几何图形,在数学当中,一直是我的最爱,喜欢它的变幻莫测,一条辅助线就可以改变整个局势,哇,原来还可以这样。犹记得,大学里学习解析几何,对它很是着迷,普普通通的线可以有着无穷的组成变化,脑子里是它的动态变幻,真的是如痴如醉。可能正因为对它的喜爱,所以那时很享受探索它的过程。
现在,学习的是平面几何图形当中的常见图形:平行四边形、梯形和三角形。今天重点探讨如何求它们的面积(主要是把学生的方法汇总,整理,供大家日后参考,并不影响现阶段的复习)。
在之前,已经学习过长方形的面积:S=a×b。(正方形也是特殊的长方形,也用此公式表示正方形的面积)这是我们学习平行四边形面积的基础,类似于地基。
一、萌萌的平行四边形
平行四边形的面积就可以利用长方形的面积来推导。
经过割和补,会发现,红色三角形和绿色三角形的面积相等,因此绿色部分和白色部分(正好拼成一个长方形)的面积和与平行四边形的面积相等。
因此有:长方形面积=长×宽;【而长方形的长和宽分别与平行四边形的底和高相等】
所以有:平行四边形面积=底×高。
用字母表示为:S=a×h (S表示平行四边形的面积,a表示底,h表示高)
以上是平行四边形面积的推导过程。
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二、努力向平行四边形看齐的梯形(但不是平行四边形)
生活中的梯形很常见:堤坝,梯子,足球场上的门框等都有它的身影。它的面积借助平行四边形的面积来推导。(其实,平行四边形的面积又可以转化为长方形的面积,所以梯形面积还是与长方形面积相关。不过这里已经学过平行四边形面积,直接拿来用即可)
方法1:
这样两个梯形的面积=平行四边形的面积。而平行四边形的面积=底×高。你会发现,平行四边形的底=梯形的上底+下底,也就是(a+b)。平行四边形的高也是梯形的高。
因此,梯形的面积=(上底+下底)×高÷2。
用字母表示为:S=(a+b)×h÷2。
方法2:
另一种推导梯形面积公式的方法是:
此种方法不易理解,能刚看懂图形的表达意思即可。圈2是小三角的面积,其他同理。这种方法更适用于推导三角形的面积,见下文具体分析。
梯形的面积公式推导出来后,我们需要去应用它解决问题,一般求梯形的面积就可以直接用了。这里拓展一下,其实它跟等差数列求和公式有很大关系。例如:求一堆圆木的数量。可以倒放一堆一模一样的,这样每层的根数相同,再看有几层,然后就可以间接的计算出来。
你会发现7=2+5,正是梯形的上底和下底,所以圆木的数量可以看成求一个上底是2,下底是5,高是4的梯形的面积。这里高正是圆木的层数4层。因此,圆木数量=(2+5)×4÷2。
再进一步想,这里圆木数量也可以一层一层累加:2+3+4+5,是一个等差数列。
因此,有:2+3+4+5=(2+5)×4÷2。
那么,在一个项数较多的等差数列里:4+5+6…+300,这里的4相等于梯形的上底(最上面的圆木数量),300相当于下底(最底层的圆木数量),项数300-4+1=297相当于高(圆木的层数)。这样利用梯形面积公式就可以求一个等差数列的和。
也推导了等差数列求和的公式:(首项+末项)×项数÷2
以上是关于梯形面积公式及应用的一些整理。下面是三角形。
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三、稳定的三角形
大家都知道三角形具有稳定性。需要加固的地方一般都用三角形来固定。那么本单元三角形的面积如何推导呢?还是需要易变形的平行四边形来助它一臂之力。
方法1:第一种是拼成平行四边形
在梯形面积推导的过程中我们也用到了此方法,都在转化成我们相识的平行四边形当中。(点评:平行四边形真的非常实用)
方法2:
仍是在往我们学过的图形转换。
方法3:
方法3就是上面推导梯形所用的第二种方法。
上面是一个直角三角形,采用此种方法进行了面积公式的推导。其实,任何一个三角形,作一条高给它变成两个直角三角形,直角三角形面积又可以用上述方法推导。具体过程此处可自己动手推一下(重点是画图)。
方法4:
此种方法是当时验证三角形的内角和用过的,是折叠。
这样,三角形的面积又可以表示为:底×高÷2,
用字母表示为S=a×h÷2。
此种方法较难,理解即可。
方法5:
方法5与梯形的面积公式有关,里面含有极限思想。
梯形面积公式是:(上底+下底)×高÷2,只要让上底渐渐变为0,那时,只有一个下底,称为底即可。这时就是三角形的面积公式了。
三角形的面积=底×高÷2,
用字母表示为:S=a×h÷2。
至此,我们三种图形面积的探讨告一段落,你还有更好的方法吗?期待你的精彩呈现。