與方形相關(guān)的“面積”的多種求法
湖北省襄陽(yáng)市襄州區(qū)黃集鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué) 張昌林
與方形相關(guān)的求平面圖形的“陰影”部分的面積是近年中考中比較常見(jiàn)的問(wèn)題.求“陰影”部分的面積最能體現(xiàn)數(shù)學(xué)思維方法的靈活性與技巧性.
最近,我老是看到有關(guān)這類(lèi)題目的文章,其解法也是比較單一的且比較復(fù)雜的.有好的解題方法對(duì)于考試來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的,好的方法意味著即省時(shí)間又能準(zhǔn)確地做對(duì).
華羅庚先生說(shuō):神奇化易是良訓(xùn),易化神奇不足提!下面我們一起來(lái)賞析一下這類(lèi)題目的幾種不同解法,比較一下各種方法的優(yōu)劣,學(xué)習(xí)一下“神奇化易”的本領(lǐng).
1.(小學(xué)數(shù)學(xué)題)如圖1:把下面兩個(gè)正方形放在一起,左邊的小正方形邊長(zhǎng)是10cm,求陰影部分△BDF面積.
解析:這是一道小學(xué)里的題目,作為初中生的你該怎么做這道題呢?可能你還不會(huì),也可能你的方法不只一種.下面我們一起來(lái)研究.
1.1解法一:如圖2,你也許想到了設(shè)未知數(shù),采用整個(gè)圖形的面積減去空白部分的面積,剩下的就是所求陰影部分的面積的方法.我們來(lái)一起做一下.
設(shè)EF=a cm ,得:


+
-
-
-
50

1.2解法二:如圖3,可能你會(huì)聯(lián)想到平行線(xiàn)具有“傳遞面積”的功能(等底等高的三角形面積相等),于是我 們 連 接CF ,得:

∵BD∥FC.所以△BDF與△BDC,等底同高面積相等.
∴
1.3解法三:如圖4,可你能想到了這樣的做法嗎?從動(dòng)態(tài)的角度看問(wèn)題.由上面的兩種解法(或者說(shuō)題目中沒(méi)告訴正方形EFGC的邊長(zhǎng))我們能看出來(lái)△BDF的面積與右邊的正方形EFGC的邊長(zhǎng)沒(méi)有關(guān)系.也就是說(shuō)正方形EFGC的邊長(zhǎng)是可以變化的,但是正方形EFGC的邊長(zhǎng)是有取值范圍的即EF≧AB.當(dāng)EF=AB時(shí),是比較特殊的情況如圖4,不難看出此時(shí)
50

點(diǎn)評(píng) 上面是一道小學(xué)的題目,對(duì)于一般的中學(xué)生來(lái)說(shuō)解決它也許不成問(wèn)題.上面的不同方法代表了不同的數(shù)學(xué)思想,1.1代數(shù)思想、1.2幾何思想、1.3動(dòng)態(tài)思想(特殊值法)運(yùn)用不同的思想其繁簡(jiǎn)程度的不同是顯而易見(jiàn)的.
接下來(lái)是一道2010年廣西南寧的中考題,下面我們運(yùn)用上面的三種思想(1.1代數(shù)思想、1.2幾何思想、1.3動(dòng)態(tài)思想(特殊值法))做這道題,比較一下各種方法用于這道題的優(yōu)劣.
2.(2010廣西南寧)如圖5,正方形
、正方形
和正方形
的位置如圖5所示,點(diǎn)
在線(xiàn)段
上,正方形
的邊長(zhǎng)為4,則
的面積為:( )

(A)10 ?。ǎ拢?2 (C)14 (D)16
解析:這道題目可以看做上面一題的變式擴(kuò)展,我們同樣用上述思想來(lái)完成這道題目看有沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn).
2.1解法一:如圖6,先把它填補(bǔ)成規(guī)則的圖形,再用整個(gè)圖形的面積減去空白部分的面積,剩下的就是所求陰影部分的面積.

設(shè)左邊的大正方形ABCD的邊長(zhǎng)為a,右邊的小正方形的邊長(zhǎng)為b,則KH=(4-b),



-
-
?。?/span>
-

. 故應(yīng)選D .
2.2解法二:如圖6,或許有些學(xué)生認(rèn)為上面求
的表達(dá)式比較麻煩,他們注意到四邊形AHKD是一個(gè)梯形,這樣
可表示為

,表達(dá)式變得簡(jiǎn)單多了.于是







.
由于已知條件并沒(méi)有直接告訴4 a -4 b的值,有的同學(xué)做到這里“卡殼”了.怎么辦呢?下面的事情就是求出4 a -4 b的值,為此需要找出a,b的關(guān)系.注意到△DCG ~△GPK,則有
,即
.整理得:4a-4b=16.從而可得


. 故應(yīng)選D .
所以從表面上看,將S△DEK 的表達(dá)式變得簡(jiǎn)單了,似乎求解過(guò)程也應(yīng)該簡(jiǎn)單.然而在求解過(guò)程中,還需用到相似三角形的知識(shí),不僅麻煩有時(shí)甚至在這里“卡殼”.
2.3解法三:如圖7,利用“傳遞面積”的功能(等底等高的三角形面積相等),于是我們連接DB、GE、FK,得:△GED的面積等于△GEB的面積、△GEF的面積等于△GEK的面積.





2.4解法四:如圖8,利用動(dòng)態(tài)思想(特殊值法).因?yàn)轭}目中沒(méi)有告訴左邊的正方形ABCD和右邊正方形FPKR的邊長(zhǎng)大小,說(shuō)明所求結(jié)果與其大小是沒(méi)有關(guān)系的,其邊長(zhǎng)大小是可以變化的但是有范圍(CD≧GF>PF).用特殊值法,當(dāng)CD=GF時(shí)得到圖8,(注意:正方形ABCD的邊長(zhǎng)變化過(guò)程中因?yàn)辄c(diǎn)
在線(xiàn)段
上,所以GF是不可能等于PF的,四邊形FPKR也不總是正方形的.)此時(shí)左邊的正方形和中間的正方形全等右邊的正方形變?yōu)橐稽c(diǎn).有圖可知:




點(diǎn)評(píng) 這是一道選擇題在考試的時(shí)候,用前面的兩種方法顯然是不可取的(計(jì)算量大,費(fèi)時(shí)且容易出錯(cuò).)后兩種方法雖然簡(jiǎn)單易行,可一般的考生不容易想到.
再看一道題,它是2008年黑龍江雞西的一道中考填空題.前面兩道都是關(guān)于正方形的而這一道是關(guān)于長(zhǎng)方形的,也可以看成第一道題的變式.下面我們來(lái)做一做.
與方形相關(guān)的求平面圖形的“陰影”部分的面積是近年中考中比較常見(jiàn)的問(wèn)題.求“陰影”部分的面積最能體現(xiàn)數(shù)學(xué)思維方法的靈活性與技巧性.
最近,我老是看到有關(guān)這類(lèi)題目的文章,其解法也是比較單一的且比較復(fù)雜的.有好的解題方法對(duì)于考試來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的,好的方法意味著即省時(shí)間又能準(zhǔn)確地做對(duì).
華羅庚先生說(shuō):神奇化易是良訓(xùn),易化神奇不足提!下面我們一起來(lái)賞析一下這類(lèi)題目的幾種不同解法,比較一下各種方法的優(yōu)劣,學(xué)習(xí)一下“神奇化易”的本領(lǐng).
1.(小學(xué)數(shù)學(xué)題)如圖1:把下面兩個(gè)正方形放在一起,左邊的小正方形邊長(zhǎng)是10cm,求陰影部分△BDF面積.
解析:這是一道小學(xué)里的題目,作為初中生的你該怎么做這道題呢?可能你還不會(huì),也可能你的方法不只一種.下面我們一起來(lái)研究.
1.1解法一:如圖2,你也許想到了設(shè)未知數(shù),采用整個(gè)圖形的面積減去空白部分的面積,剩下的就是所求陰影部分的面積的方法.我們來(lái)一起做一下.
設(shè)EF=a cm ,得:











1.2解法二:如圖3,可能你會(huì)聯(lián)想到平行線(xiàn)具有“傳遞面積”的功能(等底等高的三角形面積相等),于是我 們 連 接CF ,得:

∵BD∥FC.所以△BDF與△BDC,等底同高面積相等.
∴

1.3解法三:如圖4,可你能想到了這樣的做法嗎?從動(dòng)態(tài)的角度看問(wèn)題.由上面的兩種解法(或者說(shuō)題目中沒(méi)告訴正方形EFGC的邊長(zhǎng))我們能看出來(lái)△BDF的面積與右邊的正方形EFGC的邊長(zhǎng)沒(méi)有關(guān)系.也就是說(shuō)正方形EFGC的邊長(zhǎng)是可以變化的,但是正方形EFGC的邊長(zhǎng)是有取值范圍的即EF≧AB.當(dāng)EF=AB時(shí),是比較特殊的情況如圖4,不難看出此時(shí)



點(diǎn)評(píng) 上面是一道小學(xué)的題目,對(duì)于一般的中學(xué)生來(lái)說(shuō)解決它也許不成問(wèn)題.上面的不同方法代表了不同的數(shù)學(xué)思想,1.1代數(shù)思想、1.2幾何思想、1.3動(dòng)態(tài)思想(特殊值法)運(yùn)用不同的思想其繁簡(jiǎn)程度的不同是顯而易見(jiàn)的.
接下來(lái)是一道2010年廣西南寧的中考題,下面我們運(yùn)用上面的三種思想(1.1代數(shù)思想、1.2幾何思想、1.3動(dòng)態(tài)思想(特殊值法))做這道題,比較一下各種方法用于這道題的優(yōu)劣.
2.(2010廣西南寧)如圖5,正方形








(A)10 ?。ǎ拢?2 (C)14 (D)16
解析:這道題目可以看做上面一題的變式擴(kuò)展,我們同樣用上述思想來(lái)完成這道題目看有沒(méi)有新的發(fā)現(xiàn).
2.1解法一:如圖6,先把它填補(bǔ)成規(guī)則的圖形,再用整個(gè)圖形的面積減去空白部分的面積,剩下的就是所求陰影部分的面積.

設(shè)左邊的大正方形ABCD的邊長(zhǎng)為a,右邊的小正方形的邊長(zhǎng)為b,則KH=(4-b),






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2.2解法二:如圖6,或許有些學(xué)生認(rèn)為上面求














由于已知條件并沒(méi)有直接告訴4 a -4 b的值,有的同學(xué)做到這里“卡殼”了.怎么辦呢?下面的事情就是求出4 a -4 b的值,為此需要找出a,b的關(guān)系.注意到△DCG ~△GPK,則有






所以從表面上看,將S△DEK 的表達(dá)式變得簡(jiǎn)單了,似乎求解過(guò)程也應(yīng)該簡(jiǎn)單.然而在求解過(guò)程中,還需用到相似三角形的知識(shí),不僅麻煩有時(shí)甚至在這里“卡殼”.
2.3解法三:如圖7,利用“傳遞面積”的功能(等底等高的三角形面積相等),于是我們連接DB、GE、FK,得:△GED的面積等于△GEB的面積、△GEF的面積等于△GEK的面積.





2.4解法四:如圖8,利用動(dòng)態(tài)思想(特殊值法).因?yàn)轭}目中沒(méi)有告訴左邊的正方形ABCD和右邊正方形FPKR的邊長(zhǎng)大小,說(shuō)明所求結(jié)果與其大小是沒(méi)有關(guān)系的,其邊長(zhǎng)大小是可以變化的但是有范圍(CD≧GF>PF).用特殊值法,當(dāng)CD=GF時(shí)得到圖8,(注意:正方形ABCD的邊長(zhǎng)變化過(guò)程中因?yàn)辄c(diǎn)






點(diǎn)評(píng) 這是一道選擇題在考試的時(shí)候,用前面的兩種方法顯然是不可取的(計(jì)算量大,費(fèi)時(shí)且容易出錯(cuò).)后兩種方法雖然簡(jiǎn)單易行,可一般的考生不容易想到.
再看一道題,它是2008年黑龍江雞西的一道中考填空題.前面兩道都是關(guān)于正方形的而這一道是關(guān)于長(zhǎng)方形的,也可以看成第一道題的變式.下面我們來(lái)做一做.
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