中考中,我們經常會遇到求陰影部分面積的題目,這些圖形不是以基本圖形的形狀出現(xiàn),而是由一些基本圖形組合、拼湊而成的簡單圖形,我們稱這類圖形為不規(guī)則圖形,在計算它們的面積時無法直接求解,那我們用什么方法計算它們的面積呢?這時就會用到等積變形方法,以下是等積變形的幾種常見形式。
一、平移
利用平移進行等積變形是最常見的題型之一,平移包括點平移、線段平移、整個圖形平移等。
例1.如右圖,A是半徑為1的圓外的一點,OA=2,AB是圓的切線,B為切點,弦BC//OA,連接AC,求圖中陰影部分的面積。
分析:陰影部分為不規(guī)則圖形,由ΔABC與弓形組成,B為切點。連接OB、OC,如右圖所示,因為BC//OA,在弓形面積不變的情況下把A點向O點平移,得到ΔABC與ΔOBC同底同高,則兩三角形面積相等,那么陰影部分面積等于扇形OCB的面積。
再看一個例子
例2.從大半圓中剪去一個小半圓(小半圓的直徑在大半圓的直徑MN上)點O為大半圓的圓心,AB是大半圓的弦,且與小半圓相切,AB//MN。已知AB=24cm,求陰影部分的面積。
分析:由于只知道了弦AB的長,所以就不可能直接求出陰影部分的面積,此時因為AB//MN,兩條平行線間的距離保持不變,所以可以通過平移小半圓,使小半圓的圓心與大半圓的圓心重合,然后作OC⊥AB,垂足為點C,連接OB,利用Rt△OCB就很容易得出正確答案。如右圖所示,具體過程為:
二、拆分與組合
拆分與組合這一形式要求較高,學生必須對圖形深入了解,能把不規(guī)則圖形進行分解成若干規(guī)則圖形,進行求解。
例3.如右圖,兩個半徑為1,圓心角是90度的扇形OAB和扇形O'A'B'疊放在一起,點O'在弧AB上,四邊形OPO'Q是正方形,則陰影部分的面積等于多少?
分析:對此圖形進行拆分,拆成兩個全等的扇形,再進行拼湊,如右圖所示,陰影部分的面積實際等于半圓的面積減去兩個正方形的面積,那此題就迎刃而解了。
例4.見右圖:如圖ΔABC中,∠C是直角,AB=12,∠ABC=60°,將ΔABC以點B為中心順時間旋轉,使點C旋轉到AB邊的延長線上的點D處,則圖中的陰影部分的面積是多少?
分析:通過分析圖形的形成過程,整個圖形由扇形ABE與直角三角形ΔBDE組成,而圖中的非陰影部分由扇形CBD與直角三角形ΔABC組成,則可得圖中陰影部分的面積
三、旋轉與對稱
例5.矩形ABCD中,BC=2,DC=4,以AB為直徑的半圓O與DC相切于點E,求陰影部分的面積。
分析:見切點連圓心,連接OE交DB于點F,△DEF與△BOF全等,且△DEF與△BOF組成了以F點為對稱中心的中心對稱圖形,陰影部分的面積等于四分之一的圓的面積。
例6.如圖,正方形ABCD和正方形OEFG的邊長均為4,O為正方形ABCD的對稱中心,求圖中陰影部分的面積。
以上是等積變形常見的三種形式,這三種形式由易到難,由淺入深。在解題中,不規(guī)則圖形題型多種多樣,但萬變不離其宗,只要同學們認真觀察,冷靜思考,運用等積變形的規(guī)律,不規(guī)則圖形就會變得規(guī)則,復雜的問題就會變得簡單。
作者單位:廣東珠海市金灣區(qū)平沙二中