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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 ABCABD 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,MBC 中点。若 S(ABC)=30,求 S(ABM)S(ACM)

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BM=CM,且 ABMACMBC 同高,所以面积相等。 两者和为 S(ABC)=30,各为 15

答案:1515

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)

△ABC 中,DBC 上,已知 S(ABD)=18S(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)

△ABC 中,DBC 上且 BD:DC=2:3。若 EAD 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,EAD 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 5/1236π×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 aba=b 时最大,故 a=b=10。 最大面积 100

**答案:**边长 1010,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,DBC 上,BD:DC=5:3,若 S(ABD)=25,求 S(ABC)

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S(ABD):S(ACD)=5:3S(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:

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=8b=7,面积 56。 面积最大时 a,b 尽量接近,取 7.57.5,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

几何三步法

先画图标已知,再找“同高/同底/平行”,最后把长度比转成面积比。