8.运用图形间的等量关系
【应用弦图解题】 我国古代有种图形叫做“弦图”(如图4.56所示),有的数学家应用它成功地证明了“勾股定理”。
我国宋代著名数学家杨辉,在他著的《田亩比类乘除捷法》一书中,提出了这样一个问题:
有一块长方形田,面积为864平方步(“步”是古代长度单位,1里=300步,1步=5尺),已知长比宽少12步,问:它的长、宽共是多少步? 杨辉在该书上出示了一个弦图(如图4.57),他是用四个面积为864
共是60步。显然,这样运用弦图来解答题目,是十分高明和十分巧妙的! 有些竞赛题也可以用弦图来巧解。第一届“华罗庚金杯赛”中,就两次出现了应用弦图来解答的题目。尤其是那一道决赛题:
平方米。锯下的木条面积是多少平方米?”
21
仿杨辉的解法,可假定剩下4块长方形木块,并利用它拼成了一个“弦图”,如图4.58。于是可知,大正方形的面积为
【解纵横交错的复杂题】 把同样大小的长方形有规律地纵横交错地放在一起,常常需要根据长、宽关系,找出等量关系来解答题目。例如
如图4.59,这是由同样大小的纸片摆成的图形,小纸片宽12厘米,求阴影部分的总面积。
由图可知,5个纸片的长=3个纸片的长+3个纸片的宽,所以 2个纸片长=3个纸片宽 1个纸片长=12×3÷2 =18(厘米)
进而可知,每个阴影部分的小正方形的边长为18-12=6(厘米) 阴影部分的总面积便是 6×6×3=108(平方厘米)
又如,“有9个长方形,它们的长、宽分别相等,用它们拼成的大长方形(如
22
图4.60)的面积是45平方厘米,求大长方形的周长。”
解题的关键,是求出一个小长方形的长和宽。由5个小长方形的宽等于
形重新分割为5个小正方形,小正方形的边长,正好是小长方形的宽(如图4.61)。所以,5个小正方形面积之和,就是四个小正方形的面积之和,即5个小正方形面积为
45÷9×4=20(平方厘米) 每个小正方形的面积为 20÷5=4(平方厘米)
显然,每个小正方形的边长(即小长方形的宽)为2厘米,小长方形的长便是
进而便可求得大长方形的周长为 [2.5×4+(2.5+2)]×2=29(厘米)。 此外,题目还可这样解答:
因为小长方形宽的5倍等于长的4倍,所以,可用(4与5的最小公倍数)
23
20个小长方形拼成一个大的正方形(如图4.62)。大正方形面积是
它的边长便是10厘米,则小正方形的长为 10÷4=2.5(厘米) 小正方形的宽为 10÷5=2(厘米)
于是,原来的大长方形的周长就是 (2.5×4+2.5+2)×2=29(厘米)。
【用面积线段比的关系解题】 利用面积比与线段比之间的等量关系,常常能使复杂问题简单化。例如
为什么成立?
由图中可以看出,△PBC和△ABC是同底的两个三角形,所以
24