中考数学压轴题——割补法解四边形面积最值问题

B站影视 电影资讯 2025-04-08 03:35 1

摘要:距离中考不到一百天了,你突破了中考数学压轴题的魔咒了吗?今天一起来看一道巧妙利用割补法求四边形面积最直的题目。这也是昨天粉丝群一个网友咨询的问题。如图,四边形ABCD中,AB=6,BC=4,D=90°,AD=CD,求四边形ABCD面积的最大值。

中考数学压轴题--割补法应用【难度】。

距离中考不到一百天了,你突破了中考数学压轴题的魔咒了吗?今天一起来看一道巧妙利用割补法求四边形面积最直的题目。这也是昨天粉丝群一个网友咨询的问题。如图,四边形ABCD中,AB=6,BC=4,D=90°,AD=CD,求四边形ABCD面积的最大值。

下面来分析一下这个题目。四边形ABCD是一个不规则图形,需要首先搞清楚ABCD这个四边形面积为什么会变化?题目中给定了AB、BC两条边的长度,但是没有给定角B的大小。随着角B的变化,四边形ABCD就会发生变化,面积也会随之变化。

这个题目如果放到高中就会设角B为A、B、C法,然后利用余弦定理求出AC,继而表示出四边形ABCD的面积,然后求解。但是这个方法在中考中显然不可取。在初中阶段要求解这样的不规则四边形面积各步法是不二之选。

如何将四边形ABCD面积分拆组合非常考验孩子们的几何功底。由于AD=CD,角D=90度,非常容易想到连接AC构成等腰直角三角形ACD。这时发现虽然已经将四边形分割为两部分,但是两个三角形ABC与ACD的面积都表示不出来,还得想其他办法。下面的辅助线就非常关键,而且不好想了。

·一、以BC为斜边,在四边形ABCD内部做等腰直角三角形DC,则等腰直角三角形CAD与等腰直角三角形CBE手拉手相似。根据手拉手相似的结论知道,连接DE则三角形CDE与三角形CAB也相似。这时观察三角形CABE,无论图形如何变化,三角形CABE面积不变,永远是四分之一BC的平方等于四。

三角形CDE与三角形CAB相似比为CD比上CA=二分之根号二,所以DE等于二分之根号二AB。下面注意观察三角形CDE,将三角形CDE绕着点D顺时针旋转九十度,点C与点A重合,得到三角形ADF。连接EF则三角形DF为等腰直角三角形,AF等于CE等于BE,所以EF等于根号二倍的DE就等于AB,所以四边形ABEF就是平行四边形。

现在重新组合一下,四边形ABCD的面积就等于三角形CBE,三角形DF与平行四边形ABEF面积之和。由于三角形CBE与三角形EF,DEF面积都是定值,因此问题就转换为求平行四边形ABEF面积最大值问题。

过点依作,EH垂直于AB垂足位H,则平行四边形ABEF的面积为AB乘以EH,而EH小于等于EB,而EB等于二分之根号二倍的BC,所以四边形ABCD面积就小于等于四分之一的AB平方加上四分之一的BC的平方加上二分之根号二倍的AB乘以BC等于十三加上十二倍的根号二。

当角ABC等于一百三十五度,几点H与点B重合,四边形ABEF是矩形时四边形ABCD的面积最大。

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来源:小雨课堂

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