小学奥数技巧.03.解几何题技巧附答案

积比小正方形的面积大多少?”

按一般方法,先求大、小正方形的面积,再求它们的差,显然是有难度的。若将小正方形围绕圆心旋转45°,使原图变成图4.24,容易发现,小正方形的面积为大正方形面积的一半。所以,大正方形面积比小正方形的面积大 (8×2)×(8×2)÷2 =16×16÷2 =128(平方厘米)

又如,如图4.25,求正方形内阴影部分的面积。(单位:厘米)

表面上看,题目也是很难解答的。但只要将两个卵叶片形的阴影部分绕正方形的中心,分别按顺时针和逆时针方向旋转90°,就得到了一个由阴影部分组成的半圆(如图4.26),于是,阴影部分的面积就很容易解答出来了。(解答略) 【开扇式旋转】有些图形相互交错,增加了解答的难度。若像打开折扇一样,绕着某个定点作“开扇式”旋转,往往会使人顿开茅塞,使问题很快获得解决。例如,求图4.27的阴影部分的面积(单位:厘米)。若采用正方形面积减空白部分面积的求法,

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计算量是很大的。由于它是由两个形状相同的扇形交叉重叠而成的,我们不妨把右下部的扇形打开,顺时针方向旋转90°,得到图4.28;再继续旋转,得到图4.29。在图4.29中,阴影部分面积便是半圆面积减三角形面积的差。所以,阴影部分面积是

42×3.14÷2-(4+4)×4×2 =25.12-16

=9.12(平方厘米)

又如,求图4.30阴影部分的面积(单位:厘米)。

将这个图从中间剪开,以o为旋转中心,将右半部分按顺时针方向转到左半部下方,便变成了图4.31。于是,阴影部分的面积便是半圆面积减去两直角边均为2厘米的一个空白等腰直角三角形面积的差。即 (4÷2)2×3.14÷2-2×2÷2 =6.28-2

=4.28(平方厘米) 4.对称变换

【将军饮马】据说古代希腊有一位将军向当时的大学者海伦请教一个问题:

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从A地出发到河边饮马,再到B地(如图4.32所示),走什么样的路最近?如何确定饮马的地点?

海伦的方法是这样的:如图4.33,设L为河,作AO⊥L交L于O点,延长AO至A',使A'O=AO。连结A'B,交L于C,则C点就是所要求的饮马地点。再连结AC,则路程(AC+CB)为最短的路程。

为什么呢?因为A'是A点关于L的对称点,AC与A'C是相等的。而A'B是一条线段,所以A'B是连结A'、B这两点间的所有线中,最短的一条,所以AC+CB=A'C+CB=A'B也是最短的一条路了。这就是海伦运用对称变换,找到的一种最巧妙的解题方法。运用这种办法,可以巧妙地解决许多几何问题。 【划线均分】通过中心对称图形的对称中心,任意画一条直线,都可以把原图形均分成两个大小、形状完全相同的图形。利用这一性质,可以使某些较复杂的问题迅速地解答出来。例如

(1)把图形(图4.34)的面积,用一条直线分成相等的两个部分。

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解题时,只要把这个图形看成是由两个矩形(长方形)组成的组合图形,而矩形既是轴对称图形,也是中心对称图形, 所以只要找出两个对称中心(对角线交点),利用中心对称图形的上述性质,通过两个对称中心作一条直线,就能把它的面积分成相等的两个部分了。如前页的三种分法都行(如图4.35所示)。 (2)如图4.36,长方形ABCD内有一个以O点为圆心的圆,请画一条直线,同时将长方形和圆分为面积相等的两个部分。

大家知道,长方形和圆都既是轴对称图形,又是中心对称图形。长方形的对称中心是对角线的交点,圆的对称中心是它的圆心。

根据中心对称图形的上述性质,先找出这两个对称中心O点和P点(如图4.37),再过O、P作直线L,此直线L即是所画的那根直线。

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