在小學階段,我們學過許多關于幾何圖形面積計算的知識。在計算幾何圖形面積時,除了能正確運用面積計算公式外,還需要掌握一定的解題技巧。
一、割補法
割補法是指將一些不規則的、分散的幾何圖形經過分割、移補,拼成一個規則的幾何圖形,從而求出面積的方法。
例1如圖1,已知正方形的邊長是6厘米,求陰影部分的面積。
分析與解:如圖2所示,連接正方形的對角線,可以將陰影I分割成I1和I2兩部分,然后將陰影I1移至空白I1′處,將陰影I2移至空白I2′處,這樣陰影部分就拼成了一個等腰直角三角形。要求陰影部分的面積,只要求出這個等腰直角三角形的面積即可,列式為:6×6÷2=18(平方厘米)。
練一練1:如圖3,已知AB=BC=4厘米,求陰影部分的面積。
二、平移法
平移法是指把一些不規則的幾何圖形沿水平或垂直方向移動,拼成一個規則的幾何圖形,從而求出面積的方法。
例2如圖4,已知長方形的長是12厘米,寬是6厘米,求陰影部分的面積。
分析與解:如圖5所示,連結長方形兩條長的中點,把陰影部分分成左右兩部分,然后把左邊的陰影部分向右平移至空白處,這樣陰影部分就轉化成了一個邊長為6厘米的正方形。要求陰影部分的面積,只要求出這個正方形的面積,列式為:6×6=36(平方厘米)。
練一練2: 如圖6,求陰影部分的面積(單位:分米)。
三、旋轉法
旋轉法是指把一些幾何圖形繞某一點沿順時針(或逆時針)方向轉動一定的角度,使分散的、不規則的幾何圖形合并成一個規則的幾何圖形,從而求出面積的方法。
例3如圖7,已知ABC是等腰直角三角形,斜邊AB=20厘米,D是AB的中點,扇形DAE和DBF都是圓的,求陰影部分的面積。
分析與解:如圖8所示,把扇形DBF繞D點沿順時針方向旋轉180°后,扇形DBF與扇形DAE就合并成了一個半徑為10厘米的半圓,兩個空白三角形也合并成了一個直角邊為10厘米的等腰直角三角形,要求陰影部分的面積,只要用半圓的面積減去空白部分的面積即可,列式為:3.14×(20÷2)2÷2-(20÷2)2÷2=107(平方厘米)。
練一練3: 如圖9,在直角三角形ABC中有一個正方形BDEF,E點正好落在直角三角形的斜邊AC上,已知AE=8厘米,EC=12厘米,求圖中陰影部分的面積。
四、等分法
等分法是指把一個幾何圖形平均分成若干個完全相同的小圖形,然后根據大圖形與小圖形面積之間的倍數關系進行求解的方法。
例4如圖10,三角形ABC的面積是48平方分米,點D、E、F與G、H、I分別是三角形ABC與三角形DEF各邊的中點。求陰影部分的面積。
分析與解:通過作輔助線,可以將三角形ABC平均分成16個完全一樣的小三角形(如圖11所示),陰影部分為其中3個小三角形,即陰影部分的面積占三角形ABC的面積的。陰影部分的面積為:48×=9(平方分米)。
練一練4: 如圖12所示,長方形ABCD的長是10厘米,寬是6厘米,E、F分別是AB和AD的中點,求陰影部分的面積。
五、軸對稱法
軸對稱法是指根據軸對稱圖形的特點,在原圖上再構造一個完全相同的圖形,使原圖的面積擴大2倍,然后通過計算新圖形的面積來求出原圖面積的方法。
例5如圖13,在扇形OAB中,OA、OB的長均為6厘米,∠AOB=45°,求陰影部分的面積。
分析與解:如圖14所示,根據軸對稱圖形的特點,以OB邊所在的直線為對稱軸,作一個與扇形OAB完全一樣的扇形OA′B,這樣兩個扇形就組成了一個圓。陰影部分的面積就相當于用圓的面積減去等腰直角三角形AOA′的面積,然后再除以2,列式為:(3.14×62×-6×6÷2)÷2=5.13(平方厘米)。
練一練5: 如圖15所示,已知等腰直角三角形ABC的斜邊AC長是8厘米,求這個三角形的面積。
六、整體分析法
整體分析法是指不注重對問題局部細節的考慮,而著眼于把局部放在一個整體中,通過觀察、分析,尋求局部與整體之間的聯系,從而找到解決問題的方法。
例6如圖16,已知大圓的直徑是20厘米,求陰影部分的面積。
分析與解:通過仔細觀察圖形,我們可以發現:在大圓中,與陰影Ⅰ、陰影Ⅱ、陰影Ⅲ面積相等的圖形均有4個,其中陰影1個,空白3個。要求陰影部分的面積,就相當于把大圓的面積平均分成4份,求其中一份的面積,列式為:3.14×(20÷2)2÷4=78.5(平方厘米)。
練一練6: 如圖17所示,已知大圓的直徑是16厘米,求陰影部分的面積。
七、等量代換法
等量代換法是指根據題目中圖形之間面積相等的關系,以此代彼,相互替換,從而求出面積的方法。
例7如圖18,長方形ABCD的面積為1500平方厘米,陰影部分的面積為880平方厘米,求四邊形EFGO的面積。
分析與解:在長方形ABCD中,△ABF與△DBF同底(即BF的長)、等高(即長方形的寬),所以S△ABF= S△DBF 。若從這兩個三角形中同時減去△BEF,則剩下的圖形面積相等,即:S△ABE=S△DEF 。這樣S陰影=S四邊形EFGO+
S△ACD ,則S四邊形EFGO=S陰影-S△ACD 。四邊形EFGO的面積為:880-1500÷2=130(平方厘米)。
練一練7: 如圖19所示,已知平行四邊形EFGH的底是8厘米,高是6厘米,陰影部分的面積是16平方厘米,求四邊形ABCD的面積。
八、兩次求差法
兩次求差法是指根據圖形之間相容相斥的原理,通過兩次求差求出面積的方法。
例8如圖20,長方形ABCD的長是6厘米,寬是4厘米,求陰影部分的面積。
分析與解:從圖中可以看出:陰影部分面積等于扇形ADE的面積減去空白部分AFCD的面積。AFCD是一個不規則的圖形,它的面積無法直接求出,可以用長方形ABCD的面積減去扇形ABF的面積得出。空白部分AFCD的面積為:6×4-3.14×42×=11.44(平方厘米),陰影部分的面積為:3.14×62×-11.44=16.82(平方厘米)。
練一練8:如圖21所示,已知正方形ABCD的邊長是8分米,求陰影部分的面積。
九、比例法
比例法是指根據幾何圖形中相關聯的量之間的正、反比例關系求出面積的方法。
例9如圖22,在梯形ABCD中,BC=2AD,BF=2EF,E是CD的中點。已知梯形ABCD的面積是72平方厘米,求陰影部分的面積。
分析與解:在梯形ABCD中,三角形BCD與三角形ABD的高相等,底BC=2AD,所以三角形BCD與三角形ABD的面積比為2∶1,三角形BCD的面積為72÷(2+1)×2=48(平方厘米)。由于E是CD的中點,三角形BDE與三角形BCE的面積相等,三角形BDE的面積為48÷2=24(平方厘米)。又因為三角形BDF與三角形EDF的高相等,底BF=2EF,所以三角形BDF與三角形EDF的面積比為2∶1,三角形BDF的面積為24÷(2+1)×2=16(平方厘米)。
練一練9: 如圖23所示,平行四邊形ABCD的面積是96平方分米,BE=2DE,AF=3DF,求三角形DEF的面積。
十、方程法
方程法是指通過設未知數列方程的方法,求出某條線段的值,然后再求出面積的方法。
例10如圖24,在直角三角形ABC中有一個正方形BDEF,已知AB=3厘米,BC=4厘米,AC=5厘米,EG垂直于AC,且EG=0.3厘米。求正方形BDEF的面積。
分析與解:如圖25,連接AE、BE、CE。要求正方形BDEF的面積,一般要先求出其邊長,根據題目中的條件,我們可以采用列方程的方法求出正方形邊長。設正方形BDEF的邊長為x厘米,根據S△ABE+S△BCE+S△ACE=S△ABC,可列方程為:3x×+4x×+5×0.3×=3×4×,解:x=1.5。正方形BDEF的面積為:1.5×1.5=2.25(平方厘米)。
練一練10: 如圖26所示,長方形ABCD的長是8分米,寬是6分米,BE=2AE,三角形ECG的面積18平方分米,OF的長是多少分米?