6. [问题情境]在综合实践课上,同学们以“已知三角形三边的长度,求三角形的面积”为主题开展数学活动,小颖想到借助正方形网格解决问题.图①、图②都是$8×8$的正方形网格,每个小正方形的边长均为$1$,每个小正方形的顶点称为格点.
[操作发现]小颖在图①中画出$△ ABC$,其顶点$A$,$B$,$C$都是格点,同时构造正方形$BDEF$,使它的顶点都在格点上,且它的边$DE$,$EF$分别经过点$C$,$A$,她借助此图求出了$△ ABC$的面积.

(1) 在图①中,小颖所画的$△ ABC$的三边长分别是$AB=$,$BC=$,$AC=$;$△ ABC$的面积为.
[解决问题]
(2) 已知在$△ ABC$中,$AB=\sqrt{10}$,$BC = 2\sqrt{5}$,$AC = 5\sqrt{2}$,请你根据小颖的思路,在图②的正方形网格中画出$△ ABC$,并直接写出$△ ABC$的面积.
[操作发现]小颖在图①中画出$△ ABC$,其顶点$A$,$B$,$C$都是格点,同时构造正方形$BDEF$,使它的顶点都在格点上,且它的边$DE$,$EF$分别经过点$C$,$A$,她借助此图求出了$△ ABC$的面积.
(1) 在图①中,小颖所画的$△ ABC$的三边长分别是$AB=$,$BC=$,$AC=$;$△ ABC$的面积为.
[解决问题]
(2) 已知在$△ ABC$中,$AB=\sqrt{10}$,$BC = 2\sqrt{5}$,$AC = 5\sqrt{2}$,请你根据小颖的思路,在图②的正方形网格中画出$△ ABC$,并直接写出$△ ABC$的面积.
答案
解:
(1) 根据勾股定理:
$AB=\sqrt{3^2+4^2}=5$,
$BC=\sqrt{4^2+1^2}=\sqrt{17}$,
$AC=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}$;
$△ ABC$的面积利用割补法计算:
$S_{△ ABC}=S_{正方形BDEF}-S_{△ ABF}-S_{△ BCD}-S_{△ ACE}=4×4-\frac{1}{2}×3×4-\frac{1}{2}×1×4-\frac{1}{2}×2×3=16-6-2-3=5$。
(2) 在图②中画出$△ ABC$(示例:取格点$A(1,1)$,$B(2,4)$,$C(6,6)$,连接$AB$、$BC$、$AC$),
$△ ABC$的面积$=5$。
(1) 根据勾股定理:
$AB=\sqrt{3^2+4^2}=5$,
$BC=\sqrt{4^2+1^2}=\sqrt{17}$,
$AC=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}$;
$△ ABC$的面积利用割补法计算:
$S_{△ ABC}=S_{正方形BDEF}-S_{△ ABF}-S_{△ BCD}-S_{△ ACE}=4×4-\frac{1}{2}×3×4-\frac{1}{2}×1×4-\frac{1}{2}×2×3=16-6-2-3=5$。
(2) 在图②中画出$△ ABC$(示例:取格点$A(1,1)$,$B(2,4)$,$C(6,6)$,连接$AB$、$BC$、$AC$),
$△ ABC$的面积$=5$。
7. 已知在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ C = 90°$,$∠ A$,$∠ B$,$∠ C$所对的边分别记作$a$,$b$,$c$.如图①,分别以$△ ABC$的三条边为边向外作正方形,正方形的面积由小到大分别记作$S_{1}$,$S_{2}$,$S_{3}$,则有$S_{1}+S_{2}=S_{3}$.
(1) 如图②,分别以$△ ABC$的三条边为直径向外作半圆,半圆的面积由小到大分别记作$S_{1}$,$S_{2}$,$S_{3}$,请问$S_{1}+S_{2}$与$S_{3}$有怎样的数量关系?并证明你的结论.
(2) 分别以直角三角形的三条边为直径作半圆,如图③所示,其面积由小到大分别记作$S_{1}$,$S_{2}$,$S_{3}$,根据(2)中的探索,直接写出$S_{1}+S_{2}$与$S_{3}$的数量关系.
(3) 若在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$AC = 6$,$BC = 8$,求图④中阴影部分的面积.

(1) 如图②,分别以$△ ABC$的三条边为直径向外作半圆,半圆的面积由小到大分别记作$S_{1}$,$S_{2}$,$S_{3}$,请问$S_{1}+S_{2}$与$S_{3}$有怎样的数量关系?并证明你的结论.
(2) 分别以直角三角形的三条边为直径作半圆,如图③所示,其面积由小到大分别记作$S_{1}$,$S_{2}$,$S_{3}$,根据(2)中的探索,直接写出$S_{1}+S_{2}$与$S_{3}$的数量关系.
(3) 若在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$AC = 6$,$BC = 8$,求图④中阴影部分的面积.
答案
(1)
$S_{1}+S_{2}=S_{3}$,证明如下:
在$\mathrm{Rt}△ABC$中,$∠ C=90°$,由勾股定理得$a^2+b^2=c^2$。
分别计算半圆面积:
$S_{1}=\frac{1}{2}π(\frac{b}{2})^2=\frac{π b^2}{8}$,
$S_{2}=\frac{1}{2}π(\frac{a}{2})^2=\frac{π a^2}{8}$,
$S_{3}=\frac{1}{2}π(\frac{c}{2})^2=\frac{π c^2}{8}$。
则$S_{1}+S_{2}=\frac{π b^2}{8}+\frac{π a^2}{8}=\frac{π(a^2+b^2)}{8}=\frac{π c^2}{8}=S_{3}$,
故$S_{1}+S_{2}=S_{3}$。
(2)
$S_{1}+S_{2}=S_{3}$
(3)
在$\mathrm{Rt}△ABC$中,$AC=6$,$BC=8$,$∠ C=90°$,
$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}× AC× BC=\frac{1}{2}×6×8=24$。
由(2)的结论$S_{1}+S_{2}=S_{3}$,可得$S_{1}+S_{2}-S_{3}=0$,
因此阴影部分面积$=S_{1}+S_{2}+S_{△ ABC}-S_{3}=S_{△ ABC}=24$。
答:阴影部分的面积为24。
$S_{1}+S_{2}=S_{3}$,证明如下:
在$\mathrm{Rt}△ABC$中,$∠ C=90°$,由勾股定理得$a^2+b^2=c^2$。
分别计算半圆面积:
$S_{1}=\frac{1}{2}π(\frac{b}{2})^2=\frac{π b^2}{8}$,
$S_{2}=\frac{1}{2}π(\frac{a}{2})^2=\frac{π a^2}{8}$,
$S_{3}=\frac{1}{2}π(\frac{c}{2})^2=\frac{π c^2}{8}$。
则$S_{1}+S_{2}=\frac{π b^2}{8}+\frac{π a^2}{8}=\frac{π(a^2+b^2)}{8}=\frac{π c^2}{8}=S_{3}$,
故$S_{1}+S_{2}=S_{3}$。
(2)
$S_{1}+S_{2}=S_{3}$
(3)
在$\mathrm{Rt}△ABC$中,$AC=6$,$BC=8$,$∠ C=90°$,
$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}× AC× BC=\frac{1}{2}×6×8=24$。
由(2)的结论$S_{1}+S_{2}=S_{3}$,可得$S_{1}+S_{2}-S_{3}=0$,
因此阴影部分面积$=S_{1}+S_{2}+S_{△ ABC}-S_{3}=S_{△ ABC}=24$。
答:阴影部分的面积为24。
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