五年级奥数专题-不规则图形面积计算含解析
故都的秋-内蒙古招生
不规则图形面积计算
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:
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ABC
D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:
∵△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
C
1
3
和6厘米。如右图那样重合.求重合部分(阴影部分)的面积。
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
B
(阴影部分)面积为5平方厘米.
求△ABD及△ACE的面积.
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
∴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(AD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,
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
△CDE面积的2倍。
∴
(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的面积也是
ABCD的面积与
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。
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。
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
例3
如右图,矩形ABCD中,AB=6厘米,BC=
4厘米,扇
厘米,扇形
米,求阴影
形ABE半径AE=6
CBF的半CB=4
厘
部分的面积。
例4. 如右图,直角三角形ABC中,AB是圆的直径,且AB=20
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ABC的面积,进而求出三角形的底
BC的长.
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
1
4
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
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.
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
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
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
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,
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.
综合检测
例
1
小两个正方形组成下图所示
的组合图形。已知组合图形的周长
是
52
厘米,
DG=4
厘米,求阴
影部分的面积。
例
2
两个相同的直角三角形如
下图所示(单位:厘米)重叠在一起,
求阴影部分的面积。
例
3
下页上图中,
ABCD
是
7<
br>×
4
的长方形,
DEFG
是
10
×
2
的长方形,
求三角形
BCO
与三角形
EFO
的面积之差。
例
4
在右图中,
A
B=8
厘米,
CD=4
厘米,
BC=6
厘米,三角形
AFB
比
三角形
EFD
的面积大
18
厘米
2
。求
ED
的长。
例
5
左下图是由大、小两个正方形组成的,小正方形
的边长是
4
厘米,
求三角形
ABC
的面积。
2.
割补法
在组合
图形中,除了多边形外,还有由圆、扇形、弓形与三角形、矩
形、平行四边形、梯形等图形组合而成的不
规则图形,为了计算它们
的面积,常常需要变动图形的位置或对图形进行分割、旋转、拼补,
使
它变成可以计算出面积的规则图形。就是在多边形的组合图形中,
为了计算面积,有时也要用到割补的方
法。、
例
6
求下列各图中阴影部分的面积:
例
7
如左下图所示,在一个等腰直角三角形
中,削去一
个三角形后,剩下一个上底长
5
厘米、下底长
9
厘米的等腰梯形(阴影部分)。求这个梯形的面积。
例
8
下图中,甲、乙两个正方形的边长的和是
20
厘米,甲正方形比
乙正方形的面
积大
40
厘米
2
。求乙正方形的面积。
作业:
1.
左下图中,等腰直角三角形
ABC
的腰为10
厘米,以
C
为圆心、
CF
为半径画弧线
EF
,组成扇形
CEF
。如果图中甲、乙两部分的面积相等,
那么扇形所在的圆的面积是
多少?
2.
右上图(单位:厘米)是两个相同的直角梯形重叠在一起,求
阴影
部分的面积。
扇形
ABD
的半径是
4
厘米,甲比乙的面积大
3.44厘米
2
。
3.
左下图中,
求直角梯形
ABCD
的面积。(π
=3.14
)
4.
在右上图的三角形中,
D
,
E
分别是所在边的中点,求四边形
ADFE
的面积。<
br>
矩形
ABCD
的边
AB
为
4
厘米,三角形
ABF5.
左下图中,
BC
为
6
厘米,
比三角形<
br>EDF
的面积大
9
厘米
2
,求
ED
的长。<
br>
6.
右上图中,
CA=AB=4
厘米,三角形
A
BE
比三角形
CDE
的面积大
2
厘
米
2
,
求
CD
的长。
影部分的面积和。
8.如右上图所示,在一个正方形水池
宽
2
米的小路,小路的面积是
80米
2
,
的周围,环绕着一条
正方形水池的面积
是多少平方米?<
br>
9.
求下列图中阴影部分的面积
(a=2cm,b=4cm)
:
10.
以等腰直角三角形的两条直角边为直径画两个半圆弧
(见下
图),直角边长
4
厘米,求图中阴影部分的面积。
11.
在左下图所示的等腰直角三角形中,剪去一个三角形后,剩
下的部
分是一个直角梯形(阴影部分)。已知梯形的面积为
36
厘米
2
,上底为3
厘米,求下底和高。
12.
在右上图中,长方
形
AEFD
的面积是
18
厘米
2
,
BE
长
3
厘米,
求
CD
的长。
13.
下图是甲、乙两个正方形,甲的边长比乙的边长长
3
厘米,甲
的面积比乙的面积大<
br>45
厘米
2
。求甲、乙的面积之和。
14.
求下图(单位:厘米)中四边形
ABCD
的面积。