一、等积变换模型
等积变换模型是平面几何中常用的基础模型,主要包含以下性质:
- 等底等高的两个三角形面积相等;
- 两个三角形高相等,面积比等于它们的底之比;
- 两个三角形底相等,面积比等于它们的高之比;
- 夹在一组平行线之间的等积变形;
- 等底等高的两个平行四边形面积相等(长方形和正方形可以看作特殊的平行四边形);
- 三角形面积等于与它等底等高的平行四边形面积的一半;
- 两个平行四边形高相等,面积比等于它们的底之比;
- 两个平行四边形底相等,面积比等于它们的高之比。
例题:如图,正方形ABCD与正方形CEFG相连,正方形ABCD的边长为8厘米,求三角形ADG的面积?
解题思路:连接AC做辅助线。SADG与SADC的底同为AD、高为h,则SADG与SADC的面积相等;故SADGSADC=8×8÷2=32平方厘米。
二、共角定理(鸟头定理)
共角定理,又称鸟头定理,是指两个三角形中有一个角相等或互补,这两个三角形叫做共角三角形。共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比。
例题:在ABC中,D、E分别是AB、AC上或AB、AC延长线上的点,若AB:AD=5:2,AE:EC=3:2,ADE的面积为12平方厘米,求ABC的面积。
解题思路:由题意知:SABCSADE ABACADAE=5^2:3^2:5^2:3^2=25:9,SABC=25/36×SADE=25/36×12=25平方厘米。
三、蝴蝶定理
蝴蝶定理,又称蝶形定理,是指任意四边形中的比例关系。蝴蝶定理为我们提供了解决不规则四边形的面积问题的一个途径。
例题:如图,四边形ABCD中,AC和BD相交于O点,三角形ADO的面积5,三角形DOC的面积4,三角形AOB的面积15,求三角形BOC的面积。
解题思路:SADO=5,SDOC=4,根据结论2,ADO与DOC同高,所以面积比等于底的比,即AO/OC=5:4,同理SAOB/SBOCAO/OC=5:4,因为SAOB=15,所以SBOC=12。
四、相似模型
相似模型主要包括金字塔模型和沙漏模型。
- 金字塔模型:相似三角形的一切对应线段的长度成比例,并且这个比例等于它们的相似比;相似三角形的面积比等于它们相似比的平方;
- 沙漏模型:所谓的相似三角形,就是形状相同,大小不同的三角形(只要其形状不改变,不论大小怎样改变它们都相似)。
例题:如图,三角形ABC中,D、E分别是BC、AC的中点,求三角形DEF的面积。
解题思路:由三角形中位线定理,DE=1/2BC,EF=1/2AC,SDEF=1/4SABC。
五、燕尾定理
燕尾定理给出了一个新的转化面积比与线段比的手段,它可以存在于任何一个三角形之中,为三角形中的三角形面积对应底边之间提供互相联系的途径。
例题:如图,三角形ABC的面积是1,E是AC的中点,点D在BC上,且BD:DC=1:2,AD与BE交于点F,求四边形DFEC的面积。
解题思路:连接CF,根据燕尾定理,1/2ABF:ACF=BD:DC,1/2ABF:CBF=AE:EC,设1/2BDF为S份,则2/3DCF为S份,1/2ABF为3S份,1/2AEF:EFC为S份,所以SDEF=1/2SABC。