小学奥数专题28 不规则图形面积计算
盱眙县教育局-不怕困难的名言
竞博教育
不规则图形面积计算(1)
我们曾经学过的三角形、长方形、正方形、平行四
边形、梯形、
菱形、圆和扇形等图形,一般称为基本图形或规则图形.我们的面积
及周长都有相
应的公式直接计算.如下表:
竞博教育
实际问题中,有些图形不是以基本图形的形状出现,而是由一些
基本
图形组合、拼凑成的,它们的面积及周长无法应用公式直接计算.
一般我们称这样的图形为不规则图形。
那么,不规则图形的面积及周长怎样去计算呢?我们可以针对这
些图形通过实施割补、剪拼等方
法将它们转化为基本图形的和、差关
系,问题就能解决了。
一、例题与方法指导
例1
如右图,甲、乙两图形都是正方形,它们的边长分
别是10厘米和12厘米.求阴影部分的面积。
思路导航:
阴影部分的面积等于甲、乙两个正方形面积之和减去三个“空白”
三角形
(△ABG、△BDE、△EFG)的面积之和。
例2 如右图,正方形ABCD的边长
为6厘米,△ABE、△ADF
与四边形AECF的面积彼此相等,求三角形AEF的面积.
思路导航:
竞博教育
∵△ABE、△ADF与四边形AECF的面积彼此相等,
∴四边形
AECF的面积与△ABE、△ADF的面积都等于正方形ABCD
的。
在△ABE中,因为AB=6.所以BE=4,同理DF=4,因此CE=CF=2,
∴△ECF的面积为2×2÷2=2。
所以S△AEF=S四边形AECF-S△ECF=12-2=10(平方厘米)。
例3 两块等腰直角三角形的三角板,直角边分别是10厘米
和6厘米。如右图那样重合.求
重合部分(阴影部分)的面积。
C
1
3
思路导航:
在等腰直角三角形ABC中
∵AB=10
∵EF=BF=AB-
AF=10-6=4,
∴阴影部分面积=S△ABG-S△BEF=25-8=17(平方厘米)。
例4
如右图,A为△CDE的DE边上中点,BC=CD,若△ABC
(阴影部分)面积为5平方厘米.
求△ABD及△ACE的面积.
B
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思路导航:
取BD中点F,连结AF.因为△ADF、△ABF和△ABC等底、等高,
所以它们的面积相等,都等于5平方厘米.
∴△ACD的面积等于15平方厘米,△ABD的面积等于10平方
厘米。
又由于△ACE与△ACD等底、等高,所以△ACE的面积是15
平方厘米。
二、巩固训练
1. 如右图,在正方形ABCD中,三角形ABE的面积
是8平方
厘米,它是三角形DEC的面积的,求正方
形ABCD的面积。
解:过E作BC的垂线交AD于F。
在矩形ABEF中AE是对角线,所以S△ABE=S△AEF=8.
在矩形CDFE中DE是对角线,所以S△ECD=S△EDF。
2.
如右图,已知:S△ABC=1,AE=ED,BD=BC.求阴影部分的面积。
解:连结DF。∵AE=ED,
D
4
5
2
3
竞博教育
∴S△AEF=S△DEF;S△ABE=S△BED
3. 如右图,正
方形ABCD的边长是4厘米,CG=3厘米,矩形
DEFG的长DG为5厘米,求它的宽DE等于多少
厘米?
解:连结AG,自A作AH垂直于DG于H,在△ADG中,AD=4,
DC=4(A
D上的高).
∴S△AGD=4×4÷2=8,又DG=5,
∴S△AGD=AH×DG÷2,
∴AH=8×2÷5=3.2(厘米),
∴DE=3.2(厘米)。
4. 如右图,梯形ABCD的面积是45平方米,高6米,△
AED
的面积是5平方米,BC=10米,求阴影部分面积.
解:∵梯形面积=(上底+下底)×高÷2
即45=(AD+BC)×6÷2,
45=(AD+10)×6÷2,
∴AD=45×2÷6-10=5米。
∴△ADE的高是2米。
△ EBC的高等于梯形的高减去△ADE的高,即6-2=4米,
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5.
如右图,四边形ABCD和DEFG都是平行四边形,证明它们的面
积相等.
证明:连结CE,
ABCD的面积等于△CDE面积的2倍,
而
∴
DEFG的面积也是△CDE面积的2倍。
ABCD的面积与
(一) 不规则图形面积计算(2)
不规则图形的另外一种情况,就是由圆、扇形
、弓形与三角形、
正方形、长方形等规则图形组合而成的,这是一类更为复杂的不规则
图形,为
了计算它的面积,常常要变动图形的位置或对图形进行适当
的分割、拼补、旋转等手段使之转化为规则图
形的和、差关系,同时
还常要和“容斥原理”(即:集合A与集合B之间有:S
A∪B
=S
A
+S
b
-S
A
∩B
DEFG的面积相等。
)合并使用才能解决。
一、例题与方法指导
例1 .
如右图,在一个正方形内,以正方形的三条边为直径向
内作三个半圆.求阴影部分的面积。
竞博教育
解法1:把上图靠下边的半圆换成(面积与它相等)右边的半圆,
得
到右图.这时,右图中阴影部分与不含阴影部分的大小形状
完全一样,因此它们的面积相等.
所以上图中阴影部分的面
积等于正方形面积的一半。
解法2:将上半个“弧边三角形”从中间
切开,分别补贴在下半圆的
上侧边上,如右图所示.阴影部分的面积是正方形面积的一
半。 <
br>解法3:将下面的半圆从中间切开,分别贴补在上面弧边三角形的两
侧,如右图所示.阴影部分的
面积是正方形的一半.
例2. 如右图,正方形ABCD的边长为4厘米,分别以B、D为圆
心以4厘米为半径在正方形内画圆,求阴影部分面积。
解:由容斥原理 S
阴影
=S
扇形ACB
+S
扇形ACD
-S
正方形ABCD
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例3 如右图,矩形ABCD中,AB=6厘米,BC=4厘米,扇形
ABE
半径AE=6厘
的半CB=4厘米,
的面积。
例4. 如右图,直角三角形ABC中,AB是圆的直径,且AB=2
0
厘米,如果阴影(Ⅰ)的面积比阴影(Ⅱ)的面积大7平方厘米,求
BC长。
分析
已知阴影(Ⅰ)比阴影(Ⅱ)的面积大7平方厘米,就
是半圆面积比三角形ABC面积大7平方厘米;又
知半圆直径
AB=20厘米,可以求出圆面积.半圆面积减去7平方厘米,就
可求出三角形AB
C的面积,进而求出三角形的底BC的长.
米,扇形CBF
求阴影部分
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二、巩固训练
1.
如右图,两个正方形边长分别是10厘米和6厘米,求阴影部
分的面积。
分析 阴影部分的面
积,等于底为16、高为6的直角三角形面积与图
中(I)的面积之差。而(I)的面积等于边长为6的
正方形的面积减
去以6为半径的圆的面积。
2.
如右图,将直径AB为3的半圆绕A逆时针旋转60°,此时AB
到达AC的位置,求阴影部分的面积(
取π=3).
解:整个阴影部分被线段CD分为Ⅰ和Ⅱ两部分,以AB为直径
的半圆被
弦AD分成两部分,设其中AD右侧的部分面积为S,
由于弓形AD是两个半圆的公共部分,去掉AD弓
形后,两个半
1
4
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圆的剩余部分面积相等.即Ⅱ=S,由于:
3. 如右图,ABCD是正方形,且FA=AD=DE=1,求阴影部分的面积.
4. 如下页右上图,ABC是
等腰直角三角形,D是半圆
周上的中点,BC是半圆的直径,且AB=BC=10,求阴影部
分
面积(π取3.14)。
解:∵三角形ABC是等腰直角三角形,以AC为对角线再作一个全等
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的等腰直角三角形ACE,则ABCE为正方形(利用对称性质)。
总结:对于不规则图形面积的计算问
题一般将它转化为若干基本规则
图形的组合,分析整体与部分的和、差关系,问题便得到解决.
常用的基本方法有:
一、 相加法:
这种方法是将不规则图形分解转化成几个基本规则图形
,分别
计算它们的面积,然后相加求出整个图形的面积.例如,右图中,
要求整个图形的面积,
只要先求出上面半圆的面积,再求出下面正方
形的面积,然后把它们相加就可以了.
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二、 相减法:
这种方法是将所求的不规则图形的面积看成是若干个基本规<
br>则图形的面积之差.例如,右图,若求阴影部分的面积,只需先求
出正方形面积再减去里面圆的面
积即可.
三、 直接求法:
这种方法是根据已知条件,从整体出发直接求出不规则图形<
br>面积.如下页右上图,欲求阴影部分的面积,通过分析发现它就
是一个底是2,高为4的三角形,
面积可直接求出来。
四、 重新组合法:
这种方法是将不规则图形拆开,根据具体情况
和计算上的需要,
重新组合成一个新的图形,设法求出这个新图形面积即可.例如,欲
求右图中
阴影部分面积,可以把它拆开使阴影部分分布在正方形的4
个角处,这时采用相减法就可求出其面积了.
五、 辅助线法:
这种方法是根据具体情况在图形中添一条或若干条辅助线,使不规则图形转化成若干个基本规则图形,然后再采用相加、相
竞博教育
减法解决即可.如右图,求两个正方形中阴影部分的面积.此题虽然可
以用相减
法解决,但不如添加一条辅助线后用直接法作更简便.
六、 割补法:
这种方法是把原图
形的一部分切割下来补在图形中的另一部
分使之成为基本规则图形,从而使问题得到解决.例如,如右图
,欲
求阴影部分的面积,只需把右边弓形切割下来补在左边,这样整个阴
影部分面积恰是正方形
面积的一半.
七、 平移法:
这种方法是将图形中某一部分切割下来平行移动到一恰当<
br>位置,使之组合成一个新的基本规则图形,便于求出面积.例如,如
右图,欲求阴影部分面积,可
先沿中间切开把左边正
方形内的阴影部分平行移到右边正方形内,这样整个
阴影部分恰是一个正
方形。
八、 旋转法:
这种方法是将图形中某一部分切割下来之后,使之沿某一点或某一轴旋转一定角度贴补在另一图形的一侧,从而组合成一个新的基本
规则的图形,便于求出面积.例
如,欲求图(1)中阴影部分的面积,
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可将左半图形绕B点逆时针方向旋转180°,使A与C重合,从而构
成如右图
(2)的样子,此时阴影部分的面积可以看成半圆面积减去
中间等腰直角三角形的面积.
九、
对称添补法:
这种方法是作出原图形的对称图形,从而得到一个新的基本规则
图形.原来图形
面积就是这个新图形面积的一半.例如,欲求右图中阴
影部分的面积,沿AB在原图下方作关于AB为对
称轴的对称扇形ABD.
弓形CBD的面积的一半就是所求阴影部分的面积。
十、重叠法:
这种方法是将所求的图形看成是两个或两个以上图形的重叠部分,然
后运用“容斥原理”(SA
∪B=SA+SB-SA∩B)解决。例如,欲求右
图中阴影部分的面积,可先求两个扇形面积的和,减
去正方形面积,
因为阴影部分的面积恰好是两个扇形重叠的部分.
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不规则图形面积计算(1)
我们曾经学过的三角形、长方形、正方形、平行四
边形、梯形、
菱形、圆和扇形等图形,一般称为基本图形或规则图形.我们的面积
及周长都有相
应的公式直接计算.如下表:
竞博教育
实际问题中,有些图形不是以基本图形的形状出现,而是由一些
基本
图形组合、拼凑成的,它们的面积及周长无法应用公式直接计算.
一般我们称这样的图形为不规则图形。
那么,不规则图形的面积及周长怎样去计算呢?我们可以针对这
些图形通过实施割补、剪拼等方
法将它们转化为基本图形的和、差关
系,问题就能解决了。
一、例题与方法指导
例1
如右图,甲、乙两图形都是正方形,它们的边长分
别是10厘米和12厘米.求阴影部分的面积。
思路导航:
阴影部分的面积等于甲、乙两个正方形面积之和减去三个“空白”
三角形
(△ABG、△BDE、△EFG)的面积之和。
例2 如右图,正方形ABCD的边长
为6厘米,△ABE、△ADF
与四边形AECF的面积彼此相等,求三角形AEF的面积.
思路导航:
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∵△ABE、△ADF与四边形AECF的面积彼此相等,
∴四边形
AECF的面积与△ABE、△ADF的面积都等于正方形ABCD
的。
在△ABE中,因为AB=6.所以BE=4,同理DF=4,因此CE=CF=2,
∴△ECF的面积为2×2÷2=2。
所以S△AEF=S四边形AECF-S△ECF=12-2=10(平方厘米)。
例3 两块等腰直角三角形的三角板,直角边分别是10厘米
和6厘米。如右图那样重合.求
重合部分(阴影部分)的面积。
C
1
3
思路导航:
在等腰直角三角形ABC中
∵AB=10
∵EF=BF=AB-
AF=10-6=4,
∴阴影部分面积=S△ABG-S△BEF=25-8=17(平方厘米)。
例4
如右图,A为△CDE的DE边上中点,BC=CD,若△ABC
(阴影部分)面积为5平方厘米.
求△ABD及△ACE的面积.
B
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思路导航:
取BD中点F,连结AF.因为△ADF、△ABF和△ABC等底、等高,
所以它们的面积相等,都等于5平方厘米.
∴△ACD的面积等于15平方厘米,△ABD的面积等于10平方
厘米。
又由于△ACE与△ACD等底、等高,所以△ACE的面积是15
平方厘米。
二、巩固训练
1. 如右图,在正方形ABCD中,三角形ABE的面积
是8平方
厘米,它是三角形DEC的面积的,求正方
形ABCD的面积。
解:过E作BC的垂线交AD于F。
在矩形ABEF中AE是对角线,所以S△ABE=S△AEF=8.
在矩形CDFE中DE是对角线,所以S△ECD=S△EDF。
2.
如右图,已知:S△ABC=1,AE=ED,BD=BC.求阴影部分的面积。
解:连结DF。∵AE=ED,
D
4
5
2
3
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∴S△AEF=S△DEF;S△ABE=S△BED
3. 如右图,正
方形ABCD的边长是4厘米,CG=3厘米,矩形
DEFG的长DG为5厘米,求它的宽DE等于多少
厘米?
解:连结AG,自A作AH垂直于DG于H,在△ADG中,AD=4,
DC=4(A
D上的高).
∴S△AGD=4×4÷2=8,又DG=5,
∴S△AGD=AH×DG÷2,
∴AH=8×2÷5=3.2(厘米),
∴DE=3.2(厘米)。
4. 如右图,梯形ABCD的面积是45平方米,高6米,△
AED
的面积是5平方米,BC=10米,求阴影部分面积.
解:∵梯形面积=(上底+下底)×高÷2
即45=(AD+BC)×6÷2,
45=(AD+10)×6÷2,
∴AD=45×2÷6-10=5米。
∴△ADE的高是2米。
△ EBC的高等于梯形的高减去△ADE的高,即6-2=4米,
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5.
如右图,四边形ABCD和DEFG都是平行四边形,证明它们的面
积相等.
证明:连结CE,
ABCD的面积等于△CDE面积的2倍,
而
∴
DEFG的面积也是△CDE面积的2倍。
ABCD的面积与
(一) 不规则图形面积计算(2)
不规则图形的另外一种情况,就是由圆、扇形
、弓形与三角形、
正方形、长方形等规则图形组合而成的,这是一类更为复杂的不规则
图形,为
了计算它的面积,常常要变动图形的位置或对图形进行适当
的分割、拼补、旋转等手段使之转化为规则图
形的和、差关系,同时
还常要和“容斥原理”(即:集合A与集合B之间有:S
A∪B
=S
A
+S
b
-S
A
∩B
DEFG的面积相等。
)合并使用才能解决。
一、例题与方法指导
例1 .
如右图,在一个正方形内,以正方形的三条边为直径向
内作三个半圆.求阴影部分的面积。
竞博教育
解法1:把上图靠下边的半圆换成(面积与它相等)右边的半圆,
得
到右图.这时,右图中阴影部分与不含阴影部分的大小形状
完全一样,因此它们的面积相等.
所以上图中阴影部分的面
积等于正方形面积的一半。
解法2:将上半个“弧边三角形”从中间
切开,分别补贴在下半圆的
上侧边上,如右图所示.阴影部分的面积是正方形面积的一
半。 <
br>解法3:将下面的半圆从中间切开,分别贴补在上面弧边三角形的两
侧,如右图所示.阴影部分的
面积是正方形的一半.
例2. 如右图,正方形ABCD的边长为4厘米,分别以B、D为圆
心以4厘米为半径在正方形内画圆,求阴影部分面积。
解:由容斥原理 S
阴影
=S
扇形ACB
+S
扇形ACD
-S
正方形ABCD
竞博教育
例3 如右图,矩形ABCD中,AB=6厘米,BC=4厘米,扇形
ABE
半径AE=6厘
的半CB=4厘米,
的面积。
例4. 如右图,直角三角形ABC中,AB是圆的直径,且AB=2
0
厘米,如果阴影(Ⅰ)的面积比阴影(Ⅱ)的面积大7平方厘米,求
BC长。
分析
已知阴影(Ⅰ)比阴影(Ⅱ)的面积大7平方厘米,就
是半圆面积比三角形ABC面积大7平方厘米;又
知半圆直径
AB=20厘米,可以求出圆面积.半圆面积减去7平方厘米,就
可求出三角形AB
C的面积,进而求出三角形的底BC的长.
米,扇形CBF
求阴影部分
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二、巩固训练
1.
如右图,两个正方形边长分别是10厘米和6厘米,求阴影部
分的面积。
分析 阴影部分的面
积,等于底为16、高为6的直角三角形面积与图
中(I)的面积之差。而(I)的面积等于边长为6的
正方形的面积减
去以6为半径的圆的面积。
2.
如右图,将直径AB为3的半圆绕A逆时针旋转60°,此时AB
到达AC的位置,求阴影部分的面积(
取π=3).
解:整个阴影部分被线段CD分为Ⅰ和Ⅱ两部分,以AB为直径
的半圆被
弦AD分成两部分,设其中AD右侧的部分面积为S,
由于弓形AD是两个半圆的公共部分,去掉AD弓
形后,两个半
1
4
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圆的剩余部分面积相等.即Ⅱ=S,由于:
3. 如右图,ABCD是正方形,且FA=AD=DE=1,求阴影部分的面积.
4. 如下页右上图,ABC是
等腰直角三角形,D是半圆
周上的中点,BC是半圆的直径,且AB=BC=10,求阴影部
分
面积(π取3.14)。
解:∵三角形ABC是等腰直角三角形,以AC为对角线再作一个全等
竞博教育
的等腰直角三角形ACE,则ABCE为正方形(利用对称性质)。
总结:对于不规则图形面积的计算问
题一般将它转化为若干基本规则
图形的组合,分析整体与部分的和、差关系,问题便得到解决.
常用的基本方法有:
一、 相加法:
这种方法是将不规则图形分解转化成几个基本规则图形
,分别
计算它们的面积,然后相加求出整个图形的面积.例如,右图中,
要求整个图形的面积,
只要先求出上面半圆的面积,再求出下面正方
形的面积,然后把它们相加就可以了.
竞博教育
二、 相减法:
这种方法是将所求的不规则图形的面积看成是若干个基本规<
br>则图形的面积之差.例如,右图,若求阴影部分的面积,只需先求
出正方形面积再减去里面圆的面
积即可.
三、 直接求法:
这种方法是根据已知条件,从整体出发直接求出不规则图形<
br>面积.如下页右上图,欲求阴影部分的面积,通过分析发现它就
是一个底是2,高为4的三角形,
面积可直接求出来。
四、 重新组合法:
这种方法是将不规则图形拆开,根据具体情况
和计算上的需要,
重新组合成一个新的图形,设法求出这个新图形面积即可.例如,欲
求右图中
阴影部分面积,可以把它拆开使阴影部分分布在正方形的4
个角处,这时采用相减法就可求出其面积了.
五、 辅助线法:
这种方法是根据具体情况在图形中添一条或若干条辅助线,使不规则图形转化成若干个基本规则图形,然后再采用相加、相
竞博教育
减法解决即可.如右图,求两个正方形中阴影部分的面积.此题虽然可
以用相减
法解决,但不如添加一条辅助线后用直接法作更简便.
六、 割补法:
这种方法是把原图
形的一部分切割下来补在图形中的另一部
分使之成为基本规则图形,从而使问题得到解决.例如,如右图
,欲
求阴影部分的面积,只需把右边弓形切割下来补在左边,这样整个阴
影部分面积恰是正方形
面积的一半.
七、 平移法:
这种方法是将图形中某一部分切割下来平行移动到一恰当<
br>位置,使之组合成一个新的基本规则图形,便于求出面积.例如,如
右图,欲求阴影部分面积,可
先沿中间切开把左边正
方形内的阴影部分平行移到右边正方形内,这样整个
阴影部分恰是一个正
方形。
八、 旋转法:
这种方法是将图形中某一部分切割下来之后,使之沿某一点或某一轴旋转一定角度贴补在另一图形的一侧,从而组合成一个新的基本
规则的图形,便于求出面积.例
如,欲求图(1)中阴影部分的面积,
竞博教育
可将左半图形绕B点逆时针方向旋转180°,使A与C重合,从而构
成如右图
(2)的样子,此时阴影部分的面积可以看成半圆面积减去
中间等腰直角三角形的面积.
九、
对称添补法:
这种方法是作出原图形的对称图形,从而得到一个新的基本规则
图形.原来图形
面积就是这个新图形面积的一半.例如,欲求右图中阴
影部分的面积,沿AB在原图下方作关于AB为对
称轴的对称扇形ABD.
弓形CBD的面积的一半就是所求阴影部分的面积。
十、重叠法:
这种方法是将所求的图形看成是两个或两个以上图形的重叠部分,然
后运用“容斥原理”(SA
∪B=SA+SB-SA∩B)解决。例如,欲求右
图中阴影部分的面积,可先求两个扇形面积的和,减
去正方形面积,
因为阴影部分的面积恰好是两个扇形重叠的部分.