(完整版)格点与割补.docx
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学科:奥数
教学内容:格点与面积
生活中我们常借助一些工具来迅速简便的解决一些问题,如为了能捕到鱼,人们制作了鱼钩和网。同样在数学的学习中,为了更好的解决问题聪明的人类也创造了一些“工具” 。这一讲我们主要介绍利用格点求几何图形的面积。先来介绍
什么是“格点”。见下图:
这是一张由水平线和垂直线组成的方格纸,我们把水平线和垂直线的交点称为“格点”,水平线和垂直线围成的每个小正方形称为“面积单位” 。图中带阴影的小方格就是一个面积单位。
借助格点图,我们可以很快的比较或计算图形的面积大小。利用格点求图形
的面积通常有两种思路,一是直接将图形分成若干个面积单位,然后通过计算有多少个面积单位来求图形面积;二是将某些图形转化成长方形的面积来求。当然还可以将这两种方法结合起来,求出某些较复杂图形的面积。
例 1计算下图中各图形的面积:
分析:先仔细观察图中的每个图形,选择方法。显然第一、三、六图可以直接数出包含多少个面积单位即可。而二、四、五图显然不适合用数单位面积的方法来求面积,可以采用虚线把这些图形扩展或割补成长方形,通过求长方形面积来求这些图形面积。
解答:
(1)图中长方形包括3×2=6(个)面积单位,所以它的面积为6。
(2)将图中平行四边形割补成一个长方形,长方形的面积为3× 2=6,而平行四边形的面积等于长方形面积,所以平行四边形的面积为3× 2=6。
(3)将图中三角形用虚线分成 3 块,它包含有 1 个面积单位和 2 个面积单位的一半,合起来有 2 个面积单位,所以它的面积为 2。
(4)图中将三角形扩展成一个长方形,长方形的面积为 3×2=6,而三角形面积为长方形面积的一半,则三角形面积为 3。
(5)将图中梯形的互相平行的一组对边延长,补出一个和原来梯形方向颠
倒,但面积一样的梯形,形成一个大的长方形。长方形的面积为(2+4)×3=18,而梯形的面积为长方形的面积的一半。所以梯形的面积为:(2+4)× 3÷2=9。
(6)将图中梯形用虚线分成 3 块,它包含有 5 个面积单位和 2 个面积单位的一半,合起来有 6 个面积单位,所以它的面积为 6。
例 2计算下面这个格点多边形的面积。
分析:这是一个不规则的多边形,不能直接求出它的面积。可用长方形的面积减去 4 个直角三角形的面积,如图 1 所示;另外还可将该四边形分割成几块,如图2。
解答:
方法一:
3× 4-( 2× 1÷ 2+ 2× 1÷ 2+ 2× 2÷ 2+ 3×1÷2)=6.5 (面积单位)方法二:
1× 2÷ 2+1×3÷2+1×1÷2+3×1÷2+1×2=6.5 (面积单位)
例3 相邻四点连成的小正方形面积为 1 平方厘米。
分别连接各点,组成下面 12 个图形,你发现有什么排列的规律?
算出各图形的面积。找出图形外面一周的点子数、中间的点子数与面积三者
之间的关系。
分析:仔细观察图形:
横看,从左往右图形一周的格点数逐渐增多,中间的格点数不变;
竖看,从上往下图形一周的格点数不变,中间的格点数逐渐增多。
图形一周的格点数、中间的格点数与面积究竟有什么关系呢?我们可以将图形按中间没有个点、中间有一个格点和中间有两个格点进行分组列表分析。
第( 1)组
图形编号①②③④
一周格点数4684
1
中间格点数0000
面积(平方厘
1236
米)
中间没有格点时,面积 =一周格点数÷ 2-1
第( 2)组
图形编号⑤⑥⑦⑧
一周格点数4684
1
中间格点数1111
面积(平方厘
2347
米)
中间有一个格点时,面积=一周格点数÷ 2+( 1- 1)
第( 3)组
图形编号⑨⑩ 11
12
一周格点数46841
中间格点数2222
面积(平方厘
3458米)
中间有两个格点时,面积=一周格点数÷ 2+( 2- 1)
解答:(1)中间格点数相同时,图形的面积随着一周的格点数增加而增加;当一周的格点数相同时,图形的面积同样随着中间的格点数增加而增加。
(2)各图形的面积见表格。
各图形面积的大小与一周的格点数、中间的格点数都有关系,格点图形的面
积计算公式是:
图形面积 =图形一周的格点数÷ 2+(中间格点数- 1)
说明:格点图形的面积求法很灵活,不要死记公式,要具体题目具体研究。
例 4下图是一个漂亮礼盒的平面图,请你求出它的面积:
分析:这是一个组合图形,面积可分成几个部分来求。本图可分为两个三角形和一个长方形三部分。每一部分面积的求法,因图而异。如两个三角形需要扩展成长方形再求面积,而长方形只要直接数单位面积即可。
解答:左边三角形面积 =4×4-1×2÷2-4×3÷2-4×2÷2=5;
右边三角形面积 =4×4-1×3÷2×2-4×4÷2-1×1=4;长方形
的面积为 6×2=12;
所以礼盒面积为: 5+4+12=21
说明:此题还可以直接用公式,请你自己试一试。
例5 在下图中有 21 个点,每相邻三点构成一个单位面积的等边三角形,计算三角形 ABC的面积。
分析:此题是一个三角形格点图。每三个相邻的格点构成一个正三角形,为一
个面积单位。三角形格点图形面积的计算类似于正方形格点图形面积的计算,
可以直接数图形所包含的面积单位,也可将之转化为几个易求的三角形,在通过加减运算得到。此题中三角形ABC的面积不能通过直接数格点面积来求,可以把它扩展成三一个大三角形,再减;也可以把它分成几个小的三角形,然后再加。
解答:
方法一:给三角形 ABC添加Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ部分小的三角形,则得到由25 个单位三角形构成的大三角形,现在只要分别求出Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ三个小三角形的面积即可。
三角形Ⅰ是一个平行四边形的面积的一半,如图 4 中的虚线平行四边形。这个平行四边形包含 6 个面积单位,所以他的面积为6,三角形Ⅰ的面积为:6÷ 2=3