(重慶市育才中學(xué)校,重慶 404100)
間接法(設(shè)未知數(shù)列方程組):對于三角形、四邊形中出現(xiàn)比例的時候,由這些線段組成圖形的面積,通??梢栽O(shè)未知數(shù)列方程組求解。根據(jù)需要可以分成設(shè)一個未知數(shù)列一元一次方程,也可以設(shè)多個未知數(shù)列方程組,同時除了結(jié)合性質(zhì)之外,還可以通過添加輔助線來達到構(gòu)建方程組的目的。接下來,我將結(jié)合具體例子來分享:
例1.(結(jié)合性質(zhì),設(shè)一個未知數(shù)解決,不添加輔助線)如圖,若正方形APHM,BNHP,CQHN 的面積分別為7,4,6,則陰影部分的面積是_____.
解:
例2.(添加輔助線,結(jié)合比例關(guān)系,設(shè)兩個未知數(shù)解決)如圖△ABC 內(nèi)三個三角形的面積分別為5,8,10,求四邊形AEFD 的面積.
解:
例3.(添加輔助線,設(shè)兩個未知數(shù),列方程組解決)如圖,△ABC 的面積為1,D,E 為AC 的三等分點,F(xiàn),G 為CB 的三等分點.(1)求四邊形PECF的面積;(2)求四邊形PFGN 的面積.
解:
例3 變式.(添加輔助線,開放性探究問題)知識回顧:小明在學(xué)習(xí)完三角形中線的知識后,對三角形中線與面積關(guān)系產(chǎn)生了濃厚的興趣,如圖(1),在三角形ABC 中,若點D 是BC 的中點,他知道S △ABD=S △ACD,如圖(2),三角形ABC 中,若BD=13BC,則S △ABD=___S △ACD.(你知道嗎?請你填一填.)
探索研究:
有了這樣的知識,小明又進行了深入探究,如圖(3),三角形ABC 內(nèi)線段BD、CE 相交于點O.已知OB=OD,OC=2OE.設(shè)△BOE、△BOC、△COD 和四邊形AEOD 的面積分別為S1,S2,S3,S4 小明很快得出了S1:S3 的值,相信你也知道答案了吧,請你填一填:S1:S3=___.
如果S2=2,如何求S4 的值呢?小明想:要求的S4 是四邊形的面積,直接求有點困難,而我現(xiàn)在所知道的都是三角形之間的面積關(guān)系,于是他就想到了連接AO,將四邊形分成了兩個三角形,然后分別設(shè)S △AEO=x,S △ADO=y,從而根據(jù)相互間的面積關(guān)系建立二元一次方程組進行求解,聰明的你會了嗎?請你將解答過程寫下來,求出S4 的值。
嘗試運用:如圖(4),三角形ABC 的面積是1,D、E 為AC 的三等分點,F、G 是BC 的三等分點,則四邊形PECF 的面積是___.(直接寫答案)
解:∵BD=13BC,∴CD=2BD,設(shè)△ABC 的邊BC 上的高為h,
∴S △ABD=12BD×h,S △ACD=12CD×h=12×2BD×h=2S △ABD,
∴S △ABD=12S △ACD,
故答案為:12,
探索研究:∵OB=OD,∴S2=S △BOC=S △COD=S3,∵OC=2OE,∴S2=S △BOC=2S △BOE=2S1,
∴S3=2S1,∴S1:S3=1:2,故答案為:1:2;
當(dāng)S2=2 時,S3=S2=2,S1=12S2=1,∵OB=OD,∴S △AOB=S △AOD,即:x+1=y ①,
∵OC=2OE,∴S △AOC=2S △AOE,即:y+2=2x ②,
聯(lián)立①②解得,{x=3y=4,∴S4=x+y=7;
嘗試運用:
如圖,∵D、E 為AC 的三等分點,
∴S △BCE=13S △ABC=13
∵F、G是BC的三等分點,S△ACF=13S△ABC=13,
設(shè)S △PCF=x,S △PCE=y.
連接PC,PG,
∵F、G 是BC 的三等分點,
∴S △PBG=S △PGF=S △PCF=x,
∴S △BCE=S △PBG+S △PGF+S △PCF+S △PCE=3x+y=13 ①,
同理:S △ACF=S △PAD+S △PDE+S △PCE+S △PCF=x+3y=13 ②,
∴①+②得,4x+4y=23,
∴x+y=16,
即:四邊形PECF 的面積是x+y=16,
故答案為:16.
例4.(結(jié)合性質(zhì),作多條輔助線,多次設(shè)未知數(shù)解決)如圖,E,F(xiàn) 分別是四邊形ABCD 的邊AB,BC 的中點,DE 與AF 交于點P,點Q 在線段DE 上,且AQ ∥PC.求梯形APCQ 的面積與平行四邊形ABCD 的面積的比值.
總結(jié):方程思想在解決幾何問題當(dāng)中的應(yīng)用,是通過方程把幾何與代數(shù)內(nèi)容有機結(jié)合起來,把一個本來需要逆向思考的問題,變得正向思考化,從而大大地降低了解題的難度。不管是設(shè)一元列方程還是設(shè)多元列方程組,都是為了更好地數(shù)形結(jié)合起來,給學(xué)生解題創(chuàng)造更多的可能,讓孩子們感受到數(shù)學(xué)美好與和諧,感受到數(shù)學(xué)快樂。