【数学趣】拉窗帘模型之求面积引发的6个解法

news2024/11/15 21:44:32

抖音上推了一个趣题

求橙色部分的面积 蓝色部分是2个正方形。大的正方形边长为6。(小的正方形一半被一个黄色三角形遮住了一半)
在这里插入图片描述

答案

18

解法1:拉窗帘

先写一个代号,方便证明,H G 代表正方形。(G被A遮住了一半)。且H的边长是6
ABC是三个三角形,需要求S(A+B+C)。在这里插入图片描述

做辅助线m;
平移三角形A;
将三角形B、C组合成梯形,梯形进行拉窗帘到最右边,面积不变
最终面积是正方形H的一半

辅助线后图:
在这里插入图片描述
所以新三角形面积是 6 * 6 / 2 = 18

解法2:极限法

使用拉窗帘模型基本确定黄色部分是一个固定大小的值。
既然从图中看G正方形大小无所谓大小,三角形C的左上顶点跟送G边长移动。那么运用极限法。
可以随意设置几个极限点计算。
极限点1:
假设ABC三个三角形交点在中点。那么AB大小一样大。G边长为3。 A和B一样大,分别是33/2 = 4.5。C是63/2=9。加一起是4.5*2+9=18

极限点2:
假设G为0了。此法最简单,A B为0,C为H正方形一半。

极限点3:
假设G为H一样大了。那么此时B C两个三角形为0,A为G的一半,G=H,所以A=18

解法3:未知数消元法

6x(6-a)÷2+6x(a)÷2

解法4:消元法公式带来的图形思考

在这里插入图片描述
A+B+C的面积 = E+ C的面积。也就是E的面积 = A+B的面积。

证明:
新构建三角形E 也就是△mop。
E 的面积= 底x高 = mo * pq
A+B的面积=底x高 = mq * no

因为mo = no, qp = mq 所以 A+B=E,所以A+B+C= E+C=1/2 H = 18

同样还可以拉窗帘,A+B可以拉到G的左上角顶点此时新的A’+B’ 就是G的上面边作为底,H的左边边作为高。
而E的面积是G的右边的边作为底,H的下面边作为高。所以E=A’+B’,所以A+B+C= E+C=1/2 H = 18

解法5:消元法带来的思路结合拉窗帘

这是证明的方式,还能继续使用该方式的拉窗帘方式,构造出了上图的E
在这里插入图片描述
根据公式还能一层解读:6x(6-a)÷2+6x(a)÷2
先算C的面积减去了E的面积 6x(a)÷2
然后算A+B的面积6x(6-a)÷2

实际如果直接拉窗帘,一步到位。
S(A+B)拉窗帘 = S(mrq)然后mrq和三角形e的底高相同。答案就是正方形的一半。
图形思维的话就是把mqr旋转90°,mq与qp重合,rq在mq线上,然后三角形上移,rq和mo重合。此时又是一个拉窗帘

解法6:平移+拉窗帘

在这里插入图片描述
所以面积就等于正方形的一半 18

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