一、等积变换模型
1.1 模型简介
等积变换模型是几何学中一种基本的面积计算方法。它主要包括以下几个核心概念:
- 等底等高的两个三角形面积相等;
- 两个三角形高相等,面积之比等于它们的底之比;
- 两个三角形底相等,面积之比等于它们的高之比;
- 夹在一组平行线之间的等积变形。
1.2 应用实例
例:如图,三角形ABC的面积是24,D、E、F分别是BC、AC、AD的中点,求三角形DEF的面积。
解:由于D、E、F分别是BC、AC、AD的中点,因此三角形DEF与三角形ABC相似,且相似比为1:2。由等积变换模型知,三角形DEF的面积是三角形ABC面积的一半,即12。
二、鸟头(共角)定理模型
2.1 模型简介
鸟头定理模型(共角定理模型)是关于共角三角形的面积比例关系。它主要包括以下几个核心概念:
- 两个三角形中有一个角相等或互补,这两个三角形叫共角三角形;
- 共角三角形的面积之比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比。
2.2 应用实例
例:如图,在ABC中,D、E分别是AB、AC上或AB、AC延长线上的点,则SABC:SADE(ABAC):(ADAE)。
解:连接BE,根据等积变换模型知,SADE:SABEAD:AB、SABE:SCBEAE:CE,所以SABE:SABC(SADE:SABE)(SABE:SABC)(AD:AB)(AE:AC)。
三、蝴蝶定理模型
3.1 模型简介
蝴蝶定理模型是关于任意四边形中比例关系的一种模型。它主要包括以下几个核心概念:
- 任意四边形中的比例关系(蝴蝶定理);
- 梯形中比例关系(梯形蝴蝶定理)。
3.2 应用实例
例:如图,梯形ABCD,AB与CD平行,对角线AC、BD交于点O,已知AOB、BOC的面积分别为25平方厘米、35平方厘米,求梯形ABCD的面积。
解:SAOB:SBOC=25:35=5:7,SAOB:SDOC=AB²:DC²=25:49,SDOC=49。又SAOD:SBOC=35:49,SABCD=25+35=60。
四、相似模型
4.1 模型简介
相似模型是关于相似三角形的性质和定理。它主要包括以下几个核心概念:
- 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。
4.2 应用实例
例:如图,一个长方形被切成8块,其中三块的面积分别为12、23、32,则图中阴影部分的面积为多少?
解:设图示两个三角形的面积分别为a、b,因为AED面积等于ABCD的一半,则ABE加上DEC的面积也等于ABCD的一半。而FDC的面积也等于ABCD的一半,即23a=3212。解得a=3,b=4。因此阴影部分的面积为3+4=7。
五、燕尾定理模型
5.1 模型简介
燕尾定理模型是关于特殊四边形中面积比例关系的一种模型。它主要包括以下几个核心概念:
- SABG:SAGC:SBGE:SEGC=SBGA:SBGC:SAGF:SFGC;
- SABG:SAGC=SBGA:SBGC;
- SABG:SAGC=SAGF:SFGC。
5.2 应用实例
例:如图,已知三角形ABC、ABG、ABC、ACG、ABG、BCG、AGC、AFG,求证:SABG:SAGC=SBGA:SBGC。
证明:由燕尾定理模型知,SABG:SAGC=SBGA:SBGC。
通过以上五大经典模型的深度解析,我们可以更好地理解和解决几何面积问题。在实际应用中,灵活运用这些模型,将有助于我们更高效地解决各种几何问题。