小学奥数技巧.03.解几何题技巧附答案Word文档格式.docx

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等腰直角△EDF。

其中甲、乙、丙的面积分别为各自所在图形的一半，而△EDF的面积加梯形ACFE的面积等于△ADC的面积，即等于△ABC的面积。

所以，乙、丙面积之和等于甲的面积。

2.平移变换

　　【平移线段】有些几何问题，通过线段的上、下、左、右平移以后，能使问题很快地得到正确的解答。

　　例如，下面的两个图形（图4.17和图4.18）的周长是否相等？

　　单凭眼睛观察，似乎图4.18的周长比图4.17的要长一些。

但把有关线段平移以后，图4.18就变成了图4.19，其中的线段，有的上移，有的左移，有的右移，它可移成一个正方形。

于是，不难发现两图周长是相等的。

　　【平移空白或阴影部分】有些求阴影部分或空白部分面积的几何题，采用平移空白部分或平移阴影部分的办法，往往能化难为易，很快使问题求得解答。

例如，计算图4.20中阴影部分的面积。

圆面积”，然后相加，得整个阴影部分的面积。

这显然是很费时费力的。

但认真观察一下就会发现，图4.20左半左上部的空白部分，与右半左上部的阴影部分大小一样，只需将右半左上部的阴影部分，平移到左半左上部的空白部分，所有的阴影部分便构成一个正方形了（如图4.21）。

所以，阴影部分的面积很快就可求得为5×

5=25。

　　又如，一块长30米，宽24米的草地，中间有两条宽2米的走道，把草地分为四块，求草地的面积（如图4.22）。

　　这只要把丙向甲平移靠拢，把丁向乙平移靠拢，题目也就很快能解答出来了。

（具体解法略）

3.旋转变换

　　【旋转成定角】例如下面的题目：

　　“在图4.23中，半径为8厘米的圆的内外各有一个正方形，圆内正方形顶点都在圆周上，圆外正方形四条边与圆都只有一个接触点。

“大正方形的面积比小正方形的面积大多少？

”

　　按一般方法，先求大、小正方形的面积，再求它们的差，显然是有难度的。

若将小正方形围绕圆心旋转45°

，使原图变成图4.24，容易发现，小正方形的面积为大正方形面积的一半。

所以，大正方形面积比小正方形的面积大

　　（8×

2）×

（8×

2）÷

2

　　=16×

16÷

　　=128（平方厘米）

　　又如，如图4.25，求正方形内阴影部分的面积。

（单位：

厘米）

　　表面上看，题目也是很难解答的。

但只要将两个卵叶片形的阴影部分绕正方形的中心，分别按顺时针和逆时针方向旋转90°

，就得到了一个由阴影部分组成的半圆（如图4.26），于是，阴影部分的面积就很容易解答出来了。

（解答略）

　　【开扇式旋转】有些图形相互交错，增加了解答的难度。

若像打开折扇一样，绕着某个定点作“开扇式”旋转，往往会使人顿开茅塞，使问题很快获得解决。

例如，求图4.27的阴影部分的面积（单位：

厘米）。

若采用正方形面积减空白部分面积的求法，

　　计算量是很大的。

由于它是由两个形状相同的扇形交叉重叠而成的，我们不妨把右下部的扇形打开，顺时针方向旋转90°

，得到图4.28；

再继续旋转，得到图4.29。

在图4.29中，阴影部分面积便是半圆面积减三角形面积的差。

所以，阴影部分面积是

　　42×

3.14÷

2-（4+4）×

4×

　　=25.12-16

　　=9.12（平方厘米）

　　又如，求图4.30阴影部分的面积（单位：

　　将这个图从中间剪开，以o为旋转中心，将右半部分按顺时针方向转到左半部下方，便变成了图4.31。

于是，阴影部分的面积便是半圆面积减去两直角边均为2厘米的一个空白等腰直角三角形面积的差。

即

　　（4÷

2）2×

2-2×

2÷

　　=6.28-2

　　=4.28（平方厘米）

4.对称变换

　　【将军饮马】据说古代希腊有一位将军向当时的大学者海伦请教一个问题：

从A地出发到河边饮马，再到B地（如图4.32所示），走什么样的路最近？

如何确定饮马的地点？

　　海伦的方法是这样的：

如图4.33，设L为河，作AO⊥L交L于O点，延长AO至A＇，使A＇O=AO。

连结A＇B，交L于C，则C点就是所要求的饮马地点。

再连结AC，则路程（AC+CB）为最短的路程。

　　为什么呢？

因为A＇是A点关于L的对称点，AC与A＇C是相等的。

而A＇B是一条线段，所以A＇B是连结A＇、B这两点间的所有线中，最短的一条，所以AC+CB=A＇C+CB=A＇B也是最短的一条路了。

这就是海伦运用对称变换，找到的一种最巧妙的解题方法。

运用这种办法，可以巧妙地解决许多几何问题。

　　【划线均分】通过中心对称图形的对称中心，任意画一条直线，都可以把原图形均分成两个大小、形状完全相同的图形。

利用这一性质，可以使某些较复杂的问题迅速地解答出来。

例如

（1）把图形（图4.34）的面积，用一条直线分成相等的两个部分。

　　解题时，只要把这个图形看成是由两个矩形（长方形）组成的组合图形，而矩形既是轴对称图形，也是中心对称图形，所以只要找出两个对称中心（对角线交点），利用中心对称图形的上述性质，通过两个对称中心作一条直线，就能把它的面积分成相等的两个部分了。

如前页的三种分法都行（如图4.35所示）。

（2）如图4.36，长方形ABCD内有一个以O点为圆心的圆，请画一条直线，同时将长方形和圆分为面积相等的两个部分。

　　大家知道，长方形和圆都既是轴对称图形，又是中心对称图形。

长方形的对称中心是对角线的交点，圆的对称中心是它的圆心。

　　根据中心对称图形的上述性质，先找出这两个对称中心O点和P点（如图4.37），再过O、P作直线L，此直线L即是所画的那根直线。

5.割补、拼接、截割

　　【割补】在数学中，把图形的某个部分割下，补到某一个新的位置，往往可以使新的图形，更便于发现数量关系，从而较快地解答出数学题目。

　　例如，在图4.38中，三个圆的面积都是12.56平方厘米，且三个圆两两相交，三个交点都是圆心，求三块阴影部分的面积。

　　从表面上看，题目是无法解答的。

但只要仔细观察就能发现，根据轴对称性及割补方法，题目可作如下的解答：

　　如图4.39，将图形1翻折到图形2的位置；

再将图形3和4割下来，合并在一起，补到图形5的位置上。

于是，原来的阴影部分就正好拼成了一个半圆。

所以，三块阴影部分的面积是12.56÷

2=6.28（平方厘米）

　　【拼接，截割】

（1）平面图形的拼接、截割。

　　拼接和截割，是两个相反的过程。

平面图形的拼接是把两个或两个以上的图形拼接在一起；

平面图形的截割，是把一个图形截割成两个或两个以上的图形。

　　平面几何图形拼接或截割以后，面积和周长的变化有以下规律：

　　①两个或两个以上的图形拼接成一个新的几何图形，它的面积等于原来若干个几何图形的面积之和；

而周长却会比原图形周长之和要短。

如果拼接部分的总长度为a，那么拼接后减少的周长就是2a。

　　②把一个平面几何图形截割以后，各小块图形的面积之和，等于原图形的面积；

但截割后各小块几何图形的周长之和，要比原图形的周长要长。

若所有截割部分长度为a，那么截割后增加的长度就是2a。

　　依据这一规律，可快速地解答一些几何问题。

例如，如图4.40，正方形被均分为大小、形状完全相同的三个长方形，每个长方形周长都是48厘米，求正方形的周长。

　　解题时，可以把大正方形看成是三个小长方形拼接而成的，三个小长方形的拼接部分，都是小长方形的长，长度等于大正方形的“边长”。

拼接以后的图形（大正方形）的周长，比原来的三个小长方形的周长之和，要减少4个“边长”，而这4个“边长”正好相当于大正方形的周长。

这就是说，三个小长方形的周长之和里，刚好包含有两个大正方形的周长。

所以，正方形的周长是

　　48×

3÷

　　=144÷

　　=72（厘米）

（2）立体图形的拼接、截割。

立体几何图形拼接或截割以后，它的体积和表面积的变化，有以下规律：

　　①两个或两个以上的几何体，拼接成一个新几何体以后，它的体积等于原来若干个几何体体积之和；

但是它的表面积却比原来若干个几何体的表面积之和要小。

如果重叠部分为S，那么减少的面积就是2S。

　　②把一个几何体截割以后，各部分的体积之和等于原几何体体积；

但截割后的表面积之和，却大于原几何体的表面积。

如果其中的截割面积为S，那么，增加的表而积就是2S。

　　依据这一规律，可以较快地解答出某些题目。

例如，如图4.41，把一个棱长为5厘米的正方体木块锯成两个形状大小完全相同的长方体（不计损耗），表面积会增加多少平方厘米？

　　因为正方体木块的截割面积为5×

5=25（平方厘米），依据上面的规律可知，表面积会增加

　　25×

2=50（平方厘米）

　　又如，把长10厘米、宽6厘米、高5厘米的长方体木块截成形状、大小相同的两个长方体，表面会增加多少平方厘米？

　　由于此题未交代从何处下手截割，所以要分三种情况来解答题目。

　　①如图4.42左图的截法，表面积会增加。

　　5×

6×

2=30×

2=60（平方厘米）

　　②如图4.42中图的截法，表面积会增加。

　　10×

2=60×

2=12（平方厘米）

　　③如图4.42右图的截法，表面积会增加

5×

2=50×

2=100（平方厘米）

6．扩缩图形

　　【扩图】解题时，将几何图形扩大，有时候能使一时难以解决的问题变得非常简单。

　　例如，图4.43是一个圆心角为45°

的扇形，其中的直角三角形BOC的直角边为6厘米，求阴影部分的面积。

　　本来，求阴影部分的面积，只要用扇形面积减去直角三角形面积就行了。

但是同学们暂时还未学求扇形半径R的方法，怎么办呢？

　　由扇形的圆心角为45°

，我们不妨将其扩大一倍，如图4.44所示。

由此图可以求出三角形DOB的面积为

可知

　　扩大后的阴影部分面积为

　　56.52-72÷

25=6.52-36

　　=20.52（平方厘米）

　　所以，原图所求的阴影部分的面积为

　　20.52÷

2=10.26（平方厘米）

　　这是个将图形整体扩大的例子。

可否只将图形的某一个局部扩大，来求得问题的解答呢？

回答是肯定的。

例如：

　　如图4.45，图中的扇形半径为8厘米，圆心角为45°

，求阴影部分的面积。

　　当然，这道题也可以将整个图形扩大一倍，去寻找答案。

不过，解题的关键是求出空白部分（三角形）的面积，我们不妨以8厘米为边长，作一个正方形，这正方形面积便是空白三角形面积的4倍（即只将局部三角形面积扩大4倍）。

于是空白的三角形面积便是

　　8×

8÷

4=16（平方厘米）

　　所要求的阴影部分的面积便是　

　　【缩小研究对象】有些图形从整体上研究，由于图形较为复杂，难以一下子解决问题，若根据图形特点，缩小研究范围，往往能较快地找到答案。

　　例如，图4.46是一块黑白格子布，白色大正方形边长10厘米，白色小正方形边长4厘米。

这块布的白色部分的面积占总面积的百分之几？

　　图形令人眼花缭乱，增大了解题时的难度。

不过，仔细一看，就可发现它由9块形状大小相同的图形组成，我们只要研究其中一个小图形（如图4.47）的白色图形占整个图形的百分之几，就足以解决问题了，所以，题目的解答可以是

　　（10×

10＋4×

4）÷

［（10＋4）×

（10＋4）］

　　=116÷

196

　　≈0.592=59.2％。

　　又如，图4.48是一个对称图形。

　　问：

图中的黑色部分与阴影部分比较，是黑色部分的面积大，还是阴影部分的面积大？

　　因它是个对称图形，可如图中虚线那样画两条直线，将它平分为四个部分。

解题时，我们不必研究整个图形，只要研究它的四分之一就行了。

角扇形的面积。

再由对称关系可知，图形中两个空白部分的大小是相等的，故用图中的上半部分减黑色部分所得的空白部分，等于下面半圆面积减“卵叶形”阴影部分所得的空白部分。

在这一等式中，既然被减数和差都相等，那么减数（黑色部分和叶形阴影部分）也必定是相等的。

于是可推出，整个图形的黑色部分和阴影部分的面积，也必定是相等的。

7．附录：

等积变换

　　【用等积变换作图】根据等积关系，可以使某些作图题较快地得到解答。

　　用三种方法把任意一个三角形分成四个面积相等的三角形。

形，不论其形状是否相同，只要它们的底、高分别相等，则面积也一定是相等的。

所以，将任意三角形平均分成四个面积相等的三角形，作图方法如下：

（1）把三角形底边平均分为四份，再把每个分点与顶点连结（如图4.50甲所示），所得的四个三角形——△ABD、

　　△ADE、△AEF和△AFC，是等底同高的，所以面积一定是相等的。

（证明略）

（2）如图4.50乙所示，先找出一条边BC的中点D，连结AD，再找出AD的中心E，连结BE和CE，所得到的四个三角形——△ABE、△BDE、△ACE和△CDE，面积也一定是相等的。

再三等分AD得AF=FE=ED；

然后，连结BF和BE。

这样得到的四个三角形——△ACD、△BAF、△BFE和△BED，面积也一定是相等的。

　　【用等积变换比大小】比较两个图形的面积大小，常常以求一个图形的面积占另一个图形面积的几分之几的形式出现。

　　如图4.51，在平行四边形ABCD中，E、F分别是BC、CD的中点。

求△AEF是平行四边形的几分之几？

　　解题时，可取AD的中点G连结G、E，则有

　　△ABE的面积=平行四边形ABEG面积的一半=平行四边形ABCD面积

　　再取AB中点H，连结H、F，则有

　　从而还可以推出

　　这时，所有空白部分占整个平行四边形面积的分数都已经求出来了，于是，阴影部分△AEF的面积所占的分数便是

　　这样，一个本来很难解答的问题，经过等积变换，便较快地找到答案了。

　　再看下面的一个例子：

形ABCD的面积=？

　　解题时，可先连结E、D和B、D，易知

　　进而便得

　　即四边形EFGH的面积∶四边形ABCD的面积

　　=5∶9

　　【用等积变换求面积】用等积变换求图形的面积，是常用的技巧之一。

它能使分散的图形集中，使生疏、麻烦的题目转化为熟悉、简单的题目。

　　如图4.53，这是个直角梯形。

求阴影部分的面积（单位：

厘米）。

　　图中的阴影部分由两个同高的三角形组成。

它们的面积是：

　　这道题的解答，也可以把两个阴影部分集中，连结A、C，因为AB平行于DC，所以△DAE的面积=△CAE的面积（同底等高），两个阴影部分的面积就换成一个三角形CAB的面积了。

所以，阴影部分的面积就是8×

4÷

2=16（平方厘米）。

　　又如，如图4.54，这是大小两个正方形组成的图形。

大正方形边长为8厘米，小正方形边长为5厘米，求阴影部分的面积。

　　用一般解法解答此题，是比较麻烦的。

我们可作如下巧解。

　　连结B、E。

经观察，会发现△BEC与△ABE等积，因为它们都是以小正方形的边长为底，以大正方形的边长为高。

从这两个三角形中，分别减去△BEF的面积，就得到△ABF和△FEC为等积的三角形。

因此

　　△ABC的面积=AFC的面积+△ABF的面积

　　=△AFC的面积+△FEC的面积

　　=△AEC的面积

　　=12.5（平方厘米）

　　【用等积变换证题】用等积关系证明几何问题，例如

　　如图4.55，在△ABC中，AB=AC，D为BC的边上任意一点，DE⊥AB，DF⊥AC，CG是AB边上的高。

证明：

CG=DE＋DF。

　　证明时，可连结A、D，使△ABC分成△ABD和△ADC两个三角形。

于是，有

　　因AB=AC，故可用AB代替AC。

所以，①+②得

　　即CG=DE＋DF

8．运用图形间的等量关系

　　【应用弦图解题】我国古代有种图形叫做“弦图”（如图4.56所示），有的数学家应用它成功地证明了“勾股定理”。

　　我国宋代著名数学家杨辉，在他著的《田亩比类乘除捷法》一书中，提出了这样一个问题：

　　有一块长方形田，面积为864平方步（“步”是古代长度单位，1里=300步，1步=5尺），已知长比宽少12步，问：

它的长、宽共是多少步？

　　杨辉在该书上出示了一个弦图（如图4.57），他是用四个面积为864

共是60步。

显然，这样运用弦图来解答题目，是十分高明和十分巧妙的！

　　有些竞赛题也可以用弦图来巧解。

第一届“华罗庚金杯赛”中，就两次出现了应用弦图来解答的题目。

尤其是那一道决赛题：

平方米。

锯下的木条面积是多少平方米？

　　仿杨辉的解法，可假定剩下4块长方形木块，并利用它拼成了一个“弦图”，如图4.58。

于是可知，大正方形的面积为

　　【解纵横交错的复杂题】把同样大小的长方形有规律地纵横交错地放在一起，常常需要根据长、宽关系，找出等量关系来解答题目。

　　如图4.59，这是由同样大小的纸片摆成的图形，小纸片宽12厘米，求阴影部分的总面积。

　　由图可知，5个纸片的长=3个纸片的长+3个纸片的宽，所以

　　2个纸片长=3个纸片宽

　　1个纸片长=12×

　　=18（厘米）

　　进而可知，每个阴影部分的小正方形的边长为18-12=6（厘米）

　　阴影部分的总面积便是

　　6×

3=108（平方厘米）

　　又如，“有9个长方形，它们的长、宽分别相等，用它们拼成的大长方形（如图4.60）的面积是45平方厘米，求大长方形的周长。

　　解题的关键，是求出一个小长方形的长和宽。

由5个小长方形的宽等于

形重新分割为5个小正方形，小正方形的边长，正好是小长方形的宽（如图4.61）。

所以，5个小正方形面积之和，就是四个小正方形的面积之和，即5个小正方形面积为

　　45÷

9×

4=20（平方厘米）

　　每个小正方形的面积为

　　20÷

5=4（平方厘米）

　　显然，每个小正方形的边长（即小长方形的宽）为2厘米，小长方形的长便是

　　进而便可求得大长方形的周长为

　　［2.5×

4＋（2.5＋2）］×

2=29（厘米）。

　　此外，题目还可这样解答：

　　因为小长方形宽的5倍等于长的4倍，所以，可用（4与5的最小公倍数）20个小长方形拼成一个大的正方形（如图4.62）。

大正方形面积是

　　它的边长便是10厘米，则小正方形的长为

　　10÷

4=2.5（厘米）

　　小正方形的宽为

5=2（厘米）

　　于是，原来的大长方形的周长就是

　　（2.5×

4＋2.5＋2）×

　　【用面积线段比的关系解题】利用面积比与线段比之间的等量关系，常常能使复杂问题简单化。

为什么成立？

　　由图中可以看出，△PBC和△ABC是同底的两个三角形，所以

　　又如，第一届“华罗庚金杯赛”上有过一道这样的题目：

　　“如图4.64，一个长方形地面被两条直线分成四个长方形，其中三个的面积是20公亩、25公亩和30公亩，另一个（图中阴影部分）长方形的面积是多少公亩？

　　图中可见，右边两个长方形是长相同的长方形，它们的面积比等于它们宽的比；

同样，左边两个长方形也是长相同的长方形，它们的面积比，也等于它们宽的比。

　　设阴影部分面积为x公亩，由于左右两组长方形面积之比，都等于相同的宽之比，所以

　　即另一个（阴影部分）长方形面积为37.5公亩。

9．利用间接条件

　　【利用隐含的间接条件】发现和利用隐含的间接条件来解答题目，往往能克服所学知识不够所造成的困难，大大减少计算的时间。

　　如图4.65，已知正方形面积为18平方厘米，求阴影部分的面积。

　　一般解法是用正方形面积，减去圆的面积。

但在小学阶段，大家还不会求圆的半径或直径怎么办呢？

　　因为圆面积公式是

刃而解。

至于能否求出r或d这样的直接条件，是并不重要的。

所以，可以用下面的方法来解答：

便是

　　18-14.3=3.87（平方厘米）

　　阴影部分的面积便是

　　18-14.13=3.87（平方厘米）

　　（3）若把正方形面积扩大2倍，则面积为36平方厘米，新正方形的边长就是6厘米，即随之也扩大了2倍的新圆的直径为6厘米，半径为3厘米。

所以随之而扩大了2倍的阴影部分的面积是

　　=7.74（平方厘米）

　　原来的阴影部分的面积便是

　　7.74÷

2=3.87（平方厘米）

　　又如，如图4.66，ABCD为矩形，里面有一个最大的半圆，OC=10厘米，求阴影部分的面积。

　　解题时，可将矩形分割为两个小正方形，并连结O、D。

因为△DO