2014西安市五大名校小升初奥数几何典型题汇集
知识点拨
:熟练掌握五大面积模型等积,鸟头,蝶形,相似(含金字塔模型和沙漏模型),共边(含燕尾模型和风筝模型), 掌握五大面积模型的各种变形 一、等积模型
AB①等底等高的两个三角形面积相等;
②两个三角形高相等,面积比等于它们的底之比;
SS两个三角形底相等,面积比等于它们的高之比; 如右图S1:S2?a:b abCD③夹在一组平行线之间的等积变形,如右图
12S△ACD?S△BCD;
反之,如果S△ACD?S△BCD,则可知直线AB平行于CD.
④等底等高的两个平行四边形面积相等(长方形和正方形可以看作特殊的平行四边形); ⑤三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半;
⑥两个平行四边形高相等,面积比等于它们的底之比;两个平行四边形底相等,面积比等于它们的高之比. 二、鸟头定理
两个三角形中有一个角相等或互补,这两个三角形叫做共角三角形. 共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比.
如图在△ABC中,D,E分别是AB,AC上的点如图 ⑴(或D在BA的延长线上,E在AC上), 则S△ABC:S△ADE?(AB?AC):(AD?AE)
ADDEAE
图⑴ 图⑵
三、蝶形定理
任意四边形中的比例关系(“蝶形定理”):
①S1:S2?S4:S3或者S1?S3?S2?S4②AO:OC??S1?S2?:?S4?S3?
BCDBCAS2BS1OS3S4C蝶形定理为我们提供了解决不规则四边形的面积问题的一个途径.通过构造模型,一方面可以使不规则四边形的面积关系与四边形内的三角形相联系;另一方面,也可以得到与面积对应的对角线的比例关系.
梯形中比例关系(“梯形蝶形定理”): aAD22①S1:S3?a:b S1S2S4②S1:S3:S2:S4?a2:b2:ab:ab; O2③S的对应份数为?a?b?. S3
BbC四、相似模型
(一)金字塔模型 (二) 沙漏模型
AEAFDDBFGEC
BGC
①
ADAEDEAF; ???ABACBCAG②S△ADE:S△ABC?AF2:AG2.
所谓的相似三角形,就是形状相同,大小不同的三角形(只要其形状不改变,不论大小怎样改变它们都相似),与相似三角形相关的常用的性质及定理如下:
⑴相似三角形的一切对应线段的长度成比例,并且这个比例等于它们的相似比; ⑵相似三角形的面积比等于它们相似比的平方; ⑶连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.
三角形中位线定理:三角形的中位线长等于它所对应的底边长的一半.
相似三角形模型,给我们提供了三角形之间的边与面积关系相互转化的工具. 在小学奥数里,出现最多的情况是因为两条平行线而出现的相似三角形. 五、共边定理(燕尾模型和风筝模型)
在三角形ABC中,AD,BE,CF相交于同一点O,那么
AS?ABO:S?ACO?BD:DC上述定理给出了一个新的转化面积比与线段比的手段,因为?ABO和?ACO的形状很象燕子的尾巴,所以这个定
E理被称为燕尾定理.该定理在许多几何题目中都有着广泛的运用,F它的特殊性在于,它可以存在于任何一个三角形之中,为三角形中
O的三角形面积对应底边之间提供互相联系的途径.
BCD
典型例题
【例 1】 如图,正方形ABCD的边长为6,长方形EFGH的面积为 . CF?2.AE?1.5,
_H _D_H _D_A_E
_G
_A
_E
_G
_B
_F
_C
_B
_F
_C
【解析】 连接DE,DF,则长方形EFGH的面积是三角形DEF面积的二倍.
三角形DEF的面积等于正方形的面积减去三个三角形的面积,
S△DEF?6?6?1.5?6?2?2?6?2?4.5?4?2?16.5,所以长方形EFGH面积
为33.
【巩固】如图所示,正方形ABCD的边长为8厘米,长方形EBGF的长BG为10厘米,那么长方形的宽为几厘米?
_ E_ A_ F
_ D
_ G
_ C _ B
_ F
_ D
_ C
_ A_ E_ B
_ G
【解析】 本题主要是让学生会运用等底等高的两个平行四边形面积相等(长方形和正方形
可以看作特殊的平行四边形).三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半.
证明:连接AG.(我们通过△ABG把这两个长方形和正方形联系在一起).∵在
11S?S?ABCD(三角形面积等于与正方形ABCD中,S△ABG??AB?AB边上的高,∴△ABG221S?SEFGB. 它等底等高的平行四边形面积的一半)同理,△ABG2∴正方形ABCD与长方形EFGB面积相等. 长方形的宽?8?8?10?6.4(厘米).
【例 2】 长方形ABCD的面积为36cm2,E、F、G为各边中点,H为AD边上任意一点,
问阴影部分面积是多少?
AHDEG
【解析】 解法一:寻找可利用的条件,连接BH、HC,如下图:
FCBAHDEGB111?SS?S?DHC?HS?B、AS?FHB、?CHB?DHGHB222SABCD?S?AHB?S?CHB?S?CHD?36
11 即S?EHB?S?BHF?S?DHG?(S?AHB?S?CHB?S?CHD)??36?18;
22S?EHB?S?BHF?S?DHG?S阴影?S?EBF 而 得
:
FC
S?E,而
,
11111S?EBF??BE?BF??(?AB)?(?BC)??36?4.5所以阴影部分的面积是:
22228S阴影?18?S?EBF?18?4.5?13.5
解法二:特殊点法.找H的特殊点,把H点与D点重合,
那么图形就可变成右图:
AD(H)EG
这样阴影部分的面积就是?DEF的面积,根据鸟头定理,则有:
1111111S阴影?SABCD?S?AED?S?BEF?S?CFD?36???36????36???36?13.5.
2222222
【巩固】在边长为6厘米的正方形ABCD内任取一点P,将正方形的一组对边二等分,另
一组对边三等分,分别与P点连接,求阴影部分面积.
FCADA(P)DADBPPCC B B
【解析】 (法1)特殊点法.由于P是正方形内部任意一点,可采用特殊点法,假设P点
与A点重合,则阴影部分变为如上中图所示,图中的两个阴影三角形的面积分别
BC111646(法2)连接PA、PC.
由于?PAD与?PBC的面积之和等于正方形ABCD面积的一半,所以上、下两个阴
1影三角形的面积之和等于正方形ABCD面积的,同理可知左、右两个阴影三角
4111形的面积之和等于正方形ABCD面积的,所以阴影部分的面积为62?(?)?15646占正方形面积的和,所以阴影部分的面积为62?(?)?15平方厘米.
14平方厘米.
【例 3】 如图所示,长方形ABCD内的阴影部分的面积之和为70,AB?8,AD?15,四
边形EFGO的面积为 .
ADOEBFGC
【解析】 利用图形中的包含关系可以先求出三角形AOE、DOG和四边形EFGO的面积之
和,以及三角形AOE和DOG的面积之和,进而求出四边形EFGO的面积.
由于长方形ABCD的面积为15?8?120,所以三角形BOC的面积为120??30,所以三角形AOE和DOG的面积之和为120??70?20;
3414?又三角形AOE、DOG和四边形EFGO的面积之和为120??????30,所以四边形24??11EFGO的面积为30?20?10.
另解:从整体上来看,四边形EFGO的面积?三角形AFC面积?三角形BFD面积?白色部分的面积,而三角形AFC面积?三角形BFD面积为长方形面积的一半,即60,白色部分的面积等于长方形面积减去阴影部分的面积,即120?70?50,所以四边形的面积为60?50?10.
【巩固】如图,长方形ABCD的面积是36,E是AD的三等分点,AE?2ED,则阴影部分
的面积为 .
AOBC EDAMOBENDC【解析】 如图,连接OE.根据蝶形定理,ON:ND?S?COE:S?CDE?1S?CAE:S?CDE?1:1,所2
以
S?OEN?S?O11S?OED;OM:MA?S?BOE:S?BAE?S?BDE:S?BAE?1:4,所以22111?SS??S矩形ABCD?3,S?OEA?2S?OED?6,所以阴影.又EM?O?EOEDA5341215部分面积为:3??6??2.7.
【例 4】 已知ABC为等边三角形,面积为400,D、E、F分别为三边的中点,已知甲、
乙、丙面积和为143,求阴影五边形的面积.(丙是三角形HBC)
A甲乙IJMBNH丙EDFC【解析】 因为D、E、F分别为三边的中点,所以DE、DF、EF是三角形ABC的中位线,
也就与对应的边平行,根据面积比例模型,三角形ABN和三角形AMC的面积都等于三角形ABC的一半,即为200.根据图形的容斥关系,有
S?ABC?S丙?S?ABN?S?AMC?SAMHN400?S丙? 200?200?SAMHN,所以
14【例 5】 如图,已知CD?5,DE?7,EF?15,FG?6,线段AB将图形分成两部分,左
边部分面积是38,右边部分面积是65,那么三角形ADG的面积是 .
S丙?SAMHN.又S阴影?S甲?S乙?S丙?S?ADF?143??400?43.
AACDBEFGCDBEFG【解析】 连接AF,BD.根据题意可知,CF?5?7?15?27;DG?7?15?6?28;
所以,S?BEF?
15S?CBF,S?BEC?12S?CBF,S?AEG?21S?ADG,S?AED?7S?ADG, 272827287122115S?S?CBF?38; S?S?65于是:;?ADG?ADG?CBF28272827可得S?ADG?40.故三角形ADG的面积是40.
【例 6】 如图在△ABC中,D,E分别是AB,AC上的点,且AD:AB?2:5,AE:AC?4:7,
S△ADE?16平方厘米,求△ABC的面积.
AADEDEBCBC【解析】 连接BE,S△ADE:S△ABE?AD:AB?2:5?(2?4):(5?4),
S△ABE:S△ABC?AE:AC?4:7?(4?5):(7?5),所以S△ADE△
4)?:(,7设
:SABC?(?2S△ADE?8份,则S△ABC?35份,S△ADE?16平方厘米,所以1份是2平方厘米,35份
就是70平方厘米,△ABC的面积是70平方厘米.由此我们得到一个重要的定理,
共角定理:共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比 .
【巩固】如图,三角形ABC中,AB是AD的5倍,AC是AE的3倍,如果三角形ADE的
面积等于1,那么三角形ABC的面积是多少?
ADECDAEC B【解析】 连接BE.∵EC?3AE ∴S?ABC?3S?ABE又∵AB?5AD
∴S?ADE?S?ABE?5?S?ABC?15,∴S?ABC?15S?ADE?15.
【巩固】如图,三角形ABC被分成了甲(阴影部分)、乙两部分,BD?DC?4,BE?3,AE?6,
乙部分面积是甲部分面积的几倍?
BAEB甲EA乙CB甲乙CDD
【解析】 连接AD.∵BE?3,AE?6∴AB?3BE,S?ABD?3S?BDE
又∵BD?DC?4,∴S?ABC?2S?ABD,∴S?ABC?6S?BDE,S乙?5S甲.
【例 7】 如图在△ABC中,D在BA的延长线上,E在AC上,且AB:AD?5:2,
AE:EC?3:2,S△ADE?12平方厘米,求△ABC的面积.
DDAAEBCE
【解析】 连接BE,S△ADE:S△ABE?AD:AB?2:5?(2?3):(5?3)
S△ABE:S△ABC?AE:AC?3:(3?2)?(3?5):?(3?2)?5?,
所以S△ADE:S△ABC?(3?2):?5?(3?2)??6:25,设S△E则S△ABC?25份,?6份,S△ADE?12DA平方厘米,所以1份是2平方厘米,25份就是50平方厘米,△ABC的面积是50平方厘米.由此我们得到一个重要的定理,共角定理:共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比
【例 8】 如图,平行四边形ABCD,BE?AB,CF?2CB,GD?3DC,HA?4AD,平行四
边形ABCD的面积是2, 求平行四边形ABCD与四边形EFGH的面积比.
H
BCHAGDFBCEAGDFBCE
【解析】 连接AC、BD.根据共角定理
∵在△ABC和△BFE中,?ABC与?FBE互补, ∴
S△ABCAB?BC1?11???.又S△ABC?1,所以S△FBE?3.同理可得S△GCF?8,S△DHG?15,S△FBEBE?BF1?33S△AEH?8.所以SEFGH?S△AEH?S△CFG?S△DHG?S△BEF?SABCD?8?8?15+3+2?36.
S21所以ABCD??.
SEFGH3618【例 9】 如图所示的四边形的面积等于多少?
C1312O131213D13
【解析】 题目中要求的四边形既不是正方形也不是长方形,难以运用公式直接求面积.我
们可以利用旋转的方法对图形实施变换:
把三角形OAB绕顶点O逆时针旋转,使长为13的两条边重合,此时三角形OAB将旋转到三角形OCD 的位置.这样,通过旋转后所得到的新图形是一个边长为12的正方形,且这个正方形的面积就是原来四边形的面积.因此,原来四边形的面积为12?12?144.(也可以用勾股定理)
【例 10】 如图所示,?ABC中,?ABC?90?,AB?3,BC?5,以AC为一边向?ABC外作
正方形ACDE,中心为O,求?OBC的面积.
E1212ABEOA3B5CDOA3B5CD
【解析】 如图,将?OAB沿着O点顺时针旋转90?,到达?OCF的位置.
由于?ABC?90?,?AOC?90?,所以?OAB??OCB?180?.而?OCF??OAB, 所以?OCF??OCB?180?,那么B、C、F三点在一条直线上.
由于OB?OF,?BOF??AOC?90?,所以?BOF是等腰直角三角形,且斜边BF为
5?3?8,所以它的面积为82?5. 16??1081?16.根据面积比例模型,?OBC的面积为4F
【例 11】 如图,以正方形的边AB为斜边在正方形内作直角三角形ABE,?AEB?90?,AC、
BD交于O.已知AE、BE的长分别为3cm、5cm,求三角形OBE的面积.
CBCBOEDAOEFA D
【解析】 如图,连接DE,以A点为中心,将?ADE顺时针旋转90?到?ABF的位置.
那么?EAF??EAB??BAF??EAB??DAE?90?,而?AEB也是90?,所以四边形AFBE是直角梯形,且AF?AE?3,所以梯形AFBE的面积为:
?3?5??3?1?12(cm2).又因为?ABE是直角三角形,根据勾股定理,2AB?AE?BE?3?5?34,所以S?ABD?22222那么S?BDE?S?ABD??S?ABE所以S?OBE?
1AB2?17(cm2). 2?S?ADE??S?ABD?SAFBE?17?12?5(cm2),
1S?BDE?2.5(cm2). 2【例 12】 如下图,六边形ABCDEF中,AB?ED,AF?CD,BC?EF,且有AB平行于ED,
对角线FD垂直于BD,已知FD?24厘米,BD?18AF平行于CD,BC平行于EF,
厘米,请问六边形ABCDEF的面积是多少平方厘米?
BACGABCFEDFED
【解析】 如图,我们将?BCD平移使得CD与AF重合,将?DEF平移使得ED与AB重合,这
样EF、BC都重合到图中的AG了.这样就组成了一个长方形BGFD,它的面积与原六边形的面积相等,显然长方形BGFD的面积为24?18?432平方厘米,所以六边形ABCDEF的面积为432平方厘米.
【例 13】 如图,三角形ABC的面积是1,E是AC的中点,点D在BC上,且BD:DC?1:2,
AD与BE交于点F.则四边形DFEC的面积等于 .
AAAEBDFCB33EF312CDEFBDC【解析】 方法一:连接CF,根据燕尾定理,
S△ABFS△ACF SAEBD1?1, ??,△ABF?S△CBFECDC2
设S△BDF?1份,则S△DCF?2份,S△ABF?3份,S△AEF?S△EFC?3份,如
55S?S?图所标,所以DCEF △ABC121211S?S?方法二:连接DE,由题目条件可得到△ABD, △ABC331121BFS△ABD1??, S△ADE?S△ADC??S△ABC?,所以
FES△ADE122331111111S△DEF??S△DEB???S△BEC????S△ABC?,
223232122115而S△CDE???S△ABC?.所以则四边形DFEC的面积等于.
32312【巩固】如图,长方形ABCD的面积是2平方厘米,EC?2DE,F是DG的中点.阴影部
分的面积是多少平方厘米?
AAFBGDECABBD1DFE323xF3yEGxyCCG
【解析】 设S△DEF?1份,则根据燕尾定理其他面积如图所示S阴影?55S△BCD?平方厘1212米.
【例 14】 四边形ABCD的对角线AC与BD交于点O(如图所示).如果三角形ABD的面积等
1于三角形BCD的面积的,且AO?2,DO?3,那么CO的长度是DO的长度的
3_________倍.
AOBCBDAHODG 【解析】 在本题中,四边形ABCD为任意四边形,对于这种”不良四边形”,无外乎两种处
理方法:⑴利用已知条件,向已有模型靠拢,从而快速解决;⑵通过画辅助线来改造不良四边形.看到题目中给出条件S?ABD:S?BCD?1:3,这可以向模型一蝶形定理靠拢,于是得出一种解法.又观察题目中给出的已知条件是面积的关系,转化为边的关系,可以得到第二种解法,但是第二种解法需要一个中介来改造这个”不良四边形”,于是可以作AH垂直BD于H,CG垂直BD于G,面积比转化为高之比.再应用结论:三角形高相同,则面积之比等于底边之比,得出结果.请老师注意比较两种解法,使学生体会到蝶形定理的优势,从而主观上愿意掌握并使用蝶形定理解决问题.
解法一:∵AO:OC?S?ABD:S?BDC?1:3,∴OC?2?3?6,∴OC:OD?6:3?2:1. 解法二:作AH?BD于H,CG?BD于G.
111S?S?DOC, ∵S?ABD?S?BCD,∴AH?CG,∴?AOD333∴AO?CO,∴OC?2?3?6,∴OC:OD?6:3?2:1.
【巩固】如图,四边形被两条对角线分成4个三角形,其中三个三角形的面积已知,
求:⑴三角形BGC的面积;⑵AG:GC??
13CA2B1G3DC【解析】 ⑴根据蝶形定理,S?BGC
?1?2?3,那么S?BGC?6;
⑵根据蝶形定理,AG:GC??1?2?:?3?6??1:3.
【例 15】 如图,平行四边形ABCD的对角线交于O点,△CEF、△OEF、△ODF、△BOE的
面积依次是2、4、4和6.求:⑴求△OCF的面积;⑵求△GCE的面积.
AOGDFC
【解析】 ⑴根据题意可知,△BCD的面积为2?4?4?6?16,那么△BCO和?CDO的面积都
是16?2?8,所以△OCF的面积为8?4?4;
⑵由于△BCO的面积为8,△BOE的面积为6,所以△OCE的面积为8?6?2, 蝶形定理,EG:FG?S?COE:S?COF?2:4?1:2,所以S?GCE:S?GCF?EG:FG?1:2,那么S?GCE?BE112S?CEF??2?. 1?233
【例 16】 如图,长方形ABCD中,BE:EC?2:3,DF:FC?1:2,三角形DFG的面积为2平
方厘米,求长方形ABCD的面积.
AGDFCAGDFCB
【解析】 连接AE,FE.因为BE:EC?2:3,DF:FC?1:2,所以
31111S?DEF?(??)S长方形ABCD?S长方形ABCDS?AED?S长方形ABCD,
532102AG:GF?11:?5:1,所以S?AGD210EBE?5S?GDF?10平方厘米,所以S?AFD?12平方
1S?S长方形ABCD,所以长方形ABCD的面积是72平方厘米. 厘米.因为?AFD6
【例 17】 如图,正方形ABCD面积为3平方厘米,M是AD边上的中点.求图中阴影部分
的面积.
BCGAD
【解析】 因为M是AD边上的中点,所以AM:BC?1:2,根据梯形蝶形定理可以知道
?1份,则S△AMG:S△ABG:S△MCG:S△BCG?12(:1?2)(:1?2):22?1:2:2:4,设S△AGMMS△MCD?1?2? 3份,所以正方形的面积为1?2?2?4?3?12份,S阴影?2?2?4份,所以S阴影:S正方形?1:3,所以S阴影?1平方厘米.
【巩固】在下图的正方形ABCD中,E是BC边的中点,AE与BD相交于F点,三角形BEF的面积为1平方厘米,那么正方形ABCD面积是 平方厘米.
ADFBEC
2?(1?2)?9(平方
【解析】 连接DE,根据题意可知BE:AD?1:2,根据蝶形定理得S梯形厘米),S△ECD?3(平方厘米),那么S?ABCD?12(平方厘米).
【例 18】 已知ABCD是平行四边形,BC:CE?3:2,三角形ODE的面积为6平方厘米.则
阴影部分的面积是 平方厘米.
AODAODBCEBCE【解析】 连接AC.
由于ABCD是平行四边形,BC:CE?3:2,所以CE:AD?2:3,
根据梯形蝶形定理,S?COE:S?AOC:S?DOE:S?AOD?22:2?3:2?3:32?4:6:6:9,所以
S?AOC?6(平方厘米),S?AOD?9(平方厘米),又S?ABC?S?ACD?6?9?15(平方厘米),阴影部分面积为6?15?21(平方厘米).
【巩固】右图中ABCD是梯形,ABED是平行四边形,已知三角形面积如图所示(单位:
平方厘米),阴影部分的面积是 平方厘米.
A9214BEDA921CBO4ED
【分析】 连接AE.由于AD与BC是平行的,所以AECD也是梯形,那么S?OCD?S?OAE.
根据蝶形定理,S?OCD?S?OAE?S?OCE?S?OAD?4?9?36,故S?OCD?36, 所以S?OCD?6(平方厘米).
【巩固】右图中ABCD是梯形,ABED是平行四边形,已知三角形面积如图所示(单位:
平方厘米),阴影部分的面积是 平方厘米.
A8162BECBE16DA8O2CD2C
【解析】 连接AE.由于AD与BC是平行的,所以AECD也是梯形,那么S?OCD?S?OAE.
2根据蝶形定理,S?OCD?S?OAE?S?OCE?S?OAD?2?8?16,故S?OCD?16,所以S?OCD?4(平方厘米).
另解:在平行四边形ABED中,S?ADE?S?ABED???16?8??12(平方厘米), 所以S?AOE?S?ADE?S?AOD?12?8?4(平方厘米),
根据蝶形定理,阴影部分的面积为8?2?4?4(平方厘米).
【例 19】 如图,长方形ABCD被CE、DF分成四块,已知其中3块的面积分别为2、5、8
平方厘米,那么余下的四边形OFBC的面积为___________平方厘米.
AE25O8DCD1212F?BAE25O8F?B
【解析】 连接DE、CF.四边形EDCF为梯形,所以S?EOD?S?FOC,又根据蝶形定理,
S?EOD?S?FOC?S?EOF?S?COD,所以S?EOD?S?FOC?S?EOF?S?COD?2?8?16,所以S?EOD?4(平方厘米),S?ECD?4?8?12(平方厘米).那么长方形ABCD的面积为12?2?24平方厘米,四边形OFBC的面积为24?5?2?8?9(平方厘米).
【例 20】 如图,?ABC是等腰直角三角形,DEFG是正方形,线段AB与CD相交于K点.已
C知正方形DEFG的面积48,AK:KB?1:3,则?BKD的面积是多少?
DKBEFCBEAGDKAG
【解析】 由于DEFG是正方形,所以DA与BC平行,那么四边形ADBC是梯形.在梯形ADBC中,?BDK和?ACK的面积是相等的.而AK:KB?1:3,所以?ACK的面积是?ABC111?,那么?BDK的面积也是?ABC面积的.由于?ABC是等腰直角三1?344角形,如果过A作BC的垂线,M为垂足,那么M是BC的中点,而且AM?DE,可见?ABM和?ACM的面积都等于正方形DEFG面积的一半,所以?ABC的面积与
1正方形DEFG的面积相等,为48.那么?BDK的面积为48??12.
4【例 21】 下图中,四边形ABCD都是边长为1的正方形,E、F、G、H分别是AB,BC,
CD,DA的中点,如果左图中阴影部分与右图中阴影部分的面积之比是最简分m数,那么,(m?n)的值等于 . nMFC面积的
AHDAHDEGEGCF B
【解析】 左、右两个图中的阴影部分都是不规则图形,不方便直接求面积,观察发现两个
图中的空白部分面积都比较好求,所以可以先求出空白部分的面积,再求阴影部分的面积.如下图所示,在左图中连接EG.设AG与DE的交点为M.
BFC左图中AEGD为长方形,可知?AMD的面积为长方形AEGD面积的,所以三角形
111又左图中四个空白三角形的面积是相等的,所以左图AMD的面积为12???.
24811中阴影部分的面积为1??4?.
82AHDAHD14MEGENG
如上图所示,在右图中连接AC、EF.设AF、EC的交点为N.
可知EF∥AC且AC?2EF.那么三角形BEF的面积为三角形ABC面积的,所以
111113248288在梯形AEFC中,由于EF:AC?1:2,根据梯形蝶形定理,其四部分的面积比为:
BFCBFC14三角形BEF 的面积为12???,梯形AEFC的面积为??.
311,那么四边12:1?2:1?2:22?1:2:2:4,所以三角形EFN的面积为??81?2?2?424111形BENF的面积为??.而右图中四个空白四边形的面积是相等的,所以右
824611图中阴影部分的面积为1??4?.那么左图中阴影部分面积与右图中阴影部分
6311m3面积之比为:?3:2,即?,那么m?n?3?2?5.
23n2
【例 22】 如图, △ABC中,DE,FG,BC互相平行,AD?DF?FB,
则S△ADE:S四边形DEGF:S四边形FGCB? .
ADFBEGC
【解析】 设S△ADE?1份,根据面积比等于相似比的平方,
所以S△ADE:S△AFG?AD2:AF2?1:4,S△ADE:S△ABC?AD2:AB2?1:9, 因此S△AFG?4份,S△ABC?9份,
进而有S四边形DEGF?3份,S四边形FGCB?5份,所以S△ADE:S四边形DEGF:S四边形FGCB?1:3:5
【巩固】如图,DE平行BC,且AD?2,AB?5,AE?4,求AC的长.
ADBE
【解析】 由金字塔模型得AD:AB?AE:AC?DE:BC?2:5,所以AC?4?2?5?10
【巩固】如图, △ABC中,DE,FG,MN,PQ,BC互相平行,AD?DF?FM?MP?PB,则 AS△ADE:S四边形DEGF:S四边形FGNM:S四边形MNQP:S四边形PQCB? . DE【解析】 设
CS△ADE?1份,S△ADE:S△AFG?AD2:AF2?1:4,因此
S△AFG?4份,进而有S四边形DEG?F3份,同理有
BFMGNQCPS四边形FGNM?5份,S四边形MNQP?7份,S四边形PQCB?9份.
所以有S△ADE:S四边形DEGF:S四边形FGNM:S四边形MNQP:S四边形PQCB?1:3:5:7:9
【例 23】 如图,已知正方形ABCD的边长为4,F是BC边的中点,E是DC边上的点,且
DE:EC?1:3,AF与BE相交于点G,求S△ABG
ABABABGFGFGF
【解析】 方法一:连接AE,延长AF,DC两条线交于点M,构造出两个沙漏,所以有
AB:CM?BF:FC?1:1,因此CM?4,根据题意有CE?3,再根据另一个沙漏有
ECDECDECMDGB:GE?AB:EM?4:7,所以S△ABG?4432S△ABE??(4?4?2)?. 4?71111,分别求S△ABF?4?2?2?4,
S△AEF?4?4?4?1?2?3?2?2?4?7,据蝶形定理S△ABF:S△AEF?BG:GE?4:7,
4432S?S??(4?4?2)?所以△ABG. △ABE4?71111法
二
:
连
接
AE,EF
【例 24】 如图所示,已知平行四边形ABCD的面积是1,E、F是AB、AD的中点, BF交EC于M,求?BMG的面积.
AEBFHMGCBDIAFHD
EM
GC【解析】 解法一:由题意可得,E、F是AB、AD的中点,得EF//BD,而
FD:BC?F:H?HC1:,2EB:CD?BG:GD?1:2所以CH:CF?GH:EF?2:3,
并得G、H是BD的三等分点,所以BG?GH,所以BG:EF?BM:MF?2:3,所
2以BM?BF,S?BFD5?1111S?ABD??S?ABCD?; 22241212111S???S????又因为BG?BD,所以?BMG. ?BFD35354303 解法二:延长CE交DA于I,如右图,
可得,AI:BC?AE:EB?1:1,从而可以确定M的点的位置,
21 BM:MF?BC:IF?2:3,BM?BF,BG?BD(鸟头定理),
53 可得S?BMG??S?BDF???S?ABCD?
21532115341 30【例 25】 如图,ABCD为正方形,AM?NB?DE?FC?1cm且MN?2cm,请问四边形PQRS的面积为多少?
DERSPAMNBQSPFCDERFCQ
AMNB
【解析】 (法1)由AB//CD,有
MQMBMPPC,所以PC?2PM,又,所以 ??QCECMNDC11111MQ?QC?MC,所以PQ?MC?MC?MC,所以SSPQR占SAMCF的,
2236612所以SSPQR??1?(1?1?2)?(cm2).
631(法2)如图,连结AE,则S?ABE??4?4?8(cm2),
2RBERRBAB2216而,所以???2,S?ABR?S?ABE??8?(cm2). ABEFEFEF33311MNMP而S?MBQ?S?ANS??3?4??3(cm2),因为, ?22DCPC1114所以MP?MC,则S?MNP??2?4??(cm2),阴影部分面积等于
32331642S?ABR?S?ANS?S?MBQ?S?MNP??3?3??(cm2).
333
【例 26】 如右图,三角形ABC中,BD:DC?4:9,CE:EA?4:3,求AF:FB.
AFBODEC
【解析】 根据燕尾定理得S△AOB:S△AOC?BD:CD?4:9?12:27
S△AOB:S△BOC?AE:CE?3:4?12:16
(都有△AOB的面积要统一,所以找最小公倍数)所以S△AOC:S△BOC?27:16?AF:FB
【点评】本题关键是把△AOB的面积统一,这种找最小公倍数的方法,在我们用比例解
题中屡见不鲜,如果能掌握它的转化本质,我们就能达到解奥数题四两拨千斤的巨大力量!
【巩固】如右图,三角形ABC中,BD:DC?3:4,AE:CE?5:6,求AF:FB.
AFBODEC【解析】 根据燕尾定理得S△AOB:S△AOC?BD:CD?3:4?15:20
S△AOB:S△BOC?AE:CE?5:6?15:18
(都有△AOB的面积要统一,所以找最小公倍数) 所以S△AOC:S△BOC?20:18?10:9?AF:FB
【巩固】如右图,三角形ABC中,BD:DC?2:3,EA:CE?5:4,求AF:FB.
AFBODEC【解析】 根据燕尾定理得S△AOB:S△AOC?BD:CD?2:3?10:15
S△AOB:S△BOC?AE:CE?5:4?10:8
(都有△AOB的面积要统一,所以找最小公倍数) 所以S△AOC:S△BOC?15:8?AF:FB
【点评】本题关键是把△AOB的面积统一,这种找最小公倍数的方法,在我们用比例解
题中屡见不鲜,如果能掌握它的转化本质,我们就能达到解奥数题四两拨千斤的巨大力量!
【例 27】 如右图,三角形ABC中,AF:FB?BD:DC?CE:AE?3:2,且三角形ABC的面积
是1,则三角形ABE的面积为______,三角形AGE的面积为________,三角形GHI的面积为______.
AEFHBGIDCFHGIDCAE【分析】 连接AH、BI、CG.
222AC,故S?ABE?S?ABC?;根据燕尾定理,555S?ACG:S?AB?:B?D2:,3S?BCG:S?ABG?CE:EA?3:2,所以 GCD49S?ACG:S?ABG:S?BCG?4:6:9,则S?ACG?,S?BCG?;
191922489那么S?AG?ES??A?GC;同样分析可得S?ACH?,则?55199519,HEG:EB?S?ACG:S?ACB?4:19,所以EG:GH:HB?4:5:10,EG:?E?HS?ASC4AC:?G5521同样分析可得AG:GI:ID?10:5:4,所以S?BI?ES??BA?E?,
1010555511S?GHI?S?BIE???.
1919519
B
由于CE:AE?3:2,所以AE?
【巩固】 如右图,三角形ABC中,AF:FB?BD:DC?CE:AE?3:2,且三角形GHI的面积
是1,求三角形ABC的面积.
AAFIBHGDEFICHGDEBC【解析】 连接BG,S△AGC?6份
根据燕尾定理,S△AGC:S△BGC?AF:FB?3:2?6:4,S△ABG:S△AGC?BD:DC?3:2?9:6
得S△BGC?4(份),S△ABG?9(份),则S△ABC?19(份),因此同理连接AI、CH得
S△AGC6?, S△ABC19S△ABHS6S619?6?6?61?,△BIC?,所以△GHI?? S△ABC19S△ABC19S△ABC1919三角形GHI的面积是1,所以三角形ABC的面积是19
【巩固】如图,?ABC中BD?2DA,CE?2EB,AF?2FC,那么?ABC的面积是阴影三角
形面积的 倍.
ADGFHBEICADGFHIC【分析】 如图,连接AI.
根据燕尾定理,S?BCI:S?ACI?BD:AD?2:1,S?BCI:S?ABI?CF:AF?1:2,
22所以,S?ACI:S?BCI:S?ABI?1:2:4,那么,S?BCI?S?ABC?S?ABC.
1?2?472同理可知?ACG和?ABH的面积也都等于?ABC面积的,所以阴影三角形的面积
721等于?ABC面积的1??3?,所以?ABC的面积是阴影三角形面积的7倍.
77
BE
【巩固】如图在△ABC中,
△GHI的面积DCEAFB1的值. ???,求
△ABC的面积DBECFA2AEHFIBGDCAEHFIBGDC【解析】 连接BG,设S△BGC?1份,根据燕尾定理
S△AGC:S△BGC?AF:FB?2:1,S△ABG:S△AGC?BD:DC?2:1,得S△AGC?2(份),S2S△ABG?4(份),则S△ABC?7(份),因此△AGC?,同理连接AI、CH得
S△ABC7S△ABH2S△BIC2S7?2?2?21?,?,所以△GHI?? S△ABC7S△ABC7S△ABC77【点评】如果任意一个三角形各边被分成的比是相同的,那么在同样的位置上的图形,虽然形状千变万化,但面积是相等的,这在这讲里面很多题目都是用“同理得到”的,即再重复一次解题思路,因此我们有对称法作辅助线.
【例 28】 如图,三角形ABC的面积是1,BD?DE?EC,CF?FG?GA,三角形ABC被分
成9部分,请写出这9部分的面积各是多少?
AAGGPQFBBFNDECM
【解析】 设BG与AD交于点P,BG与AE交于点Q,BF与AD交于点M,BF与AE交于点N.连
接CP,CQ,CM,CN. 根据燕尾定理,S△ABP:S:G?C1:,2S△ABP:S△ACP?BD:CD?1:2,设△C?BPAGS△ABP?1(份),则S△ABC?1?2??2DEC(5份),所以S△ABP?S△ABQ?211213,S△ABN?,而S△ABG?,所以S△APQ???,S△AQG7237535311239同理,S△BPM?,S△BDM?,所以S四边形PQMN????3521273570139511511115,S四边形NFCE????,S四边形GFNQ???? S四边形MNED????33570423214263216421同理可得,5121???. 3721
【巩固】如图,?ABC的面积为1,点D、E是BC边的三等分点,点F、G是AC边的三
等分点,那么四边形JKIH的面积是多少?
CFGKAIHBJDECFGKIHBAJDE【解析】 连接CK、CI、CJ.
根据燕尾定理,S?ACK:S?ABK?CD:BD?1:2,S?ABK:S?CBK?AG:CG?1:2,
1111所以S?ACK:S?ABK:S?CBK?1:2:4,那么S?ACK??,S?AGK?S?ACK?.
1?2?473212类似分析可得S?AGI?.又S?ABJ:S?CBJ?AF:CF?2:1,S?ABJ:S?ACJ?BD:CD?2:1,
1511117可得S?ACJ?.那么,SCGKJ???.根据对称性,可知四边形CEHJ的面积
42184417也为,那么四边形JKIH周围的图形的面积之和为
84172161619,所以四边形JKIH的面积为1??. SCGKJ?2?S?AGI?S?ABE??2???84153707070
【例 29】 右图,△ABC中,G是AC的中点,D、E、F是BC边上的四等分点,AD与BG交于M,AF与BG交于N,已知△ABM的面积比四边形FCGN的面积大7.2平方厘米,则△ABC的面积是多少平方厘米?
AGAGNMBDEFNMBCDEFC【解析】 连接CM、CN.根据燕尾定理,S△ABM:S△CBM?AG:GC?1:1,
1S△ABM:S△ACM?BD:CD?1:3,所以S△ABM?S△ABC;再根据燕尾定理,
5S△ABN:S△CBN?AG:GC?1:1,所以S△ABN:S△FBN?S△CBN:S△FBN?4:3,所以
S142?,所以AN:NF?4:3,那么△ANG??S△AFC24?3751515?2?SFCGN??1??S△AFC??S△ABC?S△ABC.根据题意,有S△ABC?S△ABC?7.2,可
7428528?7?得S△ABC?336(平方厘米)
【例 30】 如图,面积为l的三角形ABC中,D、E、F、G、H、I分别是AB、BC、CA 的三
等分点,求阴影部分面积.
ADEIHADEQCNMIHP 【解析】 三角形在开会,那么就好好利用三角形中最好用的比例和燕尾定理吧!
令BI与CD的交点为M,AF与CD的交点为N,BI与AF的交点为P,BI与CE的交点为Q,连接AM、BN、CP
⑴求S四边形ADMI:在△ABC中,根据燕尾定理,
S△ABM:S△CBM?AI:CI?1:2S△ACM:S△CBM?AD:BD?1:2
设S△ABM?1(份),则S△CBM?2(份),S△ACM?1(份),S△ABC?4(份),
所以S△ABM?S△ACM?S△ABC,所以S△ADM?S△ABM?所以S四边形ADMI14111?(?)S△ABC?S△ABC, 121261311S△ABC,S△AIM?S△ABC, 1212BFGBFGC同理可得另外两个顶点的四边形面积也分别是△ABC面积的 ⑵求S五边形DNPQE:在△ABC中,根据燕尾定理
S△ABN:S△ACN?BF:CF?1:2S△ACN:S△BCN?AD:BD?1:2,
11111所以S△ADN?S△ABN??S△ABC?S△ABC,同理S△BEQ?S△ABC
3372121在△ABC中,根据燕尾定理S△ABP:S△ACP?BF:CF?1:2,S△ABP:S△CBP?AI:CI?1:2
161?111?11S△ABC S△ABP?S△ABC,所以S五边形DNPQE?S△ABP?S△ADN?S△BEP?????S△ABC?521211055??同理另外两个五边形面积是△ABC面积的
1111113,所以S阴影?1??3? ?3?610570105【例 31】 如图,面积为l的三角形ABC中,D、E、F、G、H、I分别是AB、BC、CA 的三
等分点,求中心六边形面积.
ADEIHADEQCNRIPHBFGBMFSGC【解析】 设深黑色六个三角形的顶点分别为N、R、P、S、M、Q,连接CR
在△ABC中根据燕尾定理,S△ABR:S△ACR?BG:CG.?2:1,
222S△ABR:S△CBR?AI:CI?1:2所以S△ABR?S△ABC,同理S△ACS?S△ABC,S△CQB?S△ABC
77722211所以S△RQS?1????,同理S△MNP?根据容斥原理,和上题结果
7777711131 S六边形????777010
课后练习:
练习1. 已知△DEF的面积为7平方厘米,BE?CE,AD?2BD,CF?3AF,求△ABC的面积.
AFDBEC【解析】 S△BDE:S△ABC?(BD?BE):(BA?BC)?(1?1):(2?3)?1:6,
S△CEF:S△ABC?(CE?CF):(CB?CA)?(1?3):(2?4)?3:8
S△ADF:S△ABC?(AD?AF):(AB?AC)?(2?1):(3?4)?1:6
设S△ABC?24份,则S△BDE?4份,S△ADF?4份,S△CEF?9份,S△DEF?24?4?4?9?7份,
恰好是7平方厘米,所以S△ABC?24平方厘米
练习2. 如图,四边形EFGH的面积是66平方米,EA?AB,CB?BF,DC?CG,HD?DA,
求四边形ABCD的面积.
HDAECBGHDFCBGA【解析】 连接BD.由共角定理得S△BCD:S△CGF?(CD?CB):(CG?CF)?1:2,即S△CGF?2S△CDB
EF
同理S△ABD:S△AHE?1:2,即S△AHE?2S△ABD
S?SD)?四边形2DSB所以S△AH?ES△C?G2F(△C△BAAS△DH??E2F四边形SABC DGS△BBCD连接AC,同理可以得到
S四边形EFGH?S△AHE?S△CGF?S△HDG?S△BEF?S四边形ABCD?5S四边形ABCD
所以S四边形ABCD?66?5?13.2平方米
练习3. 正方形ABCD的面积是120平方厘米,E是AB的中点,F是BC的中点,四边形
BGHF的面积是 平方厘米.
ADADEGHFBCEGHF M
【解析】 欲求四边形BGHF的面积须求出?EBG和?CHF的面积.
BC由题意可得到:EG:GC?EB:CD?1:2,所以可得:S?EBG?S?BCE 将AB、DF延长交于M点,可得:
BM:DC?MF:FD?BF:FC?1:1,
而EH:HC?EM:CD?(AB?AB):CD?3:2,得CH?CE,
11212255111 S?BCE??AB?BC??120?30
2241177 S四边形BGHF?S?EBC?S?EBC?S?EBC?S?EBC??30?14.
351515 本题也可以用蝶形定理来做,连接EF,确定H的位置(也就是FH:HD),同样
122513而CF?BC,所以S?CHF??S?BCE?S?BCE
也能解出.
练习4. 如图,已知AB?AE?4cm,BC?DC,?BAE??BCD?90?,AC?10cm,则
S?ABC?S?ACE?S?CDE? cm2.
CBCBAEDA'AEDC'
【解析】 将三角形ABC绕A点和C点分别顺时针和逆时针旋转90?,构成三角形AEC'和
A'DC,再连接A'C',显然AC?AC',AC?A'C,AC?A'C?AC',所以ACA'C'是正方形.三角形AEC'和三角形A'DC关于正方形的中心O中心对称,在中心对称图形ACA'C'中有如下等量关系:S?AEC?S?A'DC';S?AEC'?S?A'DC;S?CED?S?C'DE.
所以S?ABC?S?ACE?S?CDE?S?AEC'?S?ACE?S?CDE?S?ACA'C'??10?10?50cm2.
练习5. 如图,正方形ABCD的面积是120平方厘米,E是AB的中点,F是BC的中点,四
边形BGHF 的面积是_____平方厘米.
1212ADADEGHEGH
【解析】 连接BH,根据沙漏模型得BG:GD?1:2,设S△BHC?1份,根据燕尾定理S△CHD?2份,
份,SB(1?2?2)?2?S△BHD?2份,因此S正方形?SBFFBFCBFC?H127?,所以G?236??H1G2071?06(平方厘米). ?14
练习6. 如图,?ABC中,点D是边AC的中点,点E、F是边BC的三等分点,若?ABC的
面积为1,那么四边形CDMF的面积是_________.
ADNADNBEMM
【解析】 由于点D是边AC的中点,点E、F是边BC的三等分点,如果能求出BN、NM、
MD三段的比,那么所分成的六小块的面积都可以求出来,其中当然也包括四边形CDMF的面积.连接CM、CN.根据燕尾定理,S?ABM:S?ACM?BF:CF?2:1,而
S?ACM?2S?ADM,所以S?ABM?2S?ACM?4S?ADM,那么BM?4DM,即BM?FCBEFC4BD. 5BMBF4214147. ??S?BCD????,S四边形CDMF???BDBC53215215301111另解:得出S?ABM?2S?ACM?4S?ADM后,可得S?ADM?S?ABD???,
55210117则S四边形CDMF?S?ACF?S?ADM???.
31030那么S?BMF?
练习7. 如右图,三角形ABC中,AF:FB?BD:DC?CE:AE?4:3,且三角形ABC的面积是
74,求角形GHI 的面积.
AAFIBHGDEFICHGDEBC【解析】 连接BG,S△AGC?12份根据燕尾定理,S△AGC:S△BGC?AF:FB?4:3?12:9,
S△ABG:S△AGC?BD:DC?4:3?16:12得S△BGC?9(份),S△ABG?16(份),则
S12,同理连接AI、CH得S△ABC?9?1?2?16(份),因此△AGC?S△ABC37
S△ABH12S△BIC12S37?12?12?121,,所以△GHI? ???S△ABC37S△ABC37S△ABC3737三角形ABC的面积是74,所以三角形GHI的面积是74?
月测备选
1?2 37【备选1】 按照图中的样子,在一平行四边形纸片上割去了甲、乙两个直角三角形.已
知甲三角形两条直角边分别为2cm和4cm,乙三角形两条直角边分别为3cm和6cm,求图中阴影部分的面积.
甲234乙6甲234乙6
【解析】 如右图,我们将三角形甲与乙进行平移,就会发现平行四边形面积等于平移后两
个长方形面积之和.所以阴影部分面积为:3?4?6?2? (3?6?2?4?2?2)?11(cm2)
【备选2】 如图所示,矩形ABCD的面积为36平方厘米,四边形PMON的面积是3平方
厘米,则阴影部分的面积是 平方厘米.
DMOABPNC
【解析】 因为三角形ABP面积为矩形ABCD的面积的一半,即18平方厘米,三角形ABO面
积为矩形ABCD的面积的,即9平方厘米,又四边形PMON的面积为3平方厘米,所以三角形AMO与三角形BNO的面积之和是18?9?3?6平方厘米.
又三角形ADO与三角形BCO的面积之和是矩形ABCD的面积的一半,即18平方厘米,所以阴影部分面积为18?6?12(平方厘米).
【备选3】 如图,已知BD?3DC,EC?2AE,BE与CD相交于点O,则△ABC被分成的4部分面积各占△ABC 面积的几分之几?
AA11E24.5D1C14EO9O213.5【解析】 连接CO,设S△AEO
?1份,则其他部分的面积如图所示,所以S△ABC?1?2?9?18?3012?4.5139313.59 ,?,?,?30306030103020BDCB3份,所以四部分按从小到大各占△ABC面积的
1【备选4】 如图,在△ABC中,延长AB至D,使BD?AB,延长BC至E,使CE?BC,
2F是AC的中点,若△ABC的面积是2,则△DEF的面积是多少?
AFBDCE
【解析】 ∵在△ABC和△CFE中,?ACB与?FCE互补,
∴
S△ABCAC?BC2?24???.又S?ABC?2,所以S?FCE?0.5.同理可得S△ADF?2,S△FCEFC?CE1?11S△BDE?3.所以S△DEF?S△ABC?S△CEF?S△DEB?S△ADF?2?0.5?3?2?3.5
【备选5】 如图,BD:DC?2:3,AE:CE?5:3,则AF:BF?
AECFBDG【解析】 根据燕尾定理有S△ABG:S△ACG?2:3?10:15,S△ABG:S△BCG?5:3?10:6,所以
S△ACG:S△BCG?15:6?5:2?AF:BF
【备选6】 如图在△ABC中,
△GHI的面积DCEAFB1的值. ???,求
△ABC的面积DBECFA3AEHFIBGDCBFIGDCHAE【解析】 连接BG,设S△BGC?1份,根据燕尾定理
S△AGC:S△BGC?AF:FB?3:1,S△ABG:S△AGC?BD:DC?3:1,得S△AGC?3(份),S3S△ABG?9(份),则S△ABC?13(份),因此△AGC?,同理连接AI、CH得
S△ABC13S△ABHS3?13,△BIC?, S△ABCS△ABC13所以
S△GHI13?3?3?34?? S△ABC1313