思考4 你能利用“出入相补法”推导出菱形面积的计算公式吗?试着画一画,看看你能想出几种不同的割补方法。
答案
推导出的菱形面积公式为:① 菱形面积=底×对应边上的高;② 菱形面积=两条对角线长度乘积的一半,共可得到至少3种不同的割补方法。
解析
利用出入相补原理(图形分割拼接后总面积保持不变),结合已学的矩形、三角形面积公式推导,常见的割补方法有3种:
1. 方法一:将菱形沿一组对边的两条高切割,把切下的两个小直角三角形平移补到菱形另一侧,拼接成等面积的矩形,该矩形的长等于菱形的底边长,宽等于菱形的高,由此可得菱形面积=底×高,和平行四边形面积公式一致。
2. 方法二:沿菱形的任意一条对角线将菱形分割为2个全等的等腰三角形,将其中一个三角形翻转后与另一个三角形拼接成平行四边形,该平行四边形的底等于菱形的一条对角线长度d₁,高等于另一条对角线长度d₂的1/2,计算得面积= d₁ × (d₂/2) = 1/2 d₁d₂。
3. 方法三:沿菱形的两条对角线将菱形分割为4个全等的直角三角形,将4个直角三角形重新拼接,把相等的直角边依次对齐组合,可得到长为d₁、宽为d₂/2的等面积矩形,计算可得面积同样为1/2 d₁d₂。
最终可推导出菱形的两个面积计算公式。
1. 方法一:将菱形沿一组对边的两条高切割,把切下的两个小直角三角形平移补到菱形另一侧,拼接成等面积的矩形,该矩形的长等于菱形的底边长,宽等于菱形的高,由此可得菱形面积=底×高,和平行四边形面积公式一致。
2. 方法二:沿菱形的任意一条对角线将菱形分割为2个全等的等腰三角形,将其中一个三角形翻转后与另一个三角形拼接成平行四边形,该平行四边形的底等于菱形的一条对角线长度d₁,高等于另一条对角线长度d₂的1/2,计算得面积= d₁ × (d₂/2) = 1/2 d₁d₂。
3. 方法三:沿菱形的两条对角线将菱形分割为4个全等的直角三角形,将4个直角三角形重新拼接,把相等的直角边依次对齐组合,可得到长为d₁、宽为d₂/2的等面积矩形,计算可得面积同样为1/2 d₁d₂。
最终可推导出菱形的两个面积计算公式。
思考5 在实际生活中,“出入相补法”也有广泛的应用,你能举出一个例子吗?
答案
示例:农民丈量不规则形状的田地面积时,通过割补操作将凹凸不平的不规则田地转化为长方形,利用长方形面积公式快速计算出整块田地的总面积(答案合理即可)。
解析
出入相补法的核心特点是:图形经过分割、平移、重新拼接后,总面积保持不变,可将难以直接计算面积的不规则图形转化为已经学过的规则图形来计算面积。生活中典型的应用场景比如丈量不规则农田面积时,可将农田凸出的部分切割下来,填补到农田凹陷的位置,把原本不规则的农田转化为长方形这类规则图形,直接用长方形面积公式就能快速算出总面积,大幅简化测量和计算步骤。
登录