阅读 如图,在四边形ABCD中,AC=a,BD=b,且AC⊥BD,顺次连接四边形ABCD各边中点,得到四边形A₁B₁C₁D₁;再顺次连接四边形A₁B₁C₁D₁各边中点,得到四边形A₂B₂C₂D₂……如此进行下去得到四边形AₙBₙCₙDₙ. 求四边形AₙBₙCₙDₙ的面积.
求解这个问题,可以从具体的部分情况入手进行考察,从中探索和发现它们的规律,借助部分情况的规律,进而归纳成整体的一般性结论.
解:∵A₁、B₁、C₁、D₁分别是四边形ABCD各边的中点.
∴A₁B₁$\underline{\underline{// }}$$\frac{1}{2}$AC,C₁D₁$\underline{\underline{// }}$$\frac{1}{2}$AC.
∴△BA₁B₁∽△BAC,△DD₁C₁∽△DAC.
S$_{\triangle BA_{1}B_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{\triangle BAC}$,S$_{\triangle DD_{1}C_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{\triangle DAC}$.
∴S$_{\triangle BA_{1}B_{1}}$+S$_{\triangle DD_{1}C_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{四边形ABCD}$.
同理,S$_{\triangle CB_{1}C_{1}}$+S$_{\triangle AA_{1}D_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{四边形ABCD}$.
∴S$_{四边形A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}}$=S$_{四边形ABCD}$-(S$_{\triangle BA_{1}B_{1}}$+S$_{\triangle AA_{1}D_{1}}$+S$_{\triangle CB_{1}C_{1}}$+S$_{\triangle DC_{1}D_{1}}$)=$\frac{1}{2}$S$_{四边形ABCD}$.
同理,S$_{四边形A_{2}B_{2}C_{2}D_{2}}$=$\frac{1}{2}$S$_{四边形A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}}$,
$\vdots$
S$_{四边形A_{n}B_{n}C_{n}D_{n}}$=$\frac{1}{2}$S$_{四边形A_{n - 1}B_{n - 1}C_{n - 1}D_{n - 1}}$
=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$S$_{四边形A_{n - 2}B_{n - 2}C_{n - 2}D_{n - 2}}$
=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×…×$\frac{1}{2}$S$_{四边形ABCD}$
=$\frac{1}{2^{n}}$S$_{四边形ABCD}$.
∵AC⊥BD,AC=a,BD=b,
∴S$_{四边形ABCD}$=$\frac{1}{2}$ab.
∴S$_{四边形A_{n}B_{n}C_{n}D_{n}}$=$\frac{1}{2^{n + 1}}$ab.
求解这个问题,可以从具体的部分情况入手进行考察,从中探索和发现它们的规律,借助部分情况的规律,进而归纳成整体的一般性结论.
解:∵A₁、B₁、C₁、D₁分别是四边形ABCD各边的中点.
∴A₁B₁$\underline{\underline{// }}$$\frac{1}{2}$AC,C₁D₁$\underline{\underline{// }}$$\frac{1}{2}$AC.
∴△BA₁B₁∽△BAC,△DD₁C₁∽△DAC.
S$_{\triangle BA_{1}B_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{\triangle BAC}$,S$_{\triangle DD_{1}C_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{\triangle DAC}$.
∴S$_{\triangle BA_{1}B_{1}}$+S$_{\triangle DD_{1}C_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{四边形ABCD}$.
同理,S$_{\triangle CB_{1}C_{1}}$+S$_{\triangle AA_{1}D_{1}}$=$\frac{1}{4}$S$_{四边形ABCD}$.
∴S$_{四边形A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}}$=S$_{四边形ABCD}$-(S$_{\triangle BA_{1}B_{1}}$+S$_{\triangle AA_{1}D_{1}}$+S$_{\triangle CB_{1}C_{1}}$+S$_{\triangle DC_{1}D_{1}}$)=$\frac{1}{2}$S$_{四边形ABCD}$.
同理,S$_{四边形A_{2}B_{2}C_{2}D_{2}}$=$\frac{1}{2}$S$_{四边形A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}}$,
$\vdots$
S$_{四边形A_{n}B_{n}C_{n}D_{n}}$=$\frac{1}{2}$S$_{四边形A_{n - 1}B_{n - 1}C_{n - 1}D_{n - 1}}$
=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$S$_{四边形A_{n - 2}B_{n - 2}C_{n - 2}D_{n - 2}}$
=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×…×$\frac{1}{2}$S$_{四边形ABCD}$
=$\frac{1}{2^{n}}$S$_{四边形ABCD}$.
∵AC⊥BD,AC=a,BD=b,
∴S$_{四边形ABCD}$=$\frac{1}{2}$ab.
∴S$_{四边形A_{n}B_{n}C_{n}D_{n}}$=$\frac{1}{2^{n + 1}}$ab.
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