初中数学竞赛专题培训(22)：面积问题与面积方法.doc

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初中数学竞赛专题培训第二十二讲面积问题与面积方法几何学的产生，源于人们测量土地面积的需要．面积不仅是几何学研究的一个重要内容，而且也是用来研究几何学的一个有力工具．
下面，我们把常用的一些面积公式和定理列举如下．
(1)三角形的面积
(i)三角形的面积公式

b＋c)是半周长，r是△ABC的内切圆半径．
(ii)等底等高的两个三角形面积相等．
(iii)两个等底三角形的面积之比等于高之比；两个等高三角形的面积之比等于底边之比；两个三角形面积之比等于底、高乘积之比．
(iv)相似三角形的面积之比等于相似比的平方．
(2)梯形的面积
梯形的面积等于上、下底之和与高的乘积的一半．
(3)扇形面积

其中r为半径，l为弧长，θ为弧l所对的圆心角的度数，α是弧度数．
1．有关图形面积的计算和证明

解因为CD⊥AB，AC=CB，且△ABD内接于半圆，由此可得
所以，阴影部分AEFBDA的面积是

例2已知凸四边形ABCD的对角线AC，BD相交于点O，且△ABC，△ACD，△ABD的面积分别为S1=5，S2=10，S3=6．求△ABO的面积(图2-128)．
解首先，我们证明△ABC与△ACD的面积比等于BO与DO的比．过B，D分别作AC的垂线，垂足为E，F．于是Rt△BEO

由题设

设S△AOB=S，则

所以

例3如图2-129，AD，BE，CF交于△ABC内的一点P，并将△ABC分成六个小三角形，其中四个小三角形的面积已在图中给出．求△ABC的面积．

分析如果能把未知的两个小三角形的面积求出，那么△ABC的面积即可得知．根据例1，这两个面积是不难求出的．
解设未知的两个小三角形的面积为x和y，则

即

又

即

①÷②得

再由②得x=56．因此
S△ABC＝84＋70＋56＋35＋40＋30=315．

例4如图2-130，通过△ABC内部一点Q引平行于三角形三边的直线，这些直线分三角形为六个部分，已知三个平形四边形部分的面积为S1，S2，S3，求△ABC的面积．
解为方便起见，设
S△QDG=S′1，S△QIE=S′2，S△QFH=S′3，则

所以

同理可得

从①，②，③中可以解得

所以

例5在一个面积为1的正方形中构造一个如图2-131所示的正方形：将单位正方形的每一条边n等分，然后将每个顶点和它相对的顶点最接近的分点连接起来．如果小正方形(图中阴影部分)的面积恰
解如图2-131，过F作BC的平行线交BG于H，则∠GHF=∠CED，∠FGH=∠DCE=90°，故

n2-n-90=0，
所以n=10．
2．利用面积解题
有的平面几何问题，虽然没有直接涉及到面积，然而若灵活地运用面积知识去解答，往往会出奇制胜，事半功倍．

例6在△ABC内部或边界上任取一点P，记P到三边a，b，c的距离依次为x，y，z．求证：ax+by+cz是一个常数．
证如图2-132，连结PA，PB，PC，把△ABC分成三个小三角形，则
S△ABC＝S△PAB＋S△PCB＋S△PCA

所以ax＋by＋cz=2S△ABC，
即ax＋by＋cz为常数．
说明若△ABC为等边三角形，则

此即正三角形内一点到三边的距离和为常数，此常数是正三角形的高．
例7如图2-133，设P是△ABC内任一点，AD，BE，CF是过点P且分别交边BC，CA，AB于D，E，F．求证：

证首先，同例2类似，容易证明

说明本例的结论很重要，在处理三角形内三条线交于一点的问题时，常常可以用这一结论去解决．
例8如图2-134，已知D，E，F分别是锐角三角形ABC的三边BC，CA，AB上的点，且AD，BE，CF相交于点P，AP=BP=CP=6，设PD=x，PE=y，PF=z，若xy＋yz+zx=28，求xyz的值．
解由上题知

去分母整理得
3(xy+yz＋zx)＋36(x+y＋z)＋324
=xyz+6(xy＋yz＋zx)+36(x+y＋z)＋216，
所以xyz=108-3(xy＋yz＋zx)=24．
练习二十二
1．填空：
________．
(2)一个三角形的三边长都是整数，周长为8，则这个三角形的面积是________．
(3)四边形ABCD中，∠A=30°，∠B=∠D=90°，AB=AD