一半模型,这5张图就够了
小学数学涉及的几何问题中,一半模型是难点也是重点。所谓一半模型,是指在三角形、平行四边形、梯形和不规则四边形中,有一些图形的面积是原图的一半。在本文中,所有阴影部分的面积都是所在图形面积的一半。
01
先从最简单的三角形看起,常见的三角形一半模型只有一种:
如上图所示,在三角形ABC中,若D为BC的中点,则阴影部分面积是三角形ABC面积的一半。这个结论的证明非常简单,直接套用三角形面积公式即可,这里就不再赘述。
02
下面考虑平行四边形的情况,平行四边形的常用一半模型有5种,先看比较简单的前3种:
如上图所示,ABCD为平行四边形,则以BC为底边,以AD及其延长线上的任意一点为顶点,阴影部分三角形的面积都是平行四边形面积的一半。
平行四边形的另外两种一半模型不是非常直观:
如上图所示,ABCD为平行四边形,E是AB和CD所在直线之间的一个点,则三角形ABE和CDE的面积之和(即阴影部分)是平行四边形面积的一半。
这个结论的证明需要用到辅助线,过E做AB和CD的垂线,如果E到AB的距离是a,E到CD的距离是b,则三角形ABE的面积是AB*a/2,三角形CDE的面积是CD*b/2,注意到a+b
等于D到AB的距离,故平行四边形ABCD的面积是AB*(a+b),所以关于一半的结论成立。
03
下面考虑梯形的情况,常用的梯形一半模型有3种:
如上图所示,阴影部分的面积都是梯形面积的一半,这3个图形揭示了3个结论。
结论一:梯形ABCD中,E是腰AB的中点,则三角形CDE的面积是梯形ABCD的一半。
这个结论的证明过程并不复杂,假设梯形的高是h,则三角形ADE的面积是AD*h/4,三角形BCE的面积是BC*h/4,二者的和是(AD+BC)*h/4,恰好是梯形面积的一半。由于梯形可以分割为3个三角形,因此三角形CDE的面积是梯形面积的一半。
结论二:梯形ABCD中,E是腰AB的中点,F是腰CD的中点,G是AD上的一点,H是BC上的一点,则四边形EHFG面积是梯形ABCD的一半。
这个结论的证明过程需要连接EF,分别考虑EFG和EFH的面积,假设梯形的高是h,则三角形EFG的面积是EF*h/4, 三角形EFH的面积是EF*h/4,二者之和是EF*h/2=(AD+BC)*h/4,恰好是梯形面积的一半。
结论三:梯形ABCD中,E是腰AB的中点,F是腰CD的中点,G是EF上的一点,则三角形ADG和BCG的面积之和是梯形ABCD的一半。
这个结论的证明过程也不复杂,只需分别求ADG和BCG的面积,假设梯形的高是h,则三角形ADG的面积是AD*h/4, 三角形BCG的面积是BC*h/4, 二者的和是(AD+BC)*h/4,恰好是梯形面积的一半。
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下面考虑不规则四边形的情况,常用的不规则四边形一半模型有2种:
如上图所示,阴影部分的面积都是四边形面积的一半,这2个图形揭示了2个结论。
结论一:四边形ABCD中,E是AD的中点,F是BC的中点,则BEDF的面积是ABCD面积的一半。
这个结论的证明过程需要连接BD,则三角形BDE的面积是ABD的一半,三角形BDF的面积是BCD的一半,二者相加可得,BEDF的面积是ABCD面积的一半。
结论二:四边形ABCD中,E、F、G、H分别是4条边的中点,则EFGH的面积是ABCD面积的一半。
这个结论的证明过程需要连接AC和BD,根据E、F、G、H都是中点可得,三角形AEH的面积是ABD的1/4,三角形CFG的面积是CBD的1/4,二者相加可得,三角形AEH与CFG的面积之和是ABCD面积的1/4。类似可得,三角形BEF与DHG的面积之和是ABCD面积的1/4。由于四边形ABCD被分割为4个小三角形和中间的四边形,因此中间的四边形EFGH的面积是ABCD面积的一半。
以上就是常见图形的一半模型,精华就是上面的5张图片。为了做到熟能生巧,强烈建议您把这几张图片保存下来,打印出来让孩子经常看看。