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面积计算(二十五)

 数学博士贼叉 2020-12-15

在讲应用题的时候我们讲过设而不求的办法,事实上在面积计算的时候,我们也可以采取类似的办法来解决一些问题。

例:如图,P是矩形ABCD内一点,已知△PAB的面积是7,△PBC的面积是3,求△PBD的面积?

第一反应是什么?

底乘高除以2。但是在小学阶段,在不给出任何一条线段长度的前提下要根据面积求线段的长度,只能是正方形或者圆,题目不具备这个条件,所以一定不是这条路。

于是只能通过面积的加加减减了——在排除掉直接法之后,我们只剩下间接的办法。

但是问题来了,已知的是△PAB和△PBC的面积,如果求△PAC的面积看起来似乎更容易一些,现在的目标△PBD简直就像一把钢刀插入敌胸膛的感觉啊。

不过我们通过仔细观察,还是可以发现:△PBD的面积等于△PAB的面积加上△PAD的面积然后减去△BAD的面积——这恰好等于矩形面积的一半。

但是矩形的面积很显然是可以变化的。我们可以很轻松地改变△PAB和△PBC的形状,然而保持其面积满足条件。这时候△APC的面积始终是变化的,因此矩形的面积是变化的,于是我们可以得到结论:

阴影部分的面积和矩形面积无关。

如果得到了这个结论,家长应该如何引导孩子呢?

没错,既然矩形的形状和面积对最后的结果没有影响,我们不妨设A,P,C三点共线,也就是说P恰好在AC上!

此时,△BAD的面积的问题解决了,就等于△PAB和△PBC的面积和,即10。现在的问题是△ADP的面积是多少?

是不是还是得从那两个已知的三角形面积入手?那么究竟是△PAB还是△PBC呢?△PAB和△PAD看起来没什么关系,但是△PBC和△PAD起码是同底的——这就是我们找寻的方向,对于图形之间的联系,总是有共同点的先考虑起来。如果注意到这两个三角形的高是定值,恰好就是矩形的宽,我们就会发现△PBC和△PAD的面积和恰好就等于矩形面积的一半——10。

所以,△APD的面积就等于7,而阴影部分面积就等于7+7-10=4。

等等,贼老师,你说的设而不求在哪里呢?

上面的做法是把P点特殊化,这是在没有办法的情况下,或者在面对填空选择题的极限做法。如果大题这样做,肯定要扣分,所以我们设而不求就是用来解决一般情况。

顺便说一句:P是矩形内一点,则P点和四个顶点所构成的对顶三角形面积和为定值,该定值恰好是矩形面积的一半。像这种常用结论需要记下来,不要再临时推导。

有了这个结论,我们不妨设△PDC的面积为x,则△PAD的面积为7+x-3=4+x。阴影部分面积为:7+4+x-(7+x)=4。

没错,就这么简单。设而不求往往用在定值类的问题上,即在题目中的图形发生位置变化却对最后结果不影响的情况下使用,所以判断是不是定值问题往往是关键,在判断出是定值后,可以先用特殊点计算出答案,然后再想办法把一般的情况捣鼓出来——没错,就是捣鼓~

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