面积越大,正方形面积最大。
【知识点睛】本题对应教材 “画画比比” 综合实践活动,是周长与面积变化规律的核心题型。核心规律:周长固定的长方形,长与宽的差越小,面积越大;当长和宽相等(正方形)时,面积最大。解题第一步永远是先求出 “长 + 宽” 的和,再有序枚举所有整数组合,避免遗漏正方形的特殊情况。这条规律是几何最值问题的基础结论,在生活中应用非常广泛。
典型例题 2(思维拓展型)—— 规律逆向应用
题目:周长相等的长方形和正方形,已知正方形的面积是 36 平方分米,长方形的长是 7 分米,长方形的面积是多少平方分米?
解题步骤:
① 先根据正方形面积求边长:正方形面积 = 边长 × 边长,,所以正方形边长是 6 分米;
② 求正方形周长,也就是长方形的周长:(分米);
③ 求长方形的宽:长方形长 + 宽分米,宽分米;长方形面积(平方分米)。
答:长方形的面积是 35 平方分米。
【知识点睛】本题是周长固定面积规律的逆向应用,深度考查对规律的灵活掌握。解题关键是抓住 “周长相等” 这个不变量,先通过正方形求出公共周长,再反推长方形的宽,最后计算面积。本题也能验证规律:周长相等时,正方形面积 36 平方分米,长方形面积 35 平方分米,正方形面积更大,和核心规律完全吻合。
考点三:长宽变化中的周长与面积递变规律
典型例题 1(能力进阶型)—— 单一边长变化
题目:一个长方形长 12 厘米,宽 8 厘米。
(1)如果长增加 3 厘米,宽不变,周长增加多少厘米?面积增加多少平方厘米?
(2)如果宽增加 2 厘米,长不变,周长增加多少厘米?面积增加多少平方厘米?
解题步骤:
① 第(1)题,长增加宽不变:
· 周长变化:长方形有两条长,长增加 3 厘米,周长一共增加厘米;
· 面积变化:增加的部分是一个长 8 厘米、宽 3 厘米的小长方形,面积增加平方厘米。
② 第(2)题,宽增加长不变:
· 周长变化:有两条宽,宽增加 2 厘米,周长一共增加厘米;
· 面积变化:增加的部分是一个长 12 厘米、宽 2 厘米的小长方形,面积增加平方厘米。
· ③ 可以通过计算原图形和新图形的周长、面积,对比验证结果正确。
答:(1)周长增加 6 厘米,面积增加 24 平方厘米;(2)周长增加 4 厘米,面积增加 24 平方厘米。
【知识点睛】本题考查长方形长宽变化时周长与面积的增量规律,属于递变规律的基础题型。核心结论:宽不变时,长增加 a,周长增加 2a,面积增加 a× 宽;长不变时,宽增加 b,周长增加 2b,面积增加 b× 长。解题时不用算出完整的周长面积再相减,直接通过增量分析计算更快捷,画图标出增加的部分能让关系更直观。
典型例题 2(思维拓展型)—— 长宽同时变化
题目:一个长方形长 10 厘米,宽 6 厘米。如果长增加 2 厘米,宽减少 2 厘米,它的周长和面积分别怎么变化?变化了多少?
解题步骤:
① 先算原图形的周长和面积:周长厘米,面积平方厘米;
② 再算变化后图形的长宽:新长厘米,新宽厘米;新周长厘米,新面积平方厘米;
③ 对比变化:周长,周长不变;面积平方厘米,面积减少了 12 平方厘米。
答:周长不变,面积减少了 12 平方厘米。
【知识点睛】本题是长宽同时变化的对比探究,能很好地深化对两个量变化规律的理解。本题验证了一个重要现象:长与宽的和不变时,周长就不变;但长与宽的差变大了,面积就会变小,和 “周长相等,差越大面积越小” 的规律完全一致。通过这类题能把零散的变化题和核心规律打通,形成完整的知识体系。
考点四:最值规律的实际应用(思维拓展)
典型例题 1(能力进阶型)—— 靠墙围最大面积
题目:王大叔用 36 米长的篱笆靠墙围一个长方形菜地(墙足够长),怎样围面积最大?最大面积是多少平方米?
解题步骤:
① 分析条件:靠墙围篱笆,篱笆只围三条边,即长 + 宽 ×2=36 米;
② 有序枚举对比:
· 长 34 米,宽 1 米,面积 34 平方米;
· 长 32 米,宽 2 米,面积 64 平方米;
· ……
· 长 18 米,宽 9 米,面积平方米;
③ 规律总结:靠墙围长方形,当长是宽的 2 倍时,围成的面积最大。
答:围成长 18 米、宽 9 米的长方形时面积最大,最大面积是 162 平方米。
【知识点睛】本题是周长最值规律的经典变式 —— 靠墙围篱笆问题,是高频拓展题型。注意:完整周长的情况是正方形面积最大,但靠墙时只有三条边,规律发生变化,当长等于 2 倍宽时,面积最大。解题时可以通过枚举验证规律,也可以结合画图理解:把墙看作对称轴,整个图形和镜像合起来就是一个大正方形,此时总面积最大,对应原长方形的长就是大正方形的边长,宽是边长的一半。
典型例题 2(思维拓展型)—— 材料最省方案
题目:学校要建一个面积为 36 平方米的长方形劳动实践基地,四周围上护栏。怎样设计最节省护栏材料?最少需要多少米护栏?
解题步骤:
① 分析问题:面积固定,求护栏最短,也就是求周长最短,对应 “面积固定,长和宽越接近周长越短” 的规律;
② 找最接近的长宽组合:面积 36 平方米,长和宽都是整米数时,6×6=36,也就是正方形时长宽差最小;
③ 计算最短周长:边长 6 米的正方形,周长米。
答:设计成边长 6 米的正方形最节省护栏材料,最少需要 24 米护栏。
【知识点睛】本题是面积固定求最短周长的实际应用,对应 “材料最省” 的生活场景。解题关键是把实际问题转化为数学模型:“省护栏” 就是周长最短,面积固定求最短周长,直接应用核心规律:长宽越接近周长越短,正方形时最短。这类题体现了数学规律的实用价值,是方案优化思想的典型应用。
考点五:综合实践活动方案设计(实践拓展)
典型例题 1(能力进阶型)—— 拼摆探究活动设计
题目:设计一个 “探究面积相等时周长的变化规律” 的小组实践活动,写出活动步骤和探究结论。
解题步骤:
① 活动准备:每组准备 16 个边长 1 厘米的小正方形、方格纸、记录单;
② 活动步骤:
第一步,明确问题:用 16 个小正方形拼不同的长方形,周长都一样吗?
第二步,小组合作拼摆,有序找出所有拼法,在方格纸上画出来;
第三步,分别计算每种拼法的周长,填写记录单;
第四步,对比数据,小组讨论,总结发现的规律;
第五步,换 20 个小正方形再次验证规律。
③ 探究结论:面积相等的长方形,长和宽越接近,周长越短;拼成正方形时周长最短。
答:活动方案如上。
【知识点睛】本题对应教材综合实践活动要求,考查探究活动的完整设计能力。活动设计要遵循 “问题导向→操作探究→数据整理→归纳结论→验证拓展” 的科学流程,符合新课标 “综合与实践” 领域的育人要求。通过动手操作获得的规律,比单纯记忆结论理解更深刻、记忆更牢固,同时能培养合作探究能力。
典型例题 2(思维拓展型)—— 规律验证拓展活动
题目:设计一个活动验证 “周长相等的长方形,正方形面积最大”,要求包含猜想、验证、结论三个环节。
解题步骤:
① 猜想环节:先让学生猜想 “用同样长的铁丝围不同的长方形,哪种形状面积最大”,记录各自猜想;
② 验证环节:
· 每组发放一根长 24 厘米的铁丝,围成长宽整厘米的不同长方形;
· 分别测量长宽,计算对应面积,填入记录表;
· 全班汇总数据,对比所有围法的面积大小;
③ 结论环节:共同总结出 “周长相等的长方形,长和宽越接近面积越大,正方形面积最大” 的结论,同时验证最初的猜想是否正确。
· 拓展延伸:如果不限制整厘米数,猜想什么时候面积最大,深化对规律的理解。
答:活动方案如上。
【知识点睛】本题是完整的探究式活动设计,体现了 “猜想→验证→结论” 的科学探究方法。这类活动不仅能让学生掌握知识,更能让学生学会研究问题的方法,培养推理意识和创新意识。教学中可以结合生活实例引入,比如 “为什么自来水管做成圆形”“为什么蒙古包是圆形的”,拓展学生视野,感受数学的应用价值。
第三部分 易错避坑指南
易错点 1:混淆面积与周长的变化关联,误认为面积大周长一定长
错误示例:认为 “面积大的长方形,周长肯定更长”。
正确分析:面积和周长是两个不同维度的量,没有必然的正相关关系;面积大的长方形周长可能更短,取决于长与宽的差值。
修正方法:牢记两个核心规律,遇到判断类题目通过举反例验证,不要凭直觉下结论。
易错点 2:枚举拼法 / 围法时遗漏情况,规律总结片面
错误示例:用 12 个小正方形拼长方形,只想到 2 种拼法,漏掉长 4 宽 3 的情况。
正确分析:枚举要按顺序,拼长方形按长从大到小、宽从小到大逐一列举,确保不重复、不遗漏;围长方形先求长宽和,再有序枚举。
修正方法:养成有序枚举的习惯,枚举完后检查是否还有其他组合,尤其不要漏掉正方形的特殊情况。
易错点 3:长 / 宽变化时,周长与面积的变化量计算错误
错误示例:长增加 3 厘米,认为周长增加 3 厘米,忘记长方形有两条长。
正确分析:长方形有两条长、两条宽,长增加 a,周长增加 2a;宽增加 b,周长增加 2b。
修正方法:画图辅助理解,标出增加的边,清楚看到有两条边同时增长,避免只算一条边的错误。
易错点 4:求最大面积时忽略正方形形态,最值判断失误
错误示例:周长 20 厘米围长方形,认为最大面积是 24 平方厘米,漏掉正方形的 25 平方厘米。
正确分析:正方形是特殊的长方形,周长固定时,正方形的面积最大,不能把正方形排除在外。
修正方法:枚举围法时,一直列举到长和宽相等为止,确保把正方形包含进去,牢记 “周长定,正方形面积最大” 的结论。
易错点 5:实际场景忽略限制条件,盲目套用规律
错误示例:靠墙围篱笆求最大面积,直接围成正方形,忽略只有三条边的限制。
正确分析:规律都有适用前提,完整四边围是正方形面积最大;一边靠墙时规律不同,长是 2 倍宽时面积最大。
修正方法:解题先读清场景,判断是完整周长还是有靠墙、缺边的情况,对应不同的规律,不能盲目套用结论。
第四部分 分层进阶专题精练
一、能力进阶篇(难度★★★★,8 题)
1. 用 18 个边长 1 厘米的小正方形拼成长方形,一共有几种拼法?周长最短是多少厘米?
2. 判断:面积相等的两个长方形,周长一定相等。( )
3. 用一根长 32 厘米的铁丝围成长宽都是整厘米的长方形,一共有多少种围法?面积最大是多少平方厘米?
4. 判断:周长相等的两个长方形,面积一定不相等。( )
5. 一个长方形长 15 分米,宽 8 分米。如果长增加 2 分米,宽不变,周长增加多少分米?面积增加多少平方分米?
6. 把一张长 12 厘米、宽 8 厘米的长方形纸,剪成边长 2 厘米的小正方形,一共能剪多少个?
7. 用 36 米长的绳子围一个长方形花坛,怎样围面积最大?最大面积是多少平方米?
8. 要围一个面积为 49 平方米的正方形菜地,需要多长的篱笆?
二、思维拓展篇(难度★★★★★,4 题)
9. 李大爷用 28 米长的篱笆靠墙围一个长方形养鸡场(墙足够长),怎样围面积最大?最大面积是多少平方米?
10. 一个长方形,如果长增加 5 厘米,面积就增加 30 平方厘米;如果宽增加 4 厘米,面积就增加 36 平方厘米。原来长方形的面积是多少平方厘米?
11. 用 20 个边长 1 厘米的小正方形拼成长方形,在所有拼法中,周长相差最大的两种拼法,周长相差多少厘米?
12. 一个长方形的周长是 24 厘米,如果长和宽都增加 3 厘米,面积会增加多少平方厘米?
第五部分 分层进阶专题精练精准解析
一、能力进阶篇解析
1. 【答案】3 种拼法;周长最短 18 厘米
解题步骤:
① 总面积 18 平方厘米,长 × 宽 = 18,有序枚举:长 18 宽 1、长 9 宽 2、长 6 宽 3,共 3 种;
② 分别算周长:厘米,厘米,厘米;
③ 长 6 宽 3 时长宽最接近,周长最短 18 厘米。
【知识点睛】本题考查面积固定求最短周长。有序枚举所有拼法,根据 “长宽越接近周长越短” 的规律,找到长宽差最小的组合,对应最短周长。
2. 【答案】×
解题步骤:
① 举反例:长 6 宽 2 的长方形面积 12,周长 16;长 4 宽 3 的长方形面积 12,周长 14;
② 面积相等但周长不相等,因此说法错误。
【知识点睛】本题考查面积与周长的关系辨析。面积相等的长方形,周长不一定相等,长宽差越小周长越短。举反例是判断这类说法的最有效方法。
3. 【答案】8 种围法;面积最大 64 平方厘米
解题步骤:
① 先求长宽和:厘米;
② 有序枚举:长 15 宽 1 到长 8 宽 8,共 8 种围法;
③ 长 8 宽 8(正方形)时面积最大,平方厘米。
【知识点睛】本题考查周长固定求最大面积。核心规律:周长相等时,正方形面积最大。先求长宽和,再有序枚举,找到正方形形态即为最大值。
4. 【答案】×
解题步骤:
① 举反例:长 8 宽 2 和长 7 宽 3 的长方形,周长都是 20 厘米,面积分别是 16 和 21,不相等;
② 但长 6 宽 4 和长 4 宽 6 是同一个长方形,也存在周长相等面积相等的情况,比如两个完全一样的长方形;
③ 因此 “一定不相等” 的说法错误。
【知识点睛】本题考查周长与面积的关系辨析。周长相等的长方形,面积可能相等也可能不等,长宽相同则面积相等,长宽不同则面积不同。说法过于绝对的判断通常是错误的。
5. 【答案】周长增加 4 分米;面积增加 16 平方分米
解题步骤:
① 长增加 2 分米,两条长都增加,周长增加分米;
② 增加的面积是宽为 2 分米、长为 8 分米的长方形,面积增加平方分米。
【知识点睛】本题考查长宽变化的增量计算。长增加时,周长增量是增量的 2 倍,面积增量是增量乘宽。画图辅助能更清晰地理解增量对应的部分。
6. 【答案】24 个
解题步骤:
① 先算长能剪几个:(个);
② 再算宽能剪几个:(个);
③ 总个数:(个)。
【知识点睛】本题考查长方形剪拼小正方形的实际应用。方法是分别算出长和宽方向能剪出的个数,再相乘,不能直接用大面积除以小面积(不能整除时会出错),本题刚好整除,两种方法结果一致。
7. 【答案】围成边长 9 米的正方形时面积最大;最大面积 81 平方米
解题步骤:
① 周长 36 米,正方形边长米;
② 正方形面积最大,平方米。
【知识点睛】本题考查周长固定求最大面积的基础应用。完整四边围的场景,正方形面积最大,直接应用规律计算即可。
8. 【答案】28 米
解题步骤:
① 正方形面积 49 平方米,边长是 7 米(7×7=49);
② 篱笆长度就是正方形周长:米。
【知识点睛】本题是面积与周长的逆向综合题。先通过面积求出边长,再计算周长,考查两个公式的灵活转换。
二、思维拓展篇解析
9. 【答案】长 14 米、宽 7 米时面积最大;最大面积 98 平方米
解题步骤:
① 靠墙围三条边,长 + 宽 ×2=28 米;
② 规律:当长是宽的 2 倍时面积最大,宽米,长米;
③ 最大面积:平方米。
【知识点睛】本题是靠墙围篱笆的最值问题,属于经典变式。一边靠墙时,不是正方形面积最大,而是长等于 2 倍宽时面积最大,可以通过枚举验证规律,也可以结合镜像法理解:镜像合成大正方形时总面积最大。
10. 【答案】54 平方厘米
解题步骤:
① 长增加 5 厘米,面积增加 30 平方厘米,说明原宽厘米;
② 宽增加 4 厘米,面积增加 36 平方厘米,说明原长厘米;
③ 原长方形面积:平方厘米。
【知识点睛】本题是长宽变化的逆向推理题。解题关键是理解:长增加时宽不变,增加的面积除以增加的长就是原来的宽;反之同理。分别求出原长和原宽,就能算出原面积。
11. 【答案】24 厘米
解题步骤:
① 总面积 20 平方厘米,枚举所有拼法:长 20 宽 1(周长 42 厘米)、长 10 宽 2(周长 24 厘米)、长 5 宽 4(周长 18 厘米);
② 周长最长的是长 20 宽 1,最短的是长 5 宽 4;
③ 相差:42-18=24(厘米)。
验证:最长周长对应长 20 宽 1:(20+1)×2=42(厘米);最短周长对应长 5 宽 4:(5+4)×2=18(厘米),差值计算正确。
【知识点睛】本题考查面积固定下的周长最值差。先找出周长最长和最短的两种拼法,最长对应长宽差最大,最短对应长宽差最小,再计算差值即可。解题核心还是有序枚举所有情况,找准最值。
12. 【答案】45 平方厘米
解题步骤:
① 先求原长宽和:厘米;
② 长宽都增加 3 厘米后,增加的面积可以分成三部分:长 ×3 + 宽 ×3 + 3×3;
③ 代入计算:平方厘米。
【知识点睛】本题是长宽同时增加的面积增量问题,属于拓展拔高题型。解题不用求出具体的长和宽,只要知道长宽和,就能通过拆分增量部分计算总面积增量。画图能清晰看到增加的部分是两个长方形和一个小正方形,结合乘法分配律即可快速计算。
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