在認(rèn)識三角形的時(shí)候,同學(xué)們都學(xué)過一個(gè)概念,叫做三角形的中位線,同學(xué)們都會認(rèn)為這是一非常簡單的概念,如果我們對這個(gè)概念加深一點(diǎn)認(rèn)識,就可以看到它是多么的有用。
所謂三角形的中位線,其實(shí)就是三角形兩條邊中點(diǎn)的連線,如圖1:
圖中線段DE就是三角形ABC的一條中位線。關(guān)于三角形的中位線有幾條重要的結(jié)論:
1.三角形ABC的中位線DE與底邊BC平行,并且它的長度是底邊長
下面我們把三角形中位線的概念稍微推廣一
這時(shí)我們可以得到類似的結(jié)論:
這幾條結(jié)論的正確性留給同學(xué)們自己思考,下面我們要應(yīng)用這些結(jié)論解決問題。
問題1 如圖2,在三角形ABC中,D、E是AB邊上的三等分點(diǎn),
角形ABC的面積是1,求這四個(gè)部分的面積。
連接GF如圖3,根據(jù)前面的結(jié)論可以知道:
再連接DF和EG,得到梯形DEGF,如圖4:
在梯形DEGF中,如果設(shè)三角形DOE的面積為1,則不難分析出三角形EOG和DOF的面積為2,三角形GOF的面積為4。(參見《中小學(xué)數(shù)學(xué)》(小學(xué)版)1999年第10期“已知整體求局部”),所以三角形BEG和三角形ADF的面積為3。
從而三角形DOE的面積為:
四邊形ADOF和EOGB的面積都為:
四邊形CFOG的面積為:
至此四個(gè)部分的面積都求出來了。
問題2 把面積為1的三角形ABC的三邊三等分,使其構(gòu)成如圖5所示的兩個(gè)三角形D1E1F1和D2E2F2。求這兩個(gè)三角形的交點(diǎn)所形成的六邊形O1O2O3O4O5O6的面積。
用與上題同樣的方法,可以得到圖中三角形D1D2O2、E1E2O4和F1F2O6
在梯形D1D2F1F2中,下底長度是上底長度的2倍,用本刊1999年第10期“已知整體求局部”一文的方法不難求出三角形
用完全一樣的方法可以求出其他5個(gè)類似于三角形D1O2O1的圖形的面
本題的解法貌似復(fù)雜,其實(shí)它的基本思路就是整體減去部分,所用工具就是三角形中位線的若干性質(zhì)。模仿以上問題解決的思路,我們還可以解決下面的問題。
問題 已知一個(gè)長方形ABCD的面積為1,將它的四條邊分別三等分,將這些等分點(diǎn)如圖7連接,求中間八邊形O1O2O3O4O5O6O7O8的面積。
首先不難發(fā)現(xiàn),中間八邊形的外圍出現(xiàn)了如下三種圖形:
第一種:四個(gè)類似于AE1O1F4的四邊形;
第二種:八個(gè)類似于E1O1O2的三角形;
第三種:四個(gè)類似于E1F1O2的三角形。
如果能把這三種圖形的面積分別求出來,本題也就迎刃而解了。
先把圖形簡化成如圖8形式:
連接F4E1和E4F1,如圖9:
在三角形AF1E4中,線段F4E1就是底邊E4F1上的中位線,用前邊同樣的
梯形E1F1E4F4的面積是:
三角形E1O1F4的面積是:
現(xiàn)在我們已經(jīng)求出四邊形AE1O1E4的面積為:
求出第二和第三種三角形的面積,我們畫出如圖10的簡化圖形:
不難求出這個(gè)梯形的面積為:
由于下底F4E2長度是上底E1F1長度的3倍,所以三角形E1F1O2的面積為:
三角形E1O1O2的面積為:
綜合以上結(jié)論我們可以得到本題答案為: