奥数几何:面积法与比例法
小学奥数几何重在“转化”。把长度关系转为面积比,把复杂图形拆为可计算的基本图形。
一、核心知识点
1. 等底同高与同高比底
- 三角形面积公式:
S=底×高÷2。 - 等底同高,面积相等。
- 同高三角形面积比等于底边比;同底三角形面积比等于高比。
例题 1(同高比底)
在同一直线上,三角形 ABC 与 ABD 有公共高,且 BC:BD=3:5。若 S(ABC)=12,求 S(ABD)。
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同高三角形面积比等于底边比:
S(ABC):S(ABD)=BC:BD=3:5。
所以 S(ABD)=12×5/3=20。
答案:20
例题 2(中点等积)
在三角形 ABC 中,M 是 BC 中点。若 S(ABC)=30,求 S(ABM) 与 S(ACM)。
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BM=CM,且 ABM 与 ACM 对 BC 同高,所以面积相等。
两者和为 S(ABC)=30,各为 15。
答案:15 和 15
2. 比例分割与燕尾模型
- 在三角形中,若同顶点连到底边分点,面积比等于底边分段比。
- 常用于“已知两块面积,反求线段比”题型。
例题 3(面积反推线段比)
在 △ABC 中,D 在 BC 上,已知 S(ABD)=18,S(ACD)=12,求 BD:DC。
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两三角形同高(从 A 到 BC),面积比等于底边比:
BD:DC=18:12=3:2。
答案:3:2
例题 4(两层比例)
在 △ABC 中,D 在 BC 上且 BD:DC=2:3。若 E 在 AD 上且 AE:ED=1:2,已知 S(ABC)=75,求 S(AEC)。
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先求 S(ADC)=75×3/(2+3)=45。
在 △ADC 中,E 把 AD 分成 1:2,所以 AE/AD=1/3。
同底 AC 的三角形面积比等于高比,
S(AEC)=S(ADC)×1/3=15。
答案:15
3. 割补法与规则图形
- 复杂图形常通过“平移、旋转、拼接”转成矩形、三角形、扇形。
- 面积守恒:割补前后总面积不变。
例题 5(割补成长方形)
平行四边形底为 12,高为 7,求面积,并说明为何可用“底×高”。
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将一侧三角形割下平移到另一侧,可拼成同底同高的长方形,面积不变。
所以面积 12×7=84。
答案:84
例题 6(扇形拼合)
半径为 6 的圆被平均分成 12 个扇形,取其中 5 个,求总面积。
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整圆面积 π×6^2=36π,5 个扇形占 5/12:
36π×5/12=15π。
答案:15π
4. 周长不变与最值意识
- 同面积图形中,形状越“接近圆”周长越短(小学阶段用直观比较)。
- 同周长下,长方形越接近正方形面积越大。
例题 7(固定周长求面积)
长方形周长 40,当长和宽分别为多少时面积最大?最大面积是多少?
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设长 a、宽 b,有 a+b=20。面积 ab 在 a=b 时最大,故 a=b=10。
最大面积 100。
**答案:**边长 10、10,最大面积 100
二、章内练习(全部折叠答案)
练习 1
同高三角形底边比为 4:7,若小三角形面积是 20,大三角形面积是多少?
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面积比等于底比,20:x=4:7,得 x=35。
答案:35
练习 2
△ABC 中,D 在 BC 上,BD:DC=5:3,若 S(ABD)=25,求 S(ABC)。
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S(ABD):S(ACD)=5:3,S(ACD)=15,总面积 25+15=40。
答案:40
练习 3
半径为 4 的圆中,圆心角 135° 的扇形面积是多少?
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S=135/360×π×4^2=6π。
答案:6π
练习 4
一个长方形周长为 30,当长为 8 时面积是多少?若要面积最大应取哪组边长?
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a+b=15,当 a=8 时 b=7,面积 56。
面积最大时 a,b 尽量接近,取 7.5 与 7.5,最大面积 56.25。
**答案:**当前面积 56;最大时边长 7.5,7.5,面积 56.25