小学奥数-几何五大模型(蝴蝶模型)

余年寄山水
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2021年03月03日 16:19
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2021年3月3日发(作者:旅游网站有哪些)











任意四边形、梯形与相似模型



模型三



蝴蝶模型(任意四边形模型)





任意四边形中的比例关系


(


“蝴蝶定理”


)


:


< /p>


D


A


S


2


B



S


1

< p>
O


S


3


S


4


C



①

S


1


:


S


2



S


4


:< /p>


S


3


或者


S


1



S


3



S


2



S


4



< br>②


AO


:


OC

< br>



S


1



S


2



:



S


4



S


3





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。


通过构造模型,


一方面可以使不规则四边形的面积关系与四 边形内的三角形相联系;另一方面,


也可以得到与面积对应的对角线的比例关系。





【例


1


】



(


小数报竞赛活动试题


)


如图,


某公园的外轮廓是四边形


ABCD

< p>
,


被对角线


AC


、


BD


分成四个部分,


△


AOB


面积为


1


平方千米,


△


BOC


面积为


2


平方千米


,


△


CO D


的面积为


3


平方千米,公园由陆地面 积是


6


.


92


平方千米和人工湖组成,


求人工湖的面积是多少平方千米



C


B


O


A


D



【分析】



根


据蝴蝶定理求得


S


△


AOD



3



1



2


< /p>


1.5


平方千米,公园四边形


ABCD< /p>


的面积是


1



2



3



1.5



7.5


平方千米,所以人工湖的面积 是


7.5



6.92

< br>


0.58


平方千米




【巩固】如图,四边形被两条对角线分成

4


个三角形,其中三个三角形的面积已


知,



求:⑴三角形


BGC


的面积 ;⑵


AG


:


GC




A


2


B


C


1


G


3


D



BGC


【解析】


⑴


根据蝴蝶定理,


S


< p>
1



2



3


,那么


S


BGC

< p>


6


;



⑵根据蝴蝶定理,


AG


:


GC




1



2



:



3



6




1:


3


.


()




【例


2


】



四


边形


ABCD


的对角线


AC


与


BD


交于点


O


(


如图所示


)


。


如果三角形


ABD


的面积


等于三角形


BCD


的面积的


1


,且


AO



2


,


DO



3


,那么


CO


的长度是


DO


的长度


3


的


_________


倍。



A


O


B


C


B


D


A

< br>H


O


D


G




C



【解析】



在


本题中,四边形


ABCD


为任意四边形,对于这种”不良四边形 ”


,无外乎两


种处理方法:⑴利用已知条件,向已有模型靠拢, 从而快速解决;⑵通过


画辅助线来改造不良四边形。


看到题目中 给出条件


S


ABD


:

< br>S


BCD



1:3


,


这可以向


模型一蝴蝶定理靠拢,于是得出一种解法 。又观察题目中给出的已知条件


是面积的关系,转化为边的关系,可以得到第二种解法, 但是第二种解法


需要一个中介来改造这个”不良四边形”


,于是 可以作


AH


垂直


BD

< br>于


H


,


CG

垂直


BD


于


G

,面积比转化为高之比。再应用结论:三角形高相同,则面积


之比等于底边之比,得 出结果。请老师注意比较两种解法,使学生体会到


蝴蝶定理的优势,从而主观上愿意掌握 并使用蝴蝶定理解决问题。



解法一:∵


AO


:


OC



S



ABD


:


S



BDC



1:3


,



∴


OC



2



3



6


,


< /p>


∴


OC


:


OD< /p>



6:3



2: 1


.



解法二:作

AH



BD


于

H


,


CG



BD


于


G


.



∵


S



ABD



1


S



BCD


,



3


∴


AH



1


CG


,



3


∴


S



AOD



1


S



DOC


,



3


∴


AO



1


CO


,



3

< br>∴


OC



2


3



6


,



∴


OC


:


OD



6:3



2:1


.




【例


3


】



如


图,


平行四边形

ABCD


的对角线交于


O


点,


△


CEF


、


△


OEF


、


△


ODF


、


△


BOE


的


面积依次是


2


、


4


、


4


和


6


。


求:⑴求


△


OCF


的面积;⑵求


△


GCE


的面积


。



A


O


G


B


E


C



D


F


【解析】



⑴


根据题意可知,


△

< br>BCD


的面积为


2


< p>
4



4



6



16


,

< br>那么


△


BCO


和



CDO


的面积都


是


16



2


< p>
8


,所以


△


OCF


的面积为


8



4



4


;



⑵由于


△


BCO


的面积 为


8


,


△


BO E


的面积为


6


,所以

< br>△


OCE


的面积为


8

< p>


6



2


,



根据蝴蝶定理,


EG


:


FG



S



COE


:


S



COF



2


:


4



1:


2


,所以


S



GCE


:


S



GCF



EG


:


FG



1:


2


,



那么


S



GCE




1


1


2


S



CEF




2



.


< br>1



2


3


3


【例


4


】



图


中的 四边形土地的总面积是


52


公顷,


两条 对角线把它分成了


4


个小三角


形,其中


2


个小三角形的面积分别是


6


公顷和


7


公顷。那么最大的一个三


角形的面积是多少公顷



D


6


6


7


A


E< /p>


C


7


B



【解析】



在


中


有



AEB




CED


,


所


以


ABE


,


CDE



的


面


积


比


为


(


AE



EB


)


:< /p>


(


CE



DE< /p>


)


。同理有


ADE


,


BCE


的面积比为


(


AE



DE


)


:


(


BE



EC


)


。所以有


S

< p>
ABE


×


S


CDE


=


S


ADE


×


S


BCE


,也就是说在所有凸四边形中,连接 顶点得到


2


条


对角线,有图形分成上、 下、左、右


4


个部分,有:上、下部分的面积之


积等于左右部分的面积之积。



即

S


ABE



6

=


S


ADE


7


,所以有


ABE


与


ADE


的面


ABE


CDE< /p>


,


积比为


7


:< /p>


6


,


S


ABE< /p>


=


7



39



21


公顷,


S< /p>


6



7


ADE< /p>


=


6



39



18


公顷。




6



7


显然,最大的三角形的面积为


21


公顷。< /p>




【例


5


】



(


20 08


年清华附中入学测试题


)


如图相邻 两个格点间的距离是


1


,则图中阴


影三 角形的面积为



。


< /p>


A


D


B


C


B











A


D


O


C



【解析】



连


接


AD


、


CD


、


BC


。



则 可根据格点面积公式,可以得到



ABC


的面积为:


1



4

< br>


1



2


,



ACD


的面积

< br>2


为:


3


3



1



3.5


,



ABD

的面积为:


2



4



1



3

.



2


2


所以


BO


:


OD



S



ABC


:


S



ACD



2


:3.5


4


:


7


,所以

S



ABO



4


4


12



S



ABD




3



.



4



7


11


11


【巩固】如图,每个小方格的边长 都是


1


,求三角形


ABC


的面积。



E


D

< p>
A


B


C



【解析】



因


为


BD


:


CE



2:5


,且


BD

∥


CE


,所以


DA


:


AC



2:5


,


S



ABC




【例


6


】



(


20 07


5


,


S



DBC



5



2



10


.< /p>



2



5


7


7


年人大附中考题


)


如图,


边长为


1

的正方形


ABCD


中,


BE



2


EC


,


CF



FD


,


求三角形


AEG


的面积.



A


G


F


D


A


G


F


D


B


E


C






B


E


C



【解析】



连


接


EF


.



因 为


BE



2


E C


,


CF



F D


,所以


S



DEF



(


1



1



1


)< /p>


S


ABCD



2


3


2


1


S


12


ABCD


.



因为


S



AE D



1


S


AB CD


,根据蝴蝶定理,


AG


:


GF



1


:

< p>
2


1



6


:1


,



2

< br>12


所以


S


< br>AGD



6


S

< br>


GDF



6

< br>S



ADF


< br>6



1


S


ABCD



7


7

4


3


S


14


ABCD


.




2


,



7


所以


S



AGE



S



AED




S



AGD



1


S


ABCD



2


3


S


14


ABCD


2



S


7


ABCD


即三角形


AEG

< br>的面积是


2


.



7



【例


7


】



如


图, 长方形


ABCD


中,


BE


:


EC



2:3

< p>
,


DF


:


FC

< p>


1:


2


,三角形


DFG


的面积为


2


平


方厘米,求长方形


ABCD


的面积.< /p>



A


G


D


F


C






A


G


D


F


C



B


E


B


E


【解析】



连


接

< p>
AE


,


FE


.

< p>


因为


BE


:

< p>
EC



2:3


,


DF


:


FC



1:


2


,所以


S


DEF



(


3



1



1

< p>
)


S


长方形


ABCD



5


3


2


1


.



S


10


长方形


ABCD


因为< /p>


S


AED



1< /p>


S


长方形


ABCD


,


AG


:


GF



1


:


2


S


AFD



12


平方厘米.


因为


S


AFD


1



5:1


,所以


S


AGD



5


S


GDF



10


平方厘米,所以


2


10


1



S


长方形


ABCD


,


所以长方形


ABCD


的面积是


72


平方厘


6


米.




【例


8


】



如


图,


已知正方形

ABCD


的边长为


10


厘米,


E


为


AD


中点,< /p>


F


为


CE


中点,


G


为


BF


中点 ,求三角形


BDG


的面积.



A


E


D


A


E


D


O


F

< br>G



F


G


C



B


B


C



【解析】



设


BD


与


CE


的交点为

< br>O


,连接


BE


、


DF


.



由蝴蝶定理可知


EO


:


OC



S


BED


:


S


BCD


,而


S


BE D



1


S


AB CD


,


S


BCD



1


S


ABCD

,



4


2


所以


EO


:


OC



S


BED


:


S


BCD



1:

2


,故


EO


1


EC


.



3



由于


F


为


CE


中点,所以


EF



1


EC


,故


EO


:


EF



2:3


,


FO< /p>


:


EO



1:< /p>


2


.



2


由蝴蝶定理可知


S


BFD

:


S


BED


FO


:


EO


1:


2


,所以


S

< br>BFD



1


S

< br>BED



1


S

< br>ABCD


,



2


8


那么


S


BGD



1


S


BFD



2



1

< br>S


16


ABCD



1



10



10



6.25


(平方厘米) .



16


【例


9


】



如


图, 在



ABC


中,已知

< br>M


、


N


分别在边


AC


、


BC


上,


BM


与


AN


相交于


O


,


若



AOM


、



ABO


和



BON


的面积分别 是


3


、


2


、< /p>


1


,则



MNC


的面积是



.



A


M


O


C


B


N



【解析】



这


道题给出的条件较少,需要运用共边定理和蝴蝶定理来求解.



S



AOM



S



BON


3



1


3


< p>



S



AOB


2


2


根据蝴蝶定理得< /p>



S



MON< /p>


设


S



MON< /p>




x


,根据共 边定理我们可以得



S



ANM


S



ABM



S



MNC


S



MBC


,


3



x


3


2



3


< br>2


,解得


x


< br>22.5


.



3


1




x

2



【例


10


】



(


2 009


年迎春杯初赛六年级


)


正六边形


A


1


A


2


A


3


A


4


A


5


A


6


的面积是


2009


平方厘


米 ,


B


1


B


2< /p>


B


3


B


4


B


5


B


6

< p>
分别是正六边形各边的中点;那么图中阴影六边形的面积是



平方厘米.



A


1


B


6


A


6


B


5


A


5


B


4


A


4


B


3


B


1


A


2


B


2

< br>A


3


A


6


B


5


A


5


B


4


A


4


B


3


B


6


A


1


B


1


O


A


2


B


2

< br>A


3







【解析】



如


图,设


B


6


A


2


与


B


1


A< /p>


3


的交点为


O


, 则图中空白部分由


6


个与


< p>
A


2


OA


3


一样大小的


三角形组成,只要求出了



A


2


OA


3


的面积,就可以求出空白部分面积,进而求


出阴影部分面积.

< br>


连接


A


6

A


3


、


B


6


B


1


、


B< /p>


6


A


3


.



设



A

< p>
1


B


1


B


6


的面积为”


1


“,则



B


1


A

< p>
2


B


6


面积为”


1


“,



A

< p>
1


A


2


B


6


面积为”


2


“,那么


为”


“


,


梯形


A


1


A


2

< p>
A


3


A


6


的面积为


2



2



4



2

< br>


12


,


A


6


A


3


B


6


面积为



A


1


A


2


B< /p>


6


的


2


倍,



A


2


B


6


A


3


4


的面积为”


6


“,



B


1


A


2

< p>
A


3


的面积为


2


.



根据蝴蝶定理,


B


1


O



A


3


O



S



B


A


B


所以


S



A


OA


:


S


梯形


A


1


A


2

A


3


A


6



1


2


6


:< /p>


S



A


3


A


2


B


6

< p>


1:


6


,故

< p>
S



A


2


OA


3



6

< br>,


S



B


1


A


2


A


3



12


,


< /p>


1



6


7


12


1


,即


的面积为 梯形


面积的


,故为


< br>A


OA


A


A

A


A


:12:1:


7


2


3


1


2

< br>3


6


2


3


7


7


六边形


A


1


A


2


A


3


A


4


A


5


A


6


面积的


1


,那么空白部分的面积为正六边形面积的


14


1


3



3




6



,所以 阴影部分面积为


2009




1





1148


(


平方厘米


)


.



14


7



7





板块二



梯形模型的应用





梯形中比例关系


(

< br>“梯形蝴蝶定理”


)


:




A


S


2


a


S


1


O


S


3


S


4


D


B


b


C

< br>


①


S


1


:


S


3



a


2


:


b


2



②


S


1


:


S


3


:


S


2


:


S

< br>4



a


2


:


b


2


:


a b


:


ab


;



③


S


的对应份数为


a



b



2


.



< /p>


梯形蝴蝶定理给我们提供了解决梯形面积与上、下底之间关系互相转换的渠道,

< p>
通过构造模型,直接应用结论,往往在题目中有事半功倍的效果.


(


具体的推理过


程我们可以用将在第九讲所要讲的相似模型进行说明


)





【例


11


】



如图,


S


2



2


,


S


3



4


,求梯形的面积.


S


1


S


2


S


3



S


4


【解析】



设


S


1


为


a


2


份,


S


3


为


b


2

< p>
份,根据梯形蝴蝶定理,


S


3


4



b


2


,所以


b



2


;又因为


;


那


么


S


1



a


2



1


,


S


4



a



b



2


,


所


以


梯

< br>形


面


积


2


2


S



S


1



S


2



S


3



S


4



1



2



4


< br>2



9


,或者根据梯形蝴蝶定理 ,


S




a< /p>



b





1



2

< p>



9


.



S


2


2



a



b


,


所


以


a< /p>



1



【巩固】


(


2006


年南京智力数学冬令营


)


如下图,梯形


ABCD

< br>的


AB


平行于


CD


,对角


线


AC


,

< p>
BD


交于


O


,已知


△


AOB


与


△


BOC


的面积分别为


25


平方厘米与


35


平


方厘米,那么梯形


ABCD


的面积是


________


平方厘米.



A


25


O


D


35


B










C



:


S


BOC


【解析】



根


据梯形蝴蝶定理,


S


AOB



a


2


:


ab



25:


35


,可得


a


:

< p>
b



5:7


,再根据梯形 蝴蝶


S


AOB


:


S


DOC



a


2


:


b


2



5


2


:


7


2



25:


49< /p>


,


定理,


所以


S


DOC



49


(


平方厘米


)


.


那么梯形


ABCD


的面积为


25



35



35



49



144< /p>


(


平方厘米


)


.




【例


12


】



梯形


ABCD


的对角线


AC


与


BD


交于点


O


,

< p>
已知梯形上底为


2


,


且三 角形


ABO


3


的面积等于三角形


BOC


面积的


2


,求 三角形


AOD


与三角形


BOC


的面积之比.



A


D


O



B


C



AOB


【解析】


根


据梯形蝴蝶定理,


S


:


S


BOC



ab


:


b


2


< p>
2


:


3


,可以求出


a


:


b


< p>
2:3


,



再根据梯形蝴 蝶定理,


S


AOD


:

< br>S


BOC



a

< br>2


:


b


2



2


2


:


3


2



4


:


9


.



通过利用已 有几何模型,


我们轻松解决了这个问题,


而没有像以前一样,< /p>


为


了某个条件的缺乏而千辛万苦进行构造假设,

< br>所以,


请同学们一定要牢记几


何模型的结论.

< p>



【例


13


】



(


第 十届华杯赛


)


如下图,四边形


ABCD


中,对角线


AC


和

BD


交于


O


点,已


三角形


CBD


的面积


5


知


AO



1


,并且


三角形


ABD


的 面积



3


,那么


OC


的长是多少



B


A


O


C


D


【解析】



根


据蝴蝶定理,



【例


14


】



三角形


ABD


的面积

< br>AO


,所以


AO



3


,又


AO



1


,所以


CO


< p>
5


.




三角形


CBD


的面积


CO


CO


5


3


梯形的下 底是上底的


1.5


倍,三角形


OBC< /p>


的面积是


9


cm


2


,问三角形


AOD


的


面积是多少



A


D

< p>
O


B


C



【解析】



根


据梯形蝴蝶定理,


a


:


b



1:1.5



2:3


,


S



AOD


:


S



BOC



a


2


:


b


2



2


2


:


3


2

< br>


4


:


9


,



所以


S



AOD



4



cm


2



.




【巩固】如图,梯形


ABCD


中,



AOB


、



COD


的面积 分别为


1.2


和


2.7


,求梯形


ABCD


的


面积.< /p>



A


B


O


D


C



AOB


【解析】


根


据梯形蝴蝶定理,


S


S


:


S


:


S


ACOD



a


2

< p>
:


b


2



4


:


9


,所以


a


:


b


2:3


,



AOD


AOB



ab


:


a


2



b

< br>:


a



3:

2


,


S


AOD


S


COB


1.2



3


1.8


,



2



S


梯形< /p>


ABCD



1.2



1.8



1.8

< br>


2.7



7.5


.




【例


15


】



如下图,一个长方形被一些直线分成了若干个小块,已知三角形


ADG


的


面积是


11

< br>,三角形


BCH


的面积是


23< /p>


,求四边形


EGFH


的面积.

< p>

小学英语教学法-波澜不惊的意思


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