专题07 三角形中的重要模型-等积模型(教师卷).docx
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- 专题07 三角形中的重要模型-等积模型教师卷 专题 07 三角形 中的 重要 模型 教师
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1、专题07 三角形中的重要模型-等积模型三角形的面积问题在中考数学几何模块中占据着重要地位,等积变形是中学几何里面一个非常重要的思想,下面的五大模型也都是依托等积变形思想变化而成的,也是学生必须掌握的一块内容。本专题就三角形中的等积模型(蝴蝶(风筝)模型,燕尾模型,鸟头模型,沙漏模型,金字塔模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。模型1. 等积变换基础模型1)等底等高的两个三角形面积相等;如图1,当/,则; 反之,如果,则可知直线/。 图1 图2 图32)两个三角形高相等,面积比等于它们的底之比;两个三角形底相等,面积比等于它们的高之比。如图2,当点D是BC边上的动点时,则SABDSADCBDD
2、C。如图3,当点D是BC边上的动点,BEAD,CFAD时,则SABDSADCBECF。例1(山东省临沂市2023-2024学年八年级月考)如图,是边的中线,点E在上,的面积是3,则的面积是()A4B3C2D1【答案】D【分析】利用三角形面积公式,等高的三角形的面积比等于底边的比,由此利用已知条件可以分别求出【详解】解:是边的中线,的面积是3,故选:D【点睛】本题考查了三角形面积:三角形的面积等于底边长与高线乘积的一半;三角形的中线将三角形分成面积相等的两部分例2(河北省石家庄市2023-2024学年八年级月考)如图,是的边上的中线,是的边上的中线,是的边上的中线,若的面积是32,则阴影部分的面
3、积是()A9B12C18D20【答案】B【分析】利用中线等分三角形的面积进行求解即可【详解】解:是的边上的中线,是的边上的中线,又是的边上的中线,则是的边上的中线,则,故选:B【点睛】本题考查了中线的性质,清晰明确三角形之间的等量关系,进行等量代换是解题的关键例3(湖北十堰五校联考2023-2024学年八年级月考)如图,点为的重心,分别为,的中点,具有性质:已知的面积为2,则的面积为 【答案】12【分析】根据高相等的两个三角形的面积之比等于底之比可得答案【详解】解:,的面积为2,的面积为4,的面积为,点为的中点,的面积的面积,的面积为,故答案为:12【点睛】本题主要考查了三角形的重心,三角形的
4、面积等知识,熟练掌握高相等的两个三角形的面积之比等于底之比是解题的关键例4(浙江省杭州市2023-2024学年八年级上学期10月月考数学试题)如图,是的一条中线,E为边上一点且,相交于F,四边形的面积为6,则的面积是 【答案】14.4【分析】连接, 设则根据为边上中线,可得;根据,可得 进而,的面积可表示为和 由此建立方程解出a的值即可得到的面积.【详解】解:连接,如图所示:设 则为边上中线, , , ,即 解得: . ,故答案为: 14.4.【点睛】本题考查了三角形面积的计算,关键是利用同底等高的三角形面积相等、等高不同底的三角形面积比为底之比来表示出三角形面积,进而使用方程思想解决问题.例
5、5(2023春江西萍乡八年级统考期中)基本性质:三角形中线等分三角形的面积如图1,是边上的中线,则理由:因为是边上的中线,所以 又因为,所以所以三角形中线等分三角形的面积基本应用:在如图2至图4中,的面积为a(1)如图2,延长的边到点D,使,连接若的面积为,则 (用含a的代数式表示);(2)如图3,延长的边到点D,延长边到点E,使,连接若的面积为,则 (用含a的代数式表示);(3)在图3的基础上延长到点F,使,连接,得到(如图4)若阴影部分的面积为,则 (用含a的代数式表示);拓展应用:(4)如图5,点D是的边上任意一点,点E,F分别是线段,的中点,且的面积为,则的面积为 (用含a的代数式表示
6、),并写出理由【答案】(1)a (2)2a (3)6a (4)2a,见解析【分析】(1)直接根据“等底同高的三角形面积相等”即可得出答案;(2)连接,运用“等底同高的三角形面积相等”得出,即可得解;(3)由(2)结论即可得出,从而得解;(4)点E是线段的中点,可得,点F是线段的中点,可得从而可得答案【详解】(1)解:如图2,延长的边到点,使,为的中线,即;(2)如图3,连接, 延长的边到点,延长边到点,使,即;(3)由(2)得,同理:,;(4),理由如下:理由:点E是线段的中点,点F是线段的中点,【点睛】此题考查了阅读与理解:三角形中线的性质,等底同高的三角形面积相等,灵活运用这个结论并适当添
7、加辅助线是解答此题的关键例6(2023春上海九年级期中)解答下列各题(1)如图1,已知直线,点、在直线上,点、在直线上,当点在直线上移动时,总有_与的面积相等 (2)解答下题如图2,在中,已知,且边上的高为5,若过作,连接、,则的面积为_如图3,、三点在同一直线上, ,垂足为若,求的面积(3)如图4,在四边形中,与不平行,且,过点画一条直线平分四边形的面积(简单说明理由)【答案】(1)(2)15;(3)图见解析,理由见解析【分析】(1)根据,可得和同底等高,即可求解;(2)先求出,再由,可得ABC和BAE是同底等高的两个三角形,即可求解;先求出=,再由,可得ACBF,从而得到,即可求解;(3)
8、过点B作BEAC交DC延长线于点E,连接AE,取DE的中点F,作直线AF,则直线AF即为所求,可得,从而得到,即可求解【详解】(1)解:,和同底等高,则与的面积相等;(2)解:,且边上的高为5,ABC和BAE是同底等高的两个三角形,;,EBG=120, EBF=60,EBF=BAC,ACBF,;(3)解: 如图,过点B作BEAC交DC延长线于点E,连接AE,取DE的中点F,作直线AF,则直线AF即为所求,理由如下:BEAC,ABC和AEC的公共边AC上的高也相等,所以面积等分线必与CD相交,取DE中点F,则直线AF即为要求作的四边形ABCD的面积等分线【点睛】本题主要考查了平行的性质,熟练掌握
9、两平行线间的距离处处相等,并利用类比思想解答是解题的关键模型2.蝴蝶(风筝)模型蝴蝶模型(定理)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。 蝴蝶定理:任意四边形中的比例关系如图1,结论:或;。梯形蝴蝶定理:梯形中比例关系如图2,结论:;梯形的对应份数为。例1在四边形ABCD中,AC和BD互相垂直并相交于O点,四个小三角形的面积如图所示则阴影部分三角形BCO的面积为 【答案】45【详解】设阴影部分面积为x。根据蝴蝶(风筝)定理:即:20:x=16:36 解得:x=45估阴
10、影部分的面积为45.例2、如图,SACB24平方厘米,SACD16平方厘米,SABD25平方厘米,则SCOB为 平方厘米。【答案】9平方厘米【解析】在四边形ABCD中,根据蝴蝶(风筝)模型得:DO:BOSACD:SACB16:242:3,则SAOBSABD2515(平方厘米),则SCOBSACBSAOB24159(平方厘米)例3、如下图,梯形的平行于,对角线,交于,已知与的面积分别为 平方厘米与平方厘米,那么梯形的面积是_平方厘米 【答案】144平方厘米【解析】根据梯形蝴蝶定理,可得,再根据梯形蝴蝶定理,所以(平方厘米)那么梯形的面积为(平方厘米)例4、如图,梯形中,、的面积分别为和,则梯形的
11、面积为 【答案】7.5【解析】根据梯形蝴蝶定理,所以, 例5、梯形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AB垂直AC,并且已知AO6厘米,BO10厘米,则三角形DOC的面积是 平方厘米。【答案】24平方厘米【解析】在梯形ABCD中,根据蝴蝶定理得:SDOCSAOB在直角三角形AOB中,根据勾股定理得:AB2OB2OA2102626482,所以AB8所以SDOCSAOB68224(平方厘米)例6、图中大平行四边形被分成若干小块,其中四块的面积已经标出,则中间的四边形GQHS的面积为 。【答案】17【解析】如下图,连接EF、GH和IJ在平行四边形ABEF中,根据蝴蝶模型得:SABPSEPF6,在平
12、行四边形EFGH中,SEQFSGQH1367;在平行四边形IDCJ中,SDCTSIJT5,在平行四边形GIJH中,SGSHSISJ15510,所以S四边形GQHSSGQHSISJ71017模型3.燕尾(定理)模型条件:如图,在中,E分别是上的点,在上一点,结论:S1S2S3S4S1+S3S2+S4BEEC。例1、如图,ABC中,M、N分别是BC、AC边上的三等分点,AM、BN相交于点O,已知BOM的面积为2,则四边形MCNO的面积为 。【答案】8【解析】如图,连接OC由“燕尾定理”可得:,所以可得所以,所以四边形MCNO的面积为8.例2(2023山东八年级专题练习)如图,在ABC中,已知点P、
13、Q分别在边AC、BC上,BP与AQ相交于点O,若BOQ、ABO、APO的面积分别为1、2、3,则PQC的面积为()A22B22.5C23D23.5【答案】B【分析】连接CO,根据BOQ、ABO、APO的面积分别为1、2、3,求出SPOQ=1.5,设SOPC=x,SCOQ=y,仍然利用BOQ、ABO、APO的面积分别为1、2、3,列出关于x、y的方程组,解得x、y的值,然后利用SQPC=SOPC+SCOQ-SPOQ即可求出答案【详解】连接CO,BOQ、ABO、APO的面积分别为1、2、3,SPOQ=1.5,设SOPC=x,SCOQ=y,则,解得,SQPC=SOPC+SCOQ-SPOQ=15+9-
14、1.5=22.5故选B【点睛】本题考查三角形面积的相关知识点,解题的关键是熟练的掌握三角形关于面积的相关知识与运算.例3如下图,三角形中,且三角形的面积是,则三角形的面积为 【答案】19【详解】连接BG,份根据燕尾定理,得(份),(份),则(份),因此,同理连接AI、CH得,所以三角形GHI的面积是1,所以三角形ABC的面积是19例4(2023江苏淮安九年级月考)已知的面积是60,请完成下列问题:(1)如图1,若是的边上的中线,则的面积_的面积(填“”“”“=”)(2)如图2,若、分别是的、边上的中线,求四边形的面积可以用如下方法,连接,由得:,同理:,设,则,由题意得:,可列方程组为:,解得
15、_,则可得四边形的面积为_(3)如图3,则四边形的面积为_(4)如图4,D,F是的三等分点,E,G是的三等分点,与交于O,且,则四边形A的面积为_【答案】(1)= (2),20 (3)11 (4)【分析】(1)过点A作于点H,根据中线的定义得出,再根据三角形的面积公式得出,即可得出结论;(2)用加减消元法求解该二元一次方程组,根据,即可求解;(3)连接,根据题意得出,则,设,则,列出方程组求解, 最后根据即可求解;(4)连接,根据题意得出,用和(3)一样的方法即可求解【详解】(1)解:过点A作于点H,是的边上的中线,故答案为:=;(2)解:,得:,解得:,把代入得:,解得:,原方程组的解为,故
16、答案为:,20;(3)解:连接,的面积是60,设,则,解得:,;故答案为:11; (4)解:连接,D,F是的三等分点,E,G是的三等分点,的面积是60,设,则,解得:,;故答案为:【点睛】本题考查了三角形综合,解二元一次方程组,解题的关键是掌握同高三角形面积比等于底的比模型4.鸟头定理(共角定理)模型 图1 图2共角三角形:两个三角形中有一个角相等或互补,这两个三角形叫做共角三角形。共角定理:共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比。 如图,在中,分别是上的点(如图1)或在的延长线上,在上(如图2),则例1、如图,在三角形ABC中,D、E是AB,AC上得点,且AD:AB=
17、2:5,AE:AC=4:7,三角形ADE的面积是16平方厘米,则ABC的面积为 。【答案】70平方厘米【解析】观察:图中存在鸟头模型假设:设三角形ABC的面积为a转化:由鸟头模型比例关系有:16:a=(42):(57),得a=70。即三角形ABC的面积是70平方厘米。例2(2023山西晋中九年级统考阶段练习)阅读理解如果两个三角形中有一组对应角相等或互补,那么这两个三角形叫做共角三角形,共角三角形的面积比等于对应角(相等角或互补角)两夹边的乘积之比,例:在图1中,点D,E分别在AB和AC上,ADE和ABC是共角三角形,则证明:分别过点E,C作EGAB于点G,CFAB于点F,得到图2,AGE=A
18、FC,又A=A,GAEFAC,又 即 任务:(1)如图3,已知BAC+DAE=180,请你参照材料的证明方法,求证:(2)在(1)的条件下,若则AE= 【答案】(1)见解析;(2)6【分析】(1)过点C作CGAB于G,过点E作EFDA交DA延长线于F,可得EFA=CGA=90,再由BAC+DAE=180,DAE+EAF=180,推出CAG=EAF,即可证明CAGEAF,得到,再由,得到(2)根据,可得,由此求解即可【详解】解:(1)如图所示,过点C作CGAB于G,过点E作EFDA交DA延长线于F,EFA=CGA=90, BAC+DAE=180,DAE+EAF=180,CAG=EAF,CAGEA
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