小学奥数-几何五大模型(蝴蝶模型)分解
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模型三 蝴蝶模型(任意四边形模型)
任意四边形中的比例关系(“蝴蝶定理”):
S 4
S 3
S 2
S 1O D
C
B
A
①1243::S S S S =或者1324S S S S ⨯=⨯
②()()1243::AO OC S S S S =++
蝴蝶定理为我们提供了解决不规则四边形的面积问题的一个途径。
通过构造模型,一方面可以使不规则四边形的面积关系与四边形内的三角形相联系;另一方面,也可以得到与面积对应的对角线的比例关系。
【例 1】 (小数报竞赛活动试题)如图,某公园的外轮廓是四边形ABCD ,被对角线AC 、BD 分成四个部分,△
AOB 面积为1平方千米,△BOC 面积为2平方千米,△COD 的面积为3平方千米,公园由陆地面积是6.92平方千米和人工湖组成,求人工湖的面积是多少平方千米?
O
D
C
B
A
【分析】 根据蝴蝶定理求得312 1.5AOD S =⨯÷=△平方千米,公园四边形ABCD 的面积是123 1.57.5+++=平
方千米,所以人工湖的面积是7.5 6.920.58-=平方千米
【巩固】如图,四边形被两条对角线分成4个三角形,其中三个三角形的面积已知,
求:⑴三角形BGC 的面积;⑵:AG GC =?
A B
C
D
G
321
【解析】 ⑴根据蝴蝶定理,123BGC
S ⨯=⨯,那么6BGC
S
=;
⑵根据蝴蝶定理,()():12:361:3AG GC =++=. ()
任意四边形、梯形与相似模型
【例 2】 四边形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O (如图所示)。
如果三角形ABD 的面积等于三角形BCD 的
面积的1
3
,且2AO =,3DO =,那么CO 的长度是DO 的长度的_________倍。
A
B C D
O
H G
A B
C D O
【解析】 在本题中,四边形ABCD 为任意四边形,对于这种”不良四边形”,无外乎两种处理方法:⑴利用已
知条件,向已有模型靠拢,从而快速解决;⑵通过画辅助线来改造不良四边形。
看到题目中给出条件:1:3ABD
BCD
S
S
=,这可以向模型一蝴蝶定理靠拢,于是得出一种解法。
又观察题目中给出的已
知条件是面积的关系,转化为边的关系,可以得到第二种解法,但是第二种解法需要一个中介来改造这个”不良四边形”,于是可以作AH 垂直BD 于H ,CG 垂直BD 于G ,面积比转化为高之比。
再应用结论:三角形高相同,则面积之比等于底边之比,得出结果。
请老师注意比较两种解法,使学生体会到蝴蝶定理的优势,从而主观上愿意掌握并使用蝴蝶定理解决问题。
解法一:∵::1:3ABD BDC AO OC S S ∆∆==, ∴236OC =⨯=, ∴:6:32:1OC OD ==.
解法二:作AH BD ⊥于H ,CG BD ⊥于G .
∵1
3ABD BCD S S ∆∆=,
∴1
3AH CG =,
∴1
3AOD DOC S S ∆∆=,
∴1
3
AO CO =,
∴236OC =⨯=, ∴:6:32:1OC OD ==.
【例 3】 如图,平行四边形ABCD 的对角线交于O 点,CEF △、OEF △、ODF △、BOE △的面积依次是2、
4、4和6。
求:⑴求OCF △的面积;⑵求GCE △的面积。
O
G
F E
D
C
B
A
【解析】 ⑴根据题意可知,BCD △的面积为244616+++=,那么BCO △和CDO ∆的面积都是1628÷=,
所以OCF △的面积为844-=;
⑵由于BCO △的面积为8,BOE △的面积为6,所以OCE △的面积为862-=, 根据蝴蝶定理,::2:41:2COE COF EG FG S S ∆∆===,所以::1:2GCE GCF S S EG FG ∆∆==,
那么112
21233
GCE CEF S S ∆∆==⨯=+.
【例 4】 图中的四边形土地的总面积是52公顷,两条对角线把它分成了4个小三角形,其中2个小三角形的
面积分别是6公顷和7公顷。
那么最大的一个三角形的面积是多少公顷?
7
67
6
E
D
C
B
A
【解析】 在ABE ,CDE 中有AEB CED ∠=∠,所以ABE ,CDE 的面积比为()AE EB ⨯:()CE DE ⨯。
同
理有ADE ,BCE 的面积比为():()AE DE BE EC ⨯⨯。
所以有ABE
S
×CDE
S
=ADE
S
×BCE
S
,也就是
说在所有凸四边形中,连接顶点得到2条对角线,有图形分成上、下、左、右4个部分,有:上、下部分的面积之积等于左右部分的面积之积。
即6ABE S ⨯=7ADE S ⨯,所以有ABE 与ADE 的面积
比为7:6,ABE S =7392167⨯=+公顷,ADE S =6
391867
⨯=+公顷。
显然,最大的三角形的面积为21公顷。
【例 5】 (2008年清华附中入学测试题)如图相邻两个格点间的距离是1,则图中阴影三角形的面积
为 。
B
D
B
D
【解析】 连接AD 、CD 、BC 。
则可根据格点面积公式,可以得到ABC ∆的面积为:41122+
-=,ACD ∆的面积为:3
31 3.52
+-=,ABD ∆的面积为:4
2132
+
-=. 所以::2:3.54:7ABC ACD BO OD S S ∆∆===,所以44123471111
ABO ABD S S ∆∆=
⨯=⨯=+.
【巩固】如图,每个小方格的边长都是1,求三角形ABC 的面积。
D
【解析】 因为:2:5BD CE =,且BD ∥CE ,所以:2:5DA AC =,525ABC S ∆=
+,510
277
DBC S ∆=⨯=.
【例 6】 (2007年人大附中考题)如图,边长为1的正方形ABCD 中,2BE EC =,CF FD =,求三角形AEG
的面积.
A
B
C
D
E
F G
A
B
C
D
E
F
G
【解析】 连接EF .
因为2BE EC =,CF FD =,所以1111
()23212
DEF ABCD ABCD
S S S
∆=⨯⨯=.
因为12AED ABCD S S ∆=,根据蝴蝶定理,11
::6:1212
AG GF ==,
所以6613
677414
AGD GDF ADF ABCD ABCD S S S S S ∆∆∆===⨯=.
所以1322
21477AGE AED AGD ABCD ABCD ABCD S S S S S S ∆∆∆=-=-==,
即三角形AEG 的面积是2
7
.
【例 7】 如图,长方形ABCD 中,:2:3BE EC =,:1:2DF FC =,三角形DFG 的面积为2平方厘米,求长
方形ABCD 的面积.
A
B
C
D E
F G
A
B
C
D E
F G
【解析】 连接AE ,FE .
因为:2:3BE EC =,:1:2DF FC =,所以3111
()53210
DEF
ABCD ABCD S S S =⨯⨯=长方形长方形. 因为12AED
ABCD S
S =长方形,11
::5:1210
AG GF ==,所以510AGD GDF S S ==平方厘米,所以12AFD
S =平
方厘米.因为1
6
AFD ABCD S S =长方形,所以长方形ABCD 的面积是72平方厘米.
【例 8】 如图,已知正方形
ABCD 的边长为10厘米,E 为AD 中点,F 为CE 中点,G 为BF 中点,求三角
形BDG 的面积.
A
B
A
B
【解析】 设BD 与CE 的交点为O ,连接BE 、DF .
由蝴蝶定理可知::BED BCD EO OC S
S
=,而1
4
BED
ABCD S
S =,12
BCD
ABCD
S
S =,
所以::1:2BED BCD
EO OC S
S
==,故1
3
EO EC =. 由于F 为CE 中点,所以1
2
EF EC =,故:2:3EO EF =,:1:2FO EO =.
由蝴蝶定理可知::1:2BFD BED S S FO EO ==,所以11
28
BFD BED ABCD S S S ==,
那么111
1010 6.2521616
BGD BFD ABCD S S S ===⨯⨯=(平方厘米).
【例 9】 如图,在ABC ∆中,已知M 、N 分别在边AC 、BC 上,BM 与AN 相交于O ,若AOM ∆、ABO ∆和
BON ∆的面积分别是3、2、1,则MNC ∆的面积是 .
N
M O
C
B
A
【解析】 这道题给出的条件较少,需要运用共边定理和蝴蝶定理来求解.
根据蝴蝶定理得 313
22
AOM BON MON AOB S S S S ∆∆∆∆⨯⨯=
==
设MON S x ∆=,根据共边定理我们可以得 ANM ABM
MNC MBC
S S S S ∆∆∆∆=
,3332
2312
x
x ++=
++,解得22.5x =.
【例 10】 (2009年迎春杯初赛六年级)正六边形123456A A A A A A 的面积是2009平方厘米,123456B B B B B
B 分别
是正六边形各边的中点;那么图中阴影六边形的面积是 平方厘米.
B 4
B A 6
5
4
A 3
A A
B 4
B A 6
5
4
A 3
A A
【解析】 如图,设62B A 与13B A 的交点为O ,则图中空白部分由6个与23A OA ∆一样大小的三角形组成,只要求
出了23A OA ∆的面积,就可以求出空白部分面积,进而求出阴影部分面积. 连接63A A 、61B B 、63B A .
设116A B B ∆的面积为”1“,则126B A B ∆面积为”1“,126A A B ∆面积为”2“,那么636A A B ∆面积为126A A B ∆的2倍,为”4“,梯形1236A A A A 的面积为224212⨯+⨯=,263A B A ∆的面积为”6“,123B A A ∆的面积为2.
根据蝴蝶定理,12632613:1:6B A B A A B B O A O S S ∆∆===,故23616A OA S ∆=
+,123127
B A A S ∆=, 所以23123612::12:1:77A OA A A A A S S ∆=梯形,即23A OA ∆的面积为梯形1236A A A A 面积的1
7,故为六边形
123456A A A A A A 面积的114,那么空白部分的面积为正六边形面积的13
6147
⨯=,所以阴影部分面积为
32009111487⎛⎫
⨯-= ⎪⎝⎭(平方厘米).
板块二 梯形模型的应用
梯形中比例关系(“梯形蝴蝶定理”):
A B
C
D
O b
a S 3
S 2
S 1S 4
①2213::S S a b =
②221324::::::S S S S a b ab ab =; ③S 的对应份数为()2
a b +.
梯形蝴蝶定理给我们提供了解决梯形面积与上、下底之间关系互相转换的渠道,通过构造模型,直接应用结论,往往在题目中有事半功倍的效果.(具体的推理过程我们可以用将在第九讲所要讲的相似模型进行说明)
【例 11】 如图,22S =,34S =,求梯形的面积.
【解析】 设1S 为2
a 份,3S 为2
b 份,根据梯形蝴蝶定理,234S b ==,所以2b =;又因为22S a b ==⨯,所以
1a =;那么211S a ==,42S a b =⨯=,所以梯形面积123412429S S S S S =+++=+++=,或者根
据梯形蝴蝶定理,()()2
2
129S a b =+=+=.
【巩固】(2006年南京智力数学冬令营)如下图,梯形ABCD 的AB 平行于CD ,对角线AC ,BD 交于O ,已
知AOB △与BOC △的面积分别为25 平方厘米与35平方厘米,那么梯形ABCD 的面积是________平方厘米.
35
25O
A
B
C
D
【解析】 根据梯形蝴蝶定理,2::25:35AOB
BOC
S
S a ab ==,可得:5:7a b =,再根据梯形蝴蝶定理,
2222::5:725:49AOB
DOC
S
S
a b ===,所以49DOC
S =(平方厘米).那么梯形ABCD 的面积为
25353549144+++=(平方厘米).
【例 12】
梯形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,已知梯形上底为2,且三角形ABO 的面积等于三角
形BOC 面积的2
3
,求三角形AOD 与三角形BOC 的面积之比.
O
A B
C D 【解析】 根据梯形蝴蝶定理,2::2:3AOB
BOC
S
S
ab b ==,可以求出:2:3a b =, 再根据梯形蝴蝶定理,2222::2:34:9AOD
BOC
S
S
a b ===.
通过利用已有几何模型,我们轻松解决了这个问题,而没有像以前一样,为了某个条件的缺乏而千辛万苦进行构造假设,所以,请同学们一定要牢记几何模型的结论.
【例 13】 (第十届华杯赛)如下图,四边形ABCD 中,对角线AC 和BD 交于O 点,已知1AO =,并且
3
5
ABD CBD =三角形的面积三角形的面积,那么OC 的长是多少?
A
B
C
D
O
【解析】 根据蝴蝶定理,ABD AO CBD CO =三角形的面积三角形的面积,所以35AO CO =,又1AO =,所以5
3
CO =.
【例 14】 梯形的下底是上底的1.5倍,三角形OBC 的面积是29cm ,问三角形AOD 的面积是多少?
A B
C
D
O
【解析】 根据梯形蝴蝶定理,:1:1.52:3a b ==,2222::2:34:9AOD BOC S S a b ∆∆===,
所以()
24cm AOD S ∆=.
【巩固】如图,梯形ABCD 中,AOB ∆、COD ∆的面积分别为1.2和2.7,求梯形ABCD 的面积.
O
D
C
B
A
【解析】 根据梯形蝴蝶定理,22::4:9AOB
ACOD
S
S a b ==,所以:2:3a b =,
2:::3:2AOD
AOB
S
S
ab a b a ===,3
1.2 1.82
AOD
COB
S
S
==⨯
=, 1.2 1.8 1.8 2.77.5ABCD S =+++=梯形.
【例 15】 如下图,一个长方形被一些直线分成了若干个小块,已知三角形ADG 的面积是11,三角形BCH
的面积是23,求四边形EGFH 的面积.
H
G F
E D
C
B A
H
G F
E
D
C
B A
【解析】 如图,连结EF ,显然四边形ADEF 和四边形BCEF 都是梯形,于是我们可以得到三角形EFG 的面
积等于三角形ADG 的面积;三角形BCH 的面积等于三角形EFH 的面积,所以四边形EGFH 的面积是112334+=.
【巩固】(人大附中入学测试题)如图,长方形中,若三角形1的面积与三角形3的面积比为4比5,四边形2
的面积为36,则三角形1的面积为________.
321 3
21
【解析】 做辅助线如下:利用梯形模型,这样发现四边形2分成左右两边,其面积正好等于三角形1和三角
形3,所以1的面积就是4361645⨯=+,3的面积就是5
362045
⨯=+.
【例 16】 如图,正方形ABCD 面积为3平方厘米,M 是AD 边上的中点.求图中阴影部分的面积.
B
A
【解析】 因为M 是AD 边上的中点,所以:1:2AM BC =,根据梯形蝴蝶定理可以知道
22:::1:12:12:21:2:2:4AMG ABG MCG BCG S S S S =⨯⨯=△△△△()(),设1AGM S =△份,则123MCD S =+=△ 份,
所以正方形的面积为1224312++++=份,224S =+=阴影份,所以:1:3S S =阴影正方形,所以1S =阴影平方厘米.
【巩固】在下图的正方形ABCD 中,E 是BC 边的中点,AE 与BD 相交于F 点,三角形BEF 的面积为1平
方厘米,那么正方形ABCD 面积是 平方厘米.
A B
C
D
E
F
【解析】 连接DE ,根据题意可知:1:2BE AD =,根据蝴蝶定理得2
129S =
+=梯形()(平方厘米),3ECD S =△(平方厘米),那么12S
=(平方厘米).
【例 17】
如图面积为12平方厘米的正方形ABCD 中,,E F 是DC 边上的三等分点,求阴影部分的面积.
D
A
【解析】 因为,E F 是DC 边上的三等分点,所以:1:3EF AB =,设1OEF S =△份,根据梯形蝴蝶定理可以知道
3AOE OFB S S ==△△份,9AOB S =△份,(13)ADE BCF S S ==+△△份,因此正方形的面积为244(13)24+++=份,6S =阴影,所以:6:241:4S S ==阴影正方形,所以3S =阴影平方厘米.
【例 18】
如图,在长方形ABCD 中,6AB =厘米,2AD =厘米,AE EF FB ==,求阴影部分的面积.
D
D
【解析】 方法一:如图,连接DE ,DE 将阴影部分的面积分为两个部分,其中三角形AED 的面积为
26322⨯÷÷=平方厘米.
由于:1:3EF DC =,根据梯形蝴蝶定理,:3:1DEO EFO
S S
=,
所以3
4
DEO
DEF
S S =,而2
DEF
ADE
S
S
==平方厘米,所以3
2 1.54
DEO
S
=⨯=平方厘米,阴影部分的面积为2 1.5 3.5+=平方厘米. 方法二:如图,连接DE ,FC ,由于:1:3EF DC =,设1OEF S =△份,根据梯形蝴蝶定理,3OED S =△
份,2(13)16EFCD S =+=梯形份,134ADE BCF S S ==+=△△份,因此416424ABCD S =++=长方形份,437S =+=阴影份,而6212ABCD S =⨯=长方形平方厘米,所以 3.5S =阴影平方厘米
【例 19】 (2008年”奥数网杯”六年级试题)已知ABCD 是平行四边形,:3:2BC CE =,三角形ODE 的
面积为6平方厘米.则阴影部分的面积是 平方厘米.
B
B
【解析】 连接AC .
由于ABCD 是平行四边形,:3:2BC CE =,所以:2:3CE AD =, 根据梯形蝴蝶定理,22:::2:23:23:34:6:6:9COE
AOC
DOE
AOD
S S
S
S
=⨯⨯=,所以6AOC
S
=(平方厘
米),9AOD
S
=(平方厘米),又6915ABC
ACD
S
S
==+=(平方厘米),阴影部分面积为61521+=(平
方厘米).
【巩固】右图中ABCD 是梯形,ABED 是平行四边形,已知三角形面积如图所示(单位:平方厘米),阴影部
分的面积是 平方厘米.
B
B
【分析】 连接AE .
由于AD 与BC 是平行的,所以AECD 也是梯形,那么OCD OAE S S ∆∆=. 根据蝴蝶定理,4936OCD OAE OCE OAD S S S S ∆∆∆∆⨯=⨯=⨯=,故236OCD S ∆=, 所以6OCD S ∆=(平方厘米).
【巩固】(2008年三帆中学考题)右图中ABCD 是梯形,ABED 是平行四边形,已知三角形面积如图所示(单
位:平方厘米),阴影部分的面积是 平方厘米.
B
B
【解析】 连接AE .
由于AD 与BC 是平行的,所以AECD 也是梯形,那么OCD OAE S S ∆∆=.
根据蝴蝶定理,2816OCD OAE OCE OAD S S S S ∆∆∆∆⨯=⨯=⨯=,故216OCD S ∆=,所以4OCD S ∆=(平方厘米).
另解:在平行四边形ABED 中,()11
1681222
ADE ABED S S ∆==⨯+=(平方厘米),
所以1284AOE ADE AOD S S S ∆∆∆=-=-=(平方厘米),
根据蝴蝶定理,阴影部分的面积为8244⨯÷=(平方厘米).
【例 20】 如图所示,BD 、CF 将长方形ABCD 分成4块,DEF ∆的面积是5平方厘米,CED ∆的面积是
10平方厘米.问:四边形ABEF 的面积是多少平方厘米?
F
A
B
C
D E
10
5 F
A
B C
D
E
10
5
【分析】 连接BF ,根据梯形模型,可知三角形BEF 的面积和三角形DEC 的面积相等,即其面积也是10平
方厘米,再根据蝴蝶定理,三角形BCE 的面积为1010520⨯÷=(平方厘米),所以长方形的面积为
()2010260+⨯=(平方厘米).四边形ABEF 的面积为605102025---=(平方厘米).
【巩固】如图所示,BD 、CF 将长方形ABCD 分成4块,DEF ∆的面积是4平方厘米,CED ∆的面积是6平
方厘米.问:四边形ABEF 的面积是多少平方厘米?
6
4A
B C
D
E
F
6
4A
B C D
E
F
【解析】 (法1)连接BF ,根据面积比例模型或梯形蝴蝶定理,可知三角形BEF 的面积和三角形DEC 的面积
相等,即其面积也是6平方厘米,再根据蝴蝶定理,三角形BCE 的面积为6649⨯÷=(平方厘米),所以长方形的面积为()96230+⨯=(平方厘米).四边形ABEF 的面积为3046911---=(平方厘米).
(法2)由题意可知,
4263EF EC ==,根据相似三角形性质,2
3
ED EF EB EC ==,所以三角形BCE 的面积为:2
693
÷
=(平方厘米).则三角形CBD 面积为15平方厘米,长方形面积为15230⨯=(平方厘米).四边形ABEF 的面积为3046911---=(平方厘米).
【巩固】(98迎春杯初赛)如图,ABCD 长方形中,阴影部分是直角三角形且面积为54,OD 的长是16,OB
的长是9.那么四边形OECD 的面积是多少?
B
【解析】 因为连接ED 知道ABO △和EDO △的面积相等即为54,又因为169OD OB ∶=∶,所以AOD △的面积
为5491696÷⨯=,根据四边形的对角线性质知道:BEO △的面积为:54549630.375⨯÷=,所以四边形OECD 的面积为:549630.375119.625+-=(平方厘米).
【例 21】 (2007年”迎春杯”高年级初赛)如图,长方形ABCD 被CE 、DF 分成四块,已知其中3块的
面积分别为2、5、8平方厘米,那么余下的四边形OFBC 的面积为___________平方厘米.
8
5
2O A B C D
E
F
?
8
5
2O A B
C
D
E
F
【解析】 连接DE 、CF .四边形EDCF 为梯形,所以EOD FOC S S
∆=,又根据蝴蝶定理,
EOD FOC EOF COD S S S S ∆∆∆∆⋅=⋅,所以2816EOD FOC EOF COD S S S S ∆∆∆∆⋅=⋅=⨯=,所以4EOD S ∆=(平方厘米),
4812ECD S ∆=+=(平方厘米).那么长方形ABCD 的面积为12224⨯=平方厘米,四边形OFBC 的面
积为245289---=(平方厘米).
【例 22】 (98迎春杯初赛)如图,长方形ABCD 中,AOB 是直角三角形且面积为54,OD 的长是16,OB 的
长是9.那么四边形OECD 的面积是 .
A
B
C
D
E
O
A
B
C
D
E
O
【解析】 解法一:连接DE ,依题意11
95422
AOB
S
BO AO AO =⨯⨯=⨯⨯=,所以12AO =, 则11
16129622
AOD
S
DO AO =⨯⨯=⨯⨯=. 又因为154162AOB DOE S S OE ===⨯⨯,所以3
64
OE =,
得1133
96302248
BOE S BO EO =⨯⨯=⨯⨯=,
所以()35
54963011988
OECD BDC BOE ABD BOE S S S S S =-=-=+-=.
解法二:由于::16:9AOD AOB S S OD OB ==,所以16
54969
AOD S =⨯=,而54DOE AOB S S ==,根据
蝴蝶定理,BOE AOD AOB DOE S S S S ⨯=⨯,所以3
545496308
BOE S =⨯÷=,
所以()35
54963011988
OECD BDC BOE ABD BOE S S S S S =-=-=+-=.
【例 23】 如图,ABC ∆是等腰直角三角形,DEFG 是正方形,线段AB 与CD 相交于K 点.已知正方形
DEFG 的面积48,:1:3AK KB =,则BKD ∆的面积是多少?
B
B
【解析】 由于DEFG 是正方形,所以DA 与BC 平行,那么四边形ADBC 是梯形.在梯形ADBC 中,BDK ∆和
ACK ∆的面积是相等的.而:1:3AK KB =,所以ACK ∆的面积是ABC ∆面积的11
134
=+,
那么BDK ∆的面积也是ABC ∆面积的1
4
.
由于ABC ∆是等腰直角三角形,如果过A 作BC 的垂线,M 为垂足,那么M 是BC 的中点,而且
AM DE =,可见ABM ∆和ACM ∆的面积都等于正方形DEFG 面积的一半,所以ABC ∆的面积与正
方形DEFG 的面积相等,为48.
那么BDK ∆的面积为1
48124
⨯=.
【例 24】 如图所示,ABCD 是梯形,ADE ∆面积是1.8,ABF ∆的面积是9,BCF ∆的面积是27.那么阴
影AEC ∆面积是多少?
【解析】 根据梯形蝴蝶定理,可以得到AFB DFC AFD BFC S S S S ∆∆∆∆⨯=⨯,而AFB DFC S S ∆∆=(等积变换),所以可得
99
327
AFB CDF AFD BFC S S S S ∆∆∆∆⨯⨯===,
并且3 1.8 1.2AEF ADF AED S S S ∆∆∆=-=-=,而::9:271:3AFB BFC S S AF FC ∆∆===, 所以阴影AEC ∆的面积是:4 1.24 4.8AEC AEF S S ∆∆=⨯=⨯=.
【例 25】
如图,正六边形面积为6,那么阴影部分面积为多少?
【解析】 连接阴影图形的长对角线,此时六边形被平分为两半,根据六边形的特殊性质,和梯形蝴蝶定理把
六边形分为十八份,阴影部分占了其中八份,所以阴影部分的面积88
6183
⨯=.
【例 26】 如图,已知D 是BC 中点,E 是CD 的中点,F 是AC 的中点.三角形ABC 由①~⑥这6部分
组成,其中②比⑤多6平方厘米.那么三角形ABC 的面积是多少平方厘米?
⑥
⑤
④
③
②①
B
F
E
D C
A
【解析】 因为E 是DC 中点,F 为AC 中点,有2AD FE =且平行于AD ,则四边形ADEF 为梯形.在梯形
ADEF 中有③=④,
②×⑤=③×④,②:⑤=2AD : 2FE =4.又已知②-⑤=6,所以⑤=6(41)2÷-=,②=⑤48⨯=,所以②×⑤=④×④=16,而③=④,所以③=④=4,梯形ADEF 的面积为②、③、④、⑤四块图形的面积和,为844218+++=.有CEF 与ADC 的面积比为CE 平方与CD 平方的比,
即为1:4.所以ADC 面积为梯形ADEF 面积的44-1=43,即为4
18243
⨯=.因为D 是BC 中点,所以
ABD 与ADC 的面积相等,而ABC 的面积为ABD 、ADC 的面积和,即为242448+=平方厘米.三角形ABC 的面积为48平方厘米.
【例 27】 如图,在一个边长为6的正方形中,放入一个边长为2的正方形,保持与原正方形的边平行,现在
分别连接大正方形的一个顶点与小正方形的两个顶点,形成了图中的阴影图形,那么阴影部分的面积为 .
【解析】 本题中小正方形的位置不确定,所以可以通过取特殊值的方法来快速求解,也可以采用梯形蝴蝶定
理来解决一般情况.
解法一:取特殊值,使得两个正方形的中心相重合,如右图所示,图中四个空白三角形的高均为1.5,因此空白处的总面积为6 1.5242222⨯÷⨯+⨯=,阴影部分的面积为662214⨯-=.
解法二:连接两个正方形的对应顶点,可以得到四个梯形,这四个梯形的上底都为2,下底都为6,上底、下底之比为2:61:3=,根据梯形蝴蝶定理,这四个梯形每个梯形中的四个小三角形的面积之
比为221:13:13:31:3:3:9⨯⨯=,所以每个梯形中的空白三角形占该梯形面积的9
16
,阴影部分的面
积占该梯形面积的716,所以阴影部分的总面积是四个梯形面积之和的7
16
,那么阴影部分的面积为
227
(62)1416
⨯-=.
【例 28】 如图,在正方形ABCD 中,E 、F 分别在BC 与CD 上,且2CE BE =,2CF DF =,连接BF 、
DE ,相交于点G ,过G 作MN 、PQ 得到两个正方形MGQA 和PCNG ,设正方形MGQA 的面积为
1S ,正方形PCNG 的面积为2S ,则12:S S =___________.
Q
P
N M
A
B
C D E F
G
Q
P
N
M
A
B
C
D E F
G
【解析】 连接BD 、EF .设正方形ABCD 边长为3,则2CE CF ==,1BE DF ==,所以,222228EF =+=,
2223318BD =+=.因为22281814412EF BD ⋅=⨯==,所以12EF BD ⋅=.由梯形蝴蝶定理,得22::::::8:18:12:124:9:6:6GEF GBD DGF nBGE S S S S EF BD EF BD EF BD =⋅⋅==△△△,
所以,66496625BGE BDFE BDFE S S S =
=+++△梯形梯形.因为9
3322
BCD S =⨯÷=△,2222CEF S =⨯÷=△,
所以52BCD CEF BDFE S S S =-=△△梯形,所以,653
2525
BGE S =⨯=△.
由于BGE △底边BE 上的高即为正方形PCNG 的边长,所以362155CN =⨯÷=,69
355
ND =-=,
所以::3:2AM CN DN CN ==,则2212::9:4S S AM CN ==.
【例 29】 如下图,在梯形ABCD 中,AB 与CD 平行,且2CD AB =,点E 、F 分别是AD 和BC 的中点,
已知阴影四边形EMFN 的面积是54平方厘米,则梯形ABCD 的面积是 平方厘米.
D
D
【解析】 连接EF ,可以把大梯形看成是两个小梯形叠放在一起,应用梯形蝴蝶定理,可以确定其中各个小
三角形之间的比例关系,应用比例即可求出梯形ABCD 面积.
设梯形ABCD 的上底为a ,总面积为S .则下底为2a ,()13
222
EF a a a =+=.
所以3::2:32AB EF a a ==,3
::23:42
EF DC a a ==.
由于梯形ABFE 和梯形EFCD 的高相等,所以
()()33:::25:722ABFE EFCD S S AB EF EF DC a a a a ⎛⎫⎛⎫
=++=++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
梯形梯形,
故512ABFE S S =梯形,7
12
EFCD S S =梯形.
根据梯形蝴蝶定理,梯形ABFE 内各三角形的面积之比为222:23:23:34:6:6:9⨯⨯=,所以
9953
4669251220
EMF ABFE S S S S ==⨯=+++梯形;
同理可得9973
9121216491228
ENF S S S S ==⨯=+++梯形EFCD ,
所以339
202835
EMFN EMF ENF S S S S S S =+=+=,由于54EMFN S =平方厘米,
所以9
5421035
S =÷=(平方厘米).
【例 30】 (2006年“迎春杯”高年级组决赛)下图中,四边形ABCD 都是边长为1的正方形,E 、F 、G 、
H 分别是AB ,BC ,CD ,DA 的中点,如果左图中阴影部分与右图中阴影部分的面积之比是最简
分数m
n
,那么,()m n
+的值等于 .
B
E
E
【解析】 左、右两个图中的阴影部分都是不规则图形,不方便直接求面积,观察发现两个图中的空白部分面
积都比较好求,所以可以先求出空白部分的面积,再求阴影部分的面积. 如下图所示,在左图中连接EG .设AG 与DE 的交点为M . 左图中AEGD 为长方形,可知AMD ∆的面积为长方形AEGD 面积的
1
4
,所以三角形AMD 的面积为2111
1248
⨯⨯=.又左图中四个空白三角形的面积是相等的,所以左图中阴影部分的面积为
111482
-⨯=.
B
E
E
如上图所示,在右图中连接AC 、EF .设AF 、EC 的交点为N . 可知EF ∥AC 且2AC EF =.那么三角形BEF 的面积为三角形ABC 面积的
1
4
,所以三角形BEF 的面积为21111248⨯⨯=,梯形AEFC 的面积为113
288
-=.
在梯形AEFC 中,由于:1:2EF AC =,根据梯形蝴蝶定理,其四部分的面积比为:
221:12:12:21:2:2:4⨯⨯=,所以三角形EFN 的面积为311
8122424
⨯=
+++,那么四边形BENF 的面积为111
8246+=.而右图中四个空白四边形的面积是相等的,所以右图中阴影部分的面积为
111463
-⨯=. 那么左图中阴影部分面积与右图中阴影部分面积之比为11:3:223=,即3
2
m n =,
那么325m n +=+=。