竞赛数学 · 六年级 第11讲《几何综合二》举一反三练习卷

详细解题思路 + 规范步骤 + 三套填空变式(换数字 / 换场景 / 增加知识点)· 答案见文末附录
1. 【原题 ch11-chaoyue-01】如图 $11\text{-}25$,四边形 $CDEF$ 是正方形,四边形 $ABCD$ 是等腰梯形,它的上底 $AD=4$ 厘米,下底 $BC=8$ 厘米。求三角形 $ADE$ 的面积。
详细思路
是哪类问题:这是「等腰梯形与正方形组合」类问题:求以梯形上底为底的三角形面积。
关键切入点:关键是找准这个三角形的高。三角形 $ADE$ 以 $AD$ 为底,$E$ 是正方形 $CDEF$ 的顶点;由等腰梯形的对称性,从上底两端向下底作垂线,下底比上底多出来的部分被平均分到两边,每边多出 $\dfrac12(BC-AD)$,而这一段恰好等于三角形 $ADE$ 在 $AD$ 上的高。
方法概述:用「(下底 $-$ 上底) $\div2$」求出高,再套三角形面积公式。
规范步骤:
  1. 求下底比上底多出的部分:$8-4=4$(厘米)(等腰梯形对称)
  2. 多出的部分平分到两边,得三角形的高:$4\div2=2$(厘米)(等腰梯形对称)
  3. 套三角形面积公式:$4\times2\div2=4$(平方厘米)(三角形面积)
第一套
题目:四边形 $CDEF$ 是正方形,四边形 $ABCD$ 是等腰梯形,它的上底 $AD=10$ 厘米,下底 $BC=26$ 厘米。求三角形 $ADE$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(定底):三角形 $ADE$ 以上底 $AD$ 为底,底长 $10$ 厘米。
  2. 第 2 步(求下底多出的部分):$26-10=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(对称平分得高):等腰梯形左右对称,多出的部分平分到两边,每边 $16\div2=\underline{\quad}$(厘米),这就是三角形 $ADE$ 的高。
  4. 第 4 步(求面积):$10\times8\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:一块等腰梯形的花圃 $ABCD$,上底 $AD=10$ 米,下底 $BC=26$ 米,紧挨着它铺了一块正方形草地 $CDEF$。园丁要在三角形 $ADE$ 的范围内种花,这块三角形地的面积是多少平方米?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:这块三角形地以 $AD$ 为底,底长 $10$ 米。
  2. 第 2 步:下底比上底多出 $26-10=\underline{\quad}$(米)。
  3. 第 3 步:花圃左右对称,多出部分平分到两边,每边 $16\div2=\underline{\quad}$(米),正好是这块三角形地的高。
  4. 第 4 步:面积 $=10\times8\div2=\underline{\quad}$(平方米)。
第三套
题目:四边形 $CDEF$ 是正方形,四边形 $ABCD$ 是等腰梯形,上底 $AD=12$ 厘米,下底 $BC=30$ 厘米。求三角形 $ADE$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:下底比上底多出 $30-12=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:对称平分得高 $18\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:面积 $=12\times9\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:四边形 $CDEF$ 是正方形且面积为 $169$ 平方厘米,四边形 $ABCD$ 是等腰梯形,上底 $AD=10$ 厘米,下底 $BC=20$ 厘米。求:(1)三角形 $ADE$ 的面积;(2)梯形 $ABCD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(第一问):下底比上底多出 $20-10=\underline{\quad}$(厘米),对称平分得三角形 $ADE$ 的高 $10\div2=\underline{\quad}$(厘米),面积 $=10\times5\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  2. 第 2 步(求梯形的腰):正方形面积 $169$,开平方得边长 $CD=\underline{\quad}$(厘米),它就是梯形的腰。
  3. 第 3 步(求梯形的高):腰、腰在下底上的水平投影 $5$、梯形的高构成直角三角形,高的平方 $=169-25=\underline{\quad}$,所以高 $=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(求梯形面积):$(10+20)\div2\times12=\underline{\quad}$(平方厘米)。
2. 【原题 ch11-chaoyue-02】如图 $11\text{-}26$,把长方形 $ABCD$ 的一个角折叠,使得 $D$ 点恰好与 $AB$ 重合于 $F$,已知 $F$ 点是 $AB$ 上最靠近 $A$ 的五等分点,且 $AF=1$,请问:三角形 $EDC$ 的面积约为多少?
详细思路
是哪类问题:这是「长方形折叠」类问题:折叠后 $D$ 点落到 $AB$ 上的 $F$,要求折出的三角形面积。
关键切入点:关键在于折叠是全等变换:$CF=CD$、$EF=ED$,这两条相等关系把未知长度串起来。先由「最靠近 $A$ 的五等分点且 $AF=1$」得 $AB=5$,再在直角三角形 $BCF$ 中用勾股定理求出 $BC$;最后设 $ED=x$,在直角三角形 $AEF$ 中列勾股方程,平方项相消后化成一次方程。
方法概述:用折叠的全等关系设元,两次勾股定理列方程求出 $ED$,再算面积。
规范步骤:
  1. 由五等分点求长:$AB=1\times5=5$(厘米)(五等分点)
  2. 折叠全等:$CF=CD=AB=5$,$BF=5-1=4$(折叠是全等变换)
  3. 在直角三角形 $BCF$ 中用勾股定理:$BC^{2}=5^{2}-4^{2}=9$,$BC=3$(勾股定理)
  4. 设 $ED=x$,则 $EF=x$、$AE=BC-x=3-x$,列方程:$1^{2}+(3-x)^{2}=x^{2}$(勾股定理)
  5. 去括号后 $x^{2}$ 相消:$1+9=6x$,$x=\dfrac{10}{6}=\dfrac53$(解一元一次方程)
  6. 求三角形 $EDC$ 的面积:$\dfrac53\times5\div2=\dfrac{25}{6}=4\dfrac16$(三角形面积)
第一套
题目:把长方形 $ABCD$ 的一个角折叠,使得 $D$ 点恰好与 $AB$ 上的点 $F$ 重合。已知 $F$ 是 $AB$ 上最靠近 $A$ 的五等分点,且 $AF=3$。求三角形 $EDC$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(求长):$F$ 是最靠近 $A$ 的五等分点,所以 $AB=3\times5=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步(用折叠的全等):折叠不改变长度,所以 $CF=CD=AB=\underline{\quad}$(厘米),而 $BF=15-3=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(求宽):在直角三角形 $BCF$ 中,$BC^{2}=15^{2}-12^{2}=\underline{\quad}$,所以 $BC=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(设元列方程):设 $ED=x$,折叠后 $EF=ED=x$,$AE=BC-ED=9-x$。在直角三角形 $AEF$ 中 $3^{2}+(9-x)^{2}=x^{2}$。
  5. 第 5 步(去括号相消):展开得 $9+81-18x+x^{2}=x^{2}$,两边的 $x^{2}$ 相消,得 $18x=\underline{\quad}$,所以 $x=90\div18=\underline{\quad}$(厘米)。
  6. 第 6 步(求面积):$5\times15\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:一张长方形纸片 $ABCD$ 做手工,把右下角沿一条折痕折过去,使 $D$ 点正好落在边 $AB$ 上的点 $F$ 处。已知 $F$ 是 $AB$ 上最靠近 $A$ 的五等分点,且 $AF=3$ 厘米。求折出的三角形 $EDC$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$F$ 是最靠近 $A$ 的五等分点,$AB=3\times5=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:折纸不改变长度,$CF=CD=AB=\underline{\quad}$(厘米),$BF=15-3=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:在直角三角形 $BCF$ 中,$BC^{2}=15^{2}-12^{2}=\underline{\quad}$,$BC=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步:设 $ED=x$,则 $EF=x$、$AE=9-x$,由 $3^{2}+(9-x)^{2}=x^{2}$。
  5. 第 5 步:$x^{2}$ 相消后 $18x=\underline{\quad}$,$x=90\div18=\underline{\quad}$(厘米)。
  6. 第 6 步:面积 $=5\times15\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:把长方形 $ABCD$ 的一个角折叠,使 $D$ 点与 $AB$ 上的点 $F$ 重合。已知 $F$ 是 $AB$ 上最靠近 $A$ 的五等分点,且 $AF=2$。求三角形 $EDC$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AB=2\times5=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:$CF=CD=AB=\underline{\quad}$(厘米),$BF=10-2=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:$BC^{2}=10^{2}-8^{2}=\underline{\quad}$,$BC=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步:设 $ED=x$,$AE=6-x$,由 $2^{2}+(6-x)^{2}=x^{2}$,展开相消得 $12x=\underline{\quad}$,所以 $x=40\div12=\underline{\quad}$(厘米)。
  5. 第 5 步:面积 $=\dfrac{10}{3}\times10\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:把长方形 $ABCD$ 的一个角折叠,使 $D$ 点与 $AB$ 上的点 $F$ 重合。已知 $F$ 是 $AB$ 上最靠近 $A$ 的五等分点,且 $AF=3$。求:(1)三角形 $EDC$ 的面积;(2)长方形 $ABCD$ 的面积;(3)长方形中除三角形 $EDC$ 与三角形 $BCF$ 之外部分的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AB=3\times5=\underline{\quad}$(厘米),$BF=15-3=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:$BC^{2}=15^{2}-12^{2}=\underline{\quad}$,$BC=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(第一问):设 $ED=x$,$AE=9-x$,由 $3^{2}+(9-x)^{2}=x^{2}$ 相消得 $18x=90$,$x=\underline{\quad}$;面积 $=5\times15\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  4. 第 4 步(第二问):长方形面积 $=15\times9=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  5. 第 5 步(先算三角形 $BCF$):它是直角三角形,面积 $=12\times9\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  6. 第 6 步(第三问):$135-37.5-54=\underline{\quad}$(平方厘米)。
3. 【原题 ch11-chaoyue-03】如图 $11\text{-}27$,在四边形 $ABCD$ 中,$AB=30$,$AD=48$,$BC=14$,且 $\angle ABD+\angle BDC=90^{\circ}$,$\angle ADB=90^{\circ}$,$\angle DBC=90^{\circ}$,请问:四边形 $ABCD$ 的面积是多少?
详细思路
是哪类问题:这是「旋转(翻转)变换 $+$ 勾股定理」类问题:四边形里有两个直角,且另两个角之和也是直角,求面积。
关键切入点:关键在于 $\angle ABD+\angle BDC=90^{\circ}$ 这个条件提示要把 $\triangle BCD$ 翻转拼过去:翻转后 $DE=DC$、$BE$ 与 $BC$ 对应,两个直角凑成完整的直角,连结 $AE$ 后得到两个共斜边 $AE$ 的直角三角形。于是 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$,未知的那条边就被勾股定理解出来了。
方法概述:翻转拼接构造共斜边的两个直角三角形,用勾股定理求边,再把两个三角形面积相加。
规范步骤:
  1. 把 $\triangle BCD$ 翻转拼接,得两个共斜边 $AE$ 的直角三角形:$AE^{2}=AD^{2}+DC^{2}=48^{2}+14^{2}=2500$(勾股定理)
  2. 由 $AE=50$ 反求另一条直角边:$BC^{2}=2500-30^{2}=1600$,$BC=40$(勾股定理)
  3. 求两个直角三角形的面积:$\dfrac{30\times40}{2}=600$,$\dfrac{48\times14}{2}=336$(直角三角形面积)
  4. 相加得四边形面积:$600+336=936$(面积相加)
第一套
题目:在四边形 $ABCD$ 中,$\angle ADB=90^{\circ}$,$\angle DBC=90^{\circ}$,$\angle ABD+\angle BDC=90^{\circ}$,已知 $AB=60$,$AD=96$,$DC=28$。求四边形 $ABCD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(为什么能拼):把 $\triangle BCD$ 翻转拼到另一侧,两个直角凑成一个完整的直角,得到两个共用斜边的直角三角形,于是 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$。
  2. 第 2 步(算共用斜边的平方):$96^{2}+28^{2}=\underline{\quad}$,所以这条公共斜边长 $=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(反求未知边):$BC^{2}=10000-60^{2}=\underline{\quad}$,所以 $BC=\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步(分别求两块):$60\times80\div2=\underline{\quad}$,$96\times28\div2=\underline{\quad}$。
  5. 第 5 步(相加):$2400+1344=\underline{\quad}$。
第二套
题目:一块四边形的地 $ABCD$,测得 $\angle ADB=90^{\circ}$,$\angle DBC=90^{\circ}$,$\angle ABD+\angle BDC=90^{\circ}$,$AB=60$ 米,$AD=96$ 米,$DC=28$ 米。求这块地的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:把 $\triangle BCD$ 翻转拼接,两个直角凑成完整直角,得到两个共斜边的直角三角形,于是 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$。
  2. 第 2 步:$96^{2}+28^{2}=\underline{\quad}$,公共斜边长 $=\underline{\quad}$(米)。
  3. 第 3 步:$BC^{2}=10000-60^{2}=\underline{\quad}$,$BC=\underline{\quad}$(米)。
  4. 第 4 步:两块的面积分别是 $60\times80\div2=\underline{\quad}$、$96\times28\div2=\underline{\quad}$(平方米)。
  5. 第 5 步:这块地的面积 $=2400+1344=\underline{\quad}$(平方米)。
第三套
题目:在四边形 $ABCD$ 中,$\angle ADB=90^{\circ}$,$\angle DBC=90^{\circ}$,$\angle ABD+\angle BDC=90^{\circ}$,已知 $AB=25$,$AD=39$,$DC=52$。求四边形 $ABCD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:翻转拼接后 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$,先算右边 $39^{2}+52^{2}=\underline{\quad}$,公共斜边 $=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:$BC^{2}=4225-25^{2}=\underline{\quad}$,$BC=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:两块面积 $25\times60\div2=\underline{\quad}$,$39\times52\div2=\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步:相加得 $750+1014=\underline{\quad}$。
第三套
题目:在四边形 $ABCD$ 中,$\angle ADB=90^{\circ}$,$\angle DBC=90^{\circ}$,$\angle ABD+\angle BDC=90^{\circ}$,已知 $AB=60$,$AD=96$,$DC=28$。求:(1)四边形 $ABCD$ 的面积;(2)四边形 $ABCD$ 的周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$96^{2}+28^{2}=\underline{\quad}$,公共斜边 $=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:$BC^{2}=10000-60^{2}=\underline{\quad}$,$BC=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(第一问):$60\times80\div2=\underline{\quad}$,$96\times28\div2=\underline{\quad}$,面积 $=2400+1344=\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步(第二问):四条边依次为 $AB=60$、$BC=80$、$CD=28$、$DA=96$,周长 $=60+80+28+96=\underline{\quad}$。
4. 【原题 ch11-chaoyue-04】如图 $11\text{-}28$ 中外侧的四边形是一个边长为 $10$ 厘米的正方形。求阴影部分的面积。
详细思路
是哪类问题:这是「正方形切割 $+$ 割补法」类问题:由外框正方形与内部小长方形求阴影面积。
关键切入点:关键在于沿图中的粗虚线切割后可以看出:阴影恰好是「正方形的一半」再加上「中间小长方形的一半」,于是不必逐块累加。
方法概述:按对角线与内部小长方形切割,阴影 $=$ 正方形的一半 $+$ 小长方形的一半。
规范步骤:
  1. 正方形面积的一半:$10^{2}\div2=50$(平方厘米)(对角线平分正方形)
  2. 中间小长方形面积的一半:$2\times3\div2=3$(平方厘米)(对角线平分长方形)
  3. 相加:$50+3=53$(平方厘米)(面积相加)
5. 【原题 ch11-chaoyue-05】如图 $11\text{-}29$,$\angle A=\angle B=60^{\circ}$,$AB=24$,$BD=16$,$AC=8$,且三角形 $CDE$ 的面积与四边形 $ABEC$ 的面积相等,请问:$DE$ 的长度是多少?
详细思路
是哪类问题:这是「等边三角形构造 $+$ 面积比例」类问题:两个 $60^{\circ}$ 角提示补形,再用面积相等的条件求线段长。
关键切入点:关键有两步:一是延长 $AC$、$BD$ 交于 $F$,因为 $\angle A=\angle B=60^{\circ}$,$\triangle ABF$ 是等边三角形,三边都等于 $24$;二是共顶角的两个三角形面积之比等于夹这个角的两边乘积之比,即 $\dfrac{S_{CDF}}{S_{ABF}}=\dfrac{CF\times DF}{AF\times BF}$。最后用同高三角形「面积比等于底之比」把比例换算成 $DE$。
方法概述:补形成等边三角形 $\to$ 用共角面积比 $\to$ 用同高面积比反求 $DE$。
规范步骤:
  1. 延长两边交于 $F$,得等边三角形:$AF=BF=AB=24$(两角为 $60^{\circ}$)
  2. 求两条被截的边:$CF=24-8=16$,$DF=24-16=8$(线段的差)
  3. 共顶角 $F$ 的面积比:$\dfrac{S_{CDF}}{S_{ABF}}=\dfrac{16\times8}{24\times24}=\dfrac29$(共角三角形面积比)
  4. 由 $S_{CDE}=S_{ABEC}$ 得:$\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\dfrac12\times\left(1-\dfrac29\right)=\dfrac{7}{18}$(面积相等的条件)
  5. $\triangle CDF$ 与 $\triangle CDE$ 同高,面积比等于底之比:$DF:DE=\dfrac29:\dfrac{7}{18}=4:7$(同高三角形面积比)
  6. 求 $DE$:$DE=8\times\dfrac74=14$(比例计算)
第一套
题目:如图,$\angle A=\angle B=60^{\circ}$,$AB=48$,$BD=32$,$AC=16$,且三角形 $CDE$ 的面积与四边形 $ABEC$ 的面积相等。求 $DE$ 的长度。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(补形):延长 $AC$ 与 $BD$ 交于 $F$。两个底角都是 $60^{\circ}$,所以第三个角也是 $60^{\circ}$,$\triangle ABF$ 是等边三角形,$AF=BF=AB=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步(求被截的两条边):$CF=48-16=\underline{\quad}$,$DF=48-32=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(共角面积比):$\triangle CDF$ 与 $\triangle ABF$ 共顶角 $F$,面积比等于夹角两边乘积之比,$\dfrac{32\times16}{48\times48}=\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步(用面积相等的条件):$S_{CDE}=S_{ABEC}$,两者合起来是 $\triangle ABF$ 去掉 $\triangle CDF$ 的部分,所以 $\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\left(1-\dfrac29\right)\div2=\underline{\quad}$。
  5. 第 5 步(同高换算):$\triangle CDF$ 与 $\triangle CDE$ 同高,面积比等于底 $DF$ 与 $DE$ 之比,所以 $DE=16\times\dfrac{7}{18}\div\dfrac29=\underline{\quad}$。
第二套
题目:一块菱形展板的两个边角都是 $60^{\circ}$,两条边 $AB=48$ 分米,从 $B$ 沿一边量出 $BD=32$ 分米,从 $A$ 沿另一边量出 $AC=16$ 分米。设计要求:三角形 $CDE$ 的贴纸面积恰好等于四边形 $ABEC$ 的贴纸面积。求 $DE$ 的长度。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:延长两边交于 $F$,因两角为 $60^{\circ}$,$\triangle ABF$ 是等边三角形,$AF=BF=AB=\underline{\quad}$(分米)。
  2. 第 2 步:$CF=48-16=\underline{\quad}$,$DF=48-32=\underline{\quad}$(分米)。
  3. 第 3 步:共顶角 $F$,面积比 $=\dfrac{32\times16}{48\times48}=\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步:由两块面积相等得 $\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\left(1-\dfrac29\right)\div2=\underline{\quad}$。
  5. 第 5 步:同高三角形面积比等于底之比,$DE=16\times\dfrac{7}{18}\div\dfrac29=\underline{\quad}$(分米)。
第三套
题目:$\angle A=\angle B=60^{\circ}$,$AB=30$,$BD=24$,$AC=6$,且三角形 $CDE$ 的面积与四边形 $ABEC$ 的面积相等。求 $DE$ 的长度。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:延长两边交于 $F$,$\triangle ABF$ 为等边三角形,$AF=BF=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:$CF=30-6=\underline{\quad}$,$DF=30-24=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:共角面积比 $=\dfrac{24\times6}{30\times30}=\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步:$\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=(1-0.16)\div2=\underline{\quad}$。
  5. 第 5 步:$DE=6\times0.42\div0.16=\underline{\quad}$。
第三套
题目:$\angle A=\angle B=60^{\circ}$,$AB=48$,$BD=32$,$AC=16$,且三角形 $CDE$ 的面积与四边形 $ABEC$ 的面积相等。求:(1)$DE$ 的长度;(2)三角形 $CDE$ 的面积占三角形 $ABF$(延长 $AC$、$BD$ 相交所成的等边三角形)面积的几分之几;(3)$DE$ 与 $DF$ 的长度之比。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AF=BF=AB=\underline{\quad}$,$CF=48-16=\underline{\quad}$,$DF=48-32=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:共角面积比 $\dfrac{S_{CDF}}{S_{ABF}}=\dfrac{32\times16}{48\times48}=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(第二问):$\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\left(1-\dfrac29\right)\div2=\underline{\quad}$,即 $\dfrac{7}{18}$。
  4. 第 4 步(第一问):$DE=16\times\dfrac{7}{18}\div\dfrac29=\underline{\quad}$。
  5. 第 5 步(第三问):$DE\div DF=28\div16=\underline{\quad}$,即 $7:4$。
6. 【原题 ch11-chaoyue-06】如图 $11\text{-}30$,已知三角形 $ADE$、三角形 $CDE$ 和正方形 $ABCD$ 的面积之比为 $2:3:4$,三角形 $BDE$ 的面积为 $4$ 平方厘米,请问:四边形 $ABCE$ 的面积是多少平方厘米?
详细思路
是哪类问题:这是「面积比例 $+$ 同高三角形」类问题:按给定的面积之比设单位,再由一块的实际面积定出单位值。
关键切入点:关键在于把三个已知面积按比例设成 $2$、$3$、$4$ 个「单位」。过 $E$ 作辅助线可证 $S_{BCE}=S_{ADE}+S_{BCD}$;其中 $S_{BCD}$ 是正方形被对角线分出的三角形,等于正方形的一半,即 $4\div2=2$ 个单位(切记不是整块正方形的 $4$)。于是 $S_{BCE}=2+2=4$ 个单位,再由 $S_{BDE}=S_{BCE}-S_{CDE}=4-3=1$ 个单位。已知这 $1$ 个单位对应的实际面积是 $4$ 平方厘米,就定出了单位值,最后按单位数还原所求四边形的面积。
方法概述:按比例设单位 $\to$ 用 $S_{BCE}=S_{ADE}+S_{BCD}$($S_{BCD}$ 取正方形一半)补齐单位数 $\to$ 由 $S_{BDE}$ 定单位值 $\to$ 还原。
规范步骤:
  1. 按比例设单位:$S_{ADE}=2$、$S_{CDE}=3$、$S_{ABCD}=4$(个单位)(面积比)
  2. 对角线三角形 $BCD$ 是正方形的一半:$S_{BCD}=4\div2=2$(个单位)(对角线平分正方形)
  3. 用同高三角形拆分求 $S_{BCE}$:$S_{BCE}=S_{ADE}+S_{BCD}=2+2=4$(个单位)(同高三角形面积)
  4. 由 $S_{BDE}$ 反推单位值:$S_{BDE}=S_{BCE}-S_{CDE}=4-3=1$(个单位),而它 $=4$ 平方厘米,故 $1$ 个单位 $=4$ 平方厘米(面积的和差关系)
  5. 按图 11-30 的分块,四边形 $ABCE$ 折合 $13$ 个单位,还原成实际面积:$13\times4=52$(平方厘米)(比例还原)
7. 【原题 ch11-chaoyue-07】如图 $11\text{-}31$,有一个三角形台球桌,$A$、$B$、$C$ 处各有一个球袋,角 $B$ 是直角,角 $A$ 等于 $30$ 度。从 $A$ 点向 $BC$ 的中点打出一个球。球碰到桌边若干次反弹后,恰好落入某个袋中。请问:最少反弹多少次?球最后落入哪一个袋中?
详细思路
是哪类问题:这是「三角形台球反弹」类问题:用镜像展开法把折线路径拉直,数出碰壁次数并判断落袋。
关键切入点:关键在于每碰一次边就把三角形沿这条边翻折(镜像),球的折线路径在展开图上变成一条直线;于是「碰壁几次」就等于这条直线与展开图中各条边相交的次数,而落入哪个袋由直线终点落在哪个镜像顶点决定。
方法概述:镜像展开把路径拉直,数直线与边的交点个数。
规范步骤:
  1. 把直角三角形沿碰到的边连续镜像展开:$\angle B=90^{\circ}$、$\angle A=30^{\circ}$(镜像展开法)
  2. 球从 $A$ 射向 $BC$ 中点,在展开图上是一条直线:逐次数出与边的交点(路径拉直)
  3. 数出交点个数并确定终点:最少反弹 $8$ 次,落入 $B$ 袋(计数)
8. 【原题 ch11-chaoyue-08】如图 $11\text{-}32$,正方形 $PQRS$ 有三个顶点分别落在三角形 $ABC$ 的三条边上,且 $BQ=QC$,请求出正方形 $PQRS$ 的面积。(图中三角形 $ABC$ 各边附近标注的长度分别为 $7$ 厘米、$9$ 厘米、$6$ 厘米。)
详细思路
是哪类问题:这是「斜置内接正方形」类问题:正方形 $PQRS$ 的 $P$、$Q$、$R$ 三个顶点分别落在三角形 $ABC$ 的三条边上($Q$ 是 $BC$ 中点),求正方形面积。注意正方形是斜放的,没有一整条边落在 $BC$ 上,所以不能套用「一边贴底」的内接正方形公式 $a=\dfrac{BC\cdot h}{BC+h}$;要用坐标法把三个顶点的约束逐一写出。
关键切入点:由图 11-32:$AP=7$、$PB=6$(故 $AB=13$),$AR=9$、$RC=2$(故 $AC=11$),$BQ=QC$。设 $B=(0,0)$、$C=(c,0)$、$Q=(\tfrac{c}{2},0)$、$A=(a,b)$。用 $AB=13$、$AC=11$ 定出 $A$ 与 $c$ 的关系,再把 $P$、$R$ 用比例写成坐标;最后用「$PQRS$ 是正方形 $\Rightarrow QP\perp QR$」这一条件解出 $c$,正方形面积就等于 $|QP|^{2}$。($QP=QR$ 会随之自动成立,正好印证它确是正方形。)
方法概述:坐标设点 $\to$ 由两条边长定 $A$、$c$ 关系 $\to$ 用 $QP\perp QR$ 解出 $c^{2}$ $\to$ 面积 $=|QP|^{2}$。
规范步骤:
  1. 读出边长:$AB=AP+PB$,$AC=AR+RC$,$Q$ 为 $BC$ 中点:$AB=7+6=13$,$AC=9+2=11$(线段相加与题设)
  2. 建系并用两条边长约束定出 $a$ 与 $c$ 的关系:由 $a^{2}+b^{2}=169$、$(a-c)^{2}+b^{2}=121$ 相减得 $a=\dfrac{c^{2}+48}{2c}$(两点间距离)
  3. 把 $P$、$R$ 写成坐标:$P=\left(\dfrac{6a}{13},\dfrac{6b}{13}\right)$,$R=\left(\dfrac{9c+2a}{11},\dfrac{2b}{11}\right)$(定比分点)
  4. 由 $\angle PQR=90^{\circ}$($QP\perp QR$)列方程并化简,解出 $c^{2}$:整理得 $37.5c^{2}=4440$,故 $c^{2}=4440\div37.5=118.4$(正方形相邻边垂直)
  5. 正方形面积 $=|QP|^{2}=36-\dfrac{6ca}{13}+\dfrac{c^{2}}{4}$,代入 $c^{2}=118.4$:$\dfrac{6ca}{13}=\dfrac{3(c^{2}+48)}{13}=38.4$,$\dfrac{c^{2}}{4}=29.6$,面积 $=36-38.4+29.6=27.2$(两点间距离平方)
9. 【原题 ch11-tuozhan-01】如图 $11\text{-}11$,正方形 $ABCD$ 的面积是 $64$ 平方厘米,$E$、$F$ 分别为所在半圆弧的中点,求阴影部分的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
详细思路
是哪类问题:这是「正方形与半圆组合」的割补求阴影题:先由正方形面积定出边长,再把曲线形与直线形拼接抵消。
关键切入点:关键是先由 $64$ 开平方得到边长 $8$ 厘米,从而半圆半径为 $4$ 厘米;再利用 $E$、$F$ 是弧中点这一条件,把弯曲的弓形整块搬到三角形上去,使空白部分能用「正方形 $+$ 半圆 $-$ 三角形」一次算清。
方法概述:开平方定边长 $\to$ 分别算出整个心形与空白两块 $\to$ 相减得阴影。
规范步骤:
  1. 由正方形面积开平方求边长:$8\times8=64$,故边长为 $8$ 厘米(开平方)
  2. 半圆的直径等于正方形边长,半径取其一半:$8\div2=4$(厘米)(半圆直径等于边长)
  3. 算整个心形的面积:一个正方形加左右两个半圆(两个半圆合成一个整圆):$8\times8+3.14\times4^{2}\div2\times2=64+50.24=114.24$(正方形 $+$ 两个半圆)
  4. 算两块空白的面积:正方形加一个半圆,再减去三角形 $AED$(底 $8$、由图 11-11 量得高 $12$):$64+3.14\times4^{2}\div2-8\times12\div2=64+25.12-48=41.12$(割补后作差)
  5. 整个心形面积减去空白面积,即得阴影:$114.24-41.12=73.12$(平方厘米)(面积的和差关系)
10. 【原题 ch11-tuozhan-02】如图 $11\text{-}12$ 中阴影部分的面积是 $25$ 平方厘米,求圆环的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
详细思路
是哪类问题:这是「圆环面积 $+$ 整体代换」类问题:不给半径,只给一块阴影面积,要求圆环面积。
关键切入点:关键仍是圆环面积 $\pi(R^{2}-r^{2})$ 只依赖 $R^{2}-r^{2}$ 这个整体。图中阴影那块恰好等于 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})$,所以把 $25$ 乘 $2$ 就直接得到了需要的整体量,完全不必分别求 $R$、$r$。
方法概述:由阴影面积反推 $R^{2}-r^{2}$,整体代入圆环面积公式。
规范步骤:
  1. 由阴影面积列式:$\dfrac12(R^{2}-r^{2})=25$(三角形面积关系)
  2. 求出整体量:$R^{2}-r^{2}=25\times2=50$(等式两边同乘 $2$)
  3. 整体代入圆环面积公式:$\pi(R^{2}-r^{2})=50\times3.14=157$(平方厘米)(提取公因数 $\pi$)
第一套
题目:大圆与小圆同心,图中阴影部分的面积恰好等于 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})$($R$、$r$ 分别是大、小圆半径),已知阴影部分的面积是 $90$ 平方厘米。求圆环的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(认出整体量):圆环面积 $=\pi R^{2}-\pi r^{2}=\pi(R^{2}-r^{2})$,只要知道 $R^{2}-r^{2}$ 就够了,不必分别求 $R$、$r$。
  2. 第 2 步(由阴影反推):$\dfrac12(R^{2}-r^{2})=90$,两边同乘 $2$ 得 $R^{2}-r^{2}=90\times2=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(整体代入):圆环面积 $=\underline{\quad}\pi$。
  4. 第 4 步(取 $\pi=3.14$):$180\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:一块环形金属垫圈(外圆与内圆同心)。工人在图纸上量得某个标注区域的面积恰好等于 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})$($R$、$r$ 分别是外圆、内圆半径),这个区域的面积是 $90$ 平方毫米。求这个垫圈(外圆内、内圆外)的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:垫圈面积 $=\pi(R^{2}-r^{2})$,只跟 $R^{2}-r^{2}$ 有关。
  2. 第 2 步:由 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})=90$ 得 $R^{2}-r^{2}=90\times2=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:垫圈面积 $=\underline{\quad}\pi$(平方毫米)。
  4. 第 4 步:取 $\pi=3.14$,$180\times3.14=\underline{\quad}$(平方毫米)。
第三套
题目:大圆与小圆同心,图中阴影部分的面积恰好等于 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})$,已知它是 $200$ 平方厘米。求圆环的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:由 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})=200$ 得 $R^{2}-r^{2}=200\times2=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:圆环面积 $=\underline{\quad}\pi$。
  3. 第 3 步:取 $\pi=3.14$,$400\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:大圆与小圆同心,图中阴影部分的面积恰好等于 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})$,已知它是 $112.5$ 平方厘米,且小圆半径 $r=8$ 厘米。求:(1)大圆半径 $R$;(2)圆环的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(求整体量):由 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})=112.5$ 得 $R^{2}-r^{2}=112.5\times2=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步(求大圆半径):$r^{2}=8^{2}=\underline{\quad}$,所以 $R^{2}=64+225=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:$R^{2}=289$,开平方得 $R=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(求圆环面积):$\pi(R^{2}-r^{2})=225\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
11. 【原题 ch11-tuozhan-03】如图 $11\text{-}13$,在半径为 $4$ 厘米的圆中有两条互相垂直的线段(弦),它们的交点距离圆心在竖直方向 $2$ 厘米、水平方向 $1$ 厘米处(如图标注 $2\,\text{cm}$、$1\,\text{cm}$)。请问:阴影部分面积与空白部分面积相比,大多少平方厘米?
详细思路
是哪类问题:这是「圆的对称性 $+$ 等积抵消」类问题:两条互相垂直的弦把圆分成四块,要比较阴影与空白之差。
关键切入点:关键在于圆关于过圆心的直线对称,把两条弦分别向圆心方向平移出对称的辅助线后,除去中间被两弦围出的小长方形,其余的阴影块与空白块可以一一配对、面积相等,全部抵消。于是「差」就只剩中间那个小长方形。
方法概述:用对称把可抵消的部分成对消掉,差归结为中间小长方形的面积。
规范步骤:
  1. 长方形的一条边等于竖直偏移量的 $2$ 倍:$2\times2=4$(厘米)(对称性)
  2. 另一条边等于水平偏移量的 $2$ 倍:$2\times1=2$(厘米)(对称性)
  3. 求这个长方形的面积:$4\times2=8$(平方厘米)(长方形面积)
  4. 写出答案:阴影比空白大 $8$ 平方厘米(其余部分成对抵消)
第一套
题目:在半径为 $20$ 厘米的圆中有两条互相垂直的弦,它们的交点距离圆心在竖直方向 $5$ 厘米、水平方向 $3$ 厘米处。两条弦把圆分成四块,相间的两块涂成阴影。请问:阴影部分面积比空白部分面积大多少平方厘米?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(为什么能抵消):利用圆关于过圆心的直线的对称性添加辅助线,除中间被两弦围出的小长方形外,阴影块与空白块可以一一配对、面积相等,全部抵消。
  2. 第 2 步(长方形的长):它等于竖直偏移量的 $2$ 倍,$2\times5=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(长方形的宽):它等于水平偏移量的 $2$ 倍,$2\times3=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(求差):阴影比空白大的部分就是这个长方形,$10\times6=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:一块半径为 $20$ 厘米的圆形玻璃上刻着两条互相垂直的直线(两端都在圆边上),交点在圆心正上方 $5$ 厘米、再向右 $3$ 厘米处。两条线把玻璃分成四块,相间的两块贴了膜。请问:贴膜部分的面积比没贴膜部分的面积大多少平方厘米?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:由圆的对称性添辅助线,除中间那个由两条线围出的小长方形外,贴膜块与没贴膜块两两配对、面积相等,可以抵消。
  2. 第 2 步:小长方形的长 $=2\times5=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:小长方形的宽 $=2\times3=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步:所求的差 $=10\times6=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:在半径为 $20$ 厘米的圆中有两条互相垂直的弦,它们的交点距离圆心在竖直方向和水平方向都是 $4$ 厘米。相间的两块涂成阴影,问阴影部分面积比空白部分面积大多少平方厘米?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:由对称性,除中间小长方形外其余部分成对抵消。
  2. 第 2 步:两个偏移量相等,所以中间那块是正方形,边长 $=2\times4=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:所求的差 $=8\times8=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:在半径为 $20$ 厘米的圆中有两条互相垂直的弦,交点距离圆心竖直方向 $5$ 厘米、水平方向 $3$ 厘米,相间的两块涂成阴影。求:(1)阴影比空白大多少平方厘米;(2)阴影部分本身的面积是多少平方厘米($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(求差):中间小长方形的两边为 $2\times5=\underline{\quad}$ 与 $2\times3=\underline{\quad}$,所以阴影比空白大 $10\times6=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  2. 第 2 步(求和):阴影与空白合起来就是整个圆,面积 $=3.14\times20^{2}=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  3. 第 3 步(和差问题):已知和 $1256$、差 $60$,较大的那份(阴影)$=(1256+60)\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
12. 【原题 ch11-tuozhan-04】如图 $11\text{-}14$,一个六边形的 $6$ 个内角都是 $120^{\circ}$,且连续四边的长依次是 $1$ 厘米、$9$ 厘米、$9$ 厘米、$5$ 厘米。求这个六边形的周长。
详细思路
是哪类问题:这是「等角六边形补形」类问题:六个内角都是 $120^{\circ}$,已知连续四条边求周长。
关键切入点:关键在于把相间的三条边延长,六边形被补成一个大等边三角形,三个角上各截去一个小等边三角形。由大三角形三边相等可以得到等角六边形的固定关系:相邻两边之和等于「隔三条」的那两边之和,即 $a_1+a_2=a_4+a_5$、$a_2+a_3=a_5+a_6$、$a_3+a_4=a_6+a_1$,由此逐个解出未知边。
方法概述:补成大等边三角形,用「对边之和相等」的关系解出两条未知边再求周长。
规范步骤:
  1. 记六条边依次为 $1,9,9,5,a,b$,由 $a_1+a_2=a_4+a_5$:$1+9=5+a$,得 $a=5$(补形后三边相等)
  2. 由 $a_2+a_3=a_5+a_6$:$9+9=5+b$,得 $b=13$(补形后三边相等)
  3. 校验第三个关系:$a_3+a_4=9+5=14$,$a_6+a_1=13+1=14$,成立(验算)
  4. 求周长:$1+9+9+5+5+13=42$(厘米)(周长定义)
第一套
题目:一个六边形的 $6$ 个内角都是 $120^{\circ}$,且连续四边的长依次是 $4$ 厘米、$15$ 厘米、$12$ 厘米、$7$ 厘米。求这个六边形的周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(补形得到关系):把相间的三条边延长可把六边形补成大等边三角形,于是六条边 $a_1\sim a_6$ 满足 $a_1+a_2=a_4+a_5$、$a_2+a_3=a_5+a_6$、$a_3+a_4=a_6+a_1$。
  2. 第 2 步(求第五条边):由 $4+15=7+a_5$ 得 $a_5=4+15-7=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(求第六条边):由 $15+12=12+a_6$ 得 $a_6=15+12-12=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(校验):$a_3+a_4=12+7=\underline{\quad}$,$a_6+a_1=15+4=\underline{\quad}$,两者相等,说明求对了。
  5. 第 5 步(求周长):$4+15+12+7+12+15=\underline{\quad}$(厘米)。
第二套
题目:公园里有一块六边形花圃,$6$ 个内角都是 $120^{\circ}$,沿边测量,连续四条边依次长 $4$ 米、$15$ 米、$12$ 米、$7$ 米。要沿花圃一周围一圈栅栏,需要栅栏多少米?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:六个内角都是 $120^{\circ}$,把相间三条边延长可补成大等边三角形,于是 $a_1+a_2=a_4+a_5$、$a_2+a_3=a_5+a_6$、$a_3+a_4=a_6+a_1$。
  2. 第 2 步:由 $4+15=7+a_5$ 得 $a_5=4+15-7=\underline{\quad}$(米)。
  3. 第 3 步:由 $15+12=12+a_6$ 得 $a_6=15+12-12=\underline{\quad}$(米)。
  4. 第 4 步:校验 $12+7=\underline{\quad}$ 与 $15+4=\underline{\quad}$ 相等。
  5. 第 5 步:栅栏长即周长 $=4+15+12+7+12+15=\underline{\quad}$(米)。
第三套
题目:一个六边形的 $6$ 个内角都是 $120^{\circ}$,连续四边的长依次是 $6$ 厘米、$11$ 厘米、$13$ 厘米、$9$ 厘米。求这个六边形的周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:由等角六边形关系 $a_1+a_2=a_4+a_5$,得 $a_5=6+11-9=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:由 $a_2+a_3=a_5+a_6$,得 $a_6=11+13-8=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:校验 $a_3+a_4=13+9=\underline{\quad}$ 与 $a_6+a_1=16+6=\underline{\quad}$ 相等。
  4. 第 4 步:周长 $=6+11+13+9+8+16=\underline{\quad}$(厘米)。
第三套
题目:一个六边形的 $6$ 个内角都是 $120^{\circ}$,连续四边的长依次是 $4$ 厘米、$15$ 厘米、$12$ 厘米、$7$ 厘米。求:(1)这个六边形的周长;(2)把它补成的大等边三角形的边长与周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:由 $a_1+a_2=a_4+a_5$ 得 $a_5=4+15-7=\underline{\quad}$(厘米);由 $a_2+a_3=a_5+a_6$ 得 $a_6=15+12-12=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步(六边形周长):$4+15+12+7+12+15=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(大三角形的边):补形时每条大边由六边形连续三条边接成,边长 $=4+15+12=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(校验另一种接法):$12+7+12=\underline{\quad}$,与上式相等,说明补形正确。
  5. 第 5 步(大三角形周长):$31\times3=\underline{\quad}$(厘米)。
13. 【原题 ch11-tuozhan-05】如图 $11\text{-}15$,在长方形 $ABCD$ 中,$AB=30$ 厘米,$BC=40$ 厘米,$P$ 为 $BC$ 上一点,$PQ$ 垂直于 $AC$,$PR$ 垂直于 $BD$,求 $PQ$ 与 $PR$ 的长度之和。
详细思路
是哪类问题:这是「面积法(等面积)」类问题:求 $P$ 到两条对角线的两条垂线段之和。
关键切入点:关键在于 $PQ$、$PR$ 分别是三角形 $POC$ 与三角形 $POB$ 的高,而 $OB=OC$(长方形对角线互相平分且相等),于是这两个三角形的面积之和 $=\dfrac12\times OC\times(PQ+PR)$,恰好等于三角形 $BOC$ 的面积。这样 $PQ+PR$ 就被整体求出,与 $P$ 具体在哪无关。
方法概述:把三角形 $BOC$ 按 $P$ 拆成两块,用「面积之和等于整体」列式求 $PQ+PR$。
规范步骤:
  1. 用勾股定理求对角线:$AC^{2}=30^{2}+40^{2}=2500$,$AC=50$(厘米)(勾股定理)
  2. 对角线互相平分且相等:$OB=OC=50\div2=25$(厘米)(长方形对角线性质)
  3. 求长方形面积:$30\times40=1200$(平方厘米)(长方形面积)
  4. 两条对角线把长方形分成四个等积三角形:$S_{BOC}=1200\div4=300$(平方厘米)(对角线平分面积)
  5. 拆成两块列式:$\dfrac12\times25\times(PQ+PR)=300$(等面积)
  6. 解出:$PQ+PR=300\times2\div25=24$(厘米)(解方程)
第一套
题目:在长方形 $ABCD$ 中,$AB=60$ 厘米,$BC=80$ 厘米,$P$ 为 $BC$ 上一点,$PQ$ 垂直于对角线 $AC$,$PR$ 垂直于对角线 $BD$。求 $PQ$ 与 $PR$ 的长度之和。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(求对角线):由勾股定理 $AC^{2}=60^{2}+80^{2}=\underline{\quad}$,所以 $AC=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步(求半对角线):长方形两条对角线互相平分且相等,$OB=OC=100\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步(求四分之一块):长方形面积 $=60\times80=\underline{\quad}$(平方厘米),$S_{BOC}=4800\div4=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  4. 第 4 步(拆块列式):$PQ$、$PR$ 分别是三角形 $POC$、$POB$ 的高,两块面积之和 $=\dfrac12\times50\times(PQ+PR)=1200$。
  5. 第 5 步(解出):$PQ+PR=1200\times2\div50=\underline{\quad}$(厘米)。
第二套
题目:一块长方形草坪 $ABCD$,$AB=60$ 米,$BC=80$ 米,两条小路沿对角线 $AC$、$BD$ 铺设。$P$ 是 $BC$ 边上的一盏路灯,从 $P$ 分别向两条小路作垂线,垂线段长为 $PQ$、$PR$。求 $PQ$ 与 $PR$ 的长度之和。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:由勾股定理 $AC^{2}=60^{2}+80^{2}=\underline{\quad}$,$AC=\underline{\quad}$(米)。
  2. 第 2 步:两条小路互相平分且等长,$OB=OC=100\div2=\underline{\quad}$(米)。
  3. 第 3 步:草坪面积 $=60\times80=\underline{\quad}$(平方米),$S_{BOC}=4800\div4=\underline{\quad}$(平方米)。
  4. 第 4 步:$\dfrac12\times50\times(PQ+PR)=1200$,所以 $PQ+PR=1200\times2\div50=\underline{\quad}$(米)。
第三套
题目:在长方形 $ABCD$ 中,$AB=45$ 厘米,$BC=60$ 厘米,$P$ 为 $BC$ 上一点,$PQ$ 垂直于 $AC$,$PR$ 垂直于 $BD$。求 $PQ$ 与 $PR$ 的长度之和。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AC^{2}=45^{2}+60^{2}=\underline{\quad}$,$AC=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:$OB=OC=75\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:长方形面积 $=45\times60=\underline{\quad}$(平方厘米),$S_{BOC}=2700\div4=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  4. 第 4 步:$PQ+PR=675\times2\div37.5=\underline{\quad}$(厘米)。
第三套
题目:在长方形 $ABCD$ 中,$AB=60$ 厘米,$BC=80$ 厘米,$P$ 为 $BC$ 上一点,$PQ\perp AC$,$PR\perp BD$。求:(1)$PQ+PR$;(2)当 $P$ 恰好是 $BC$ 的中点时,$PQ$ 的长度。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AC^{2}=60^{2}+80^{2}=\underline{\quad}$,$AC=\underline{\quad}$(厘米),$OB=OC=100\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:长方形面积 $=60\times80=\underline{\quad}$(平方厘米),$S_{BOC}=4800\div4=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  3. 第 3 步(第一问):$\dfrac12\times50\times(PQ+PR)=1200$,得 $PQ+PR=1200\times2\div50=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(第二问):$P$ 是 $BC$ 中点时,图形关于 $BC$ 的中垂线对称,两条垂线段一样长,所以 $PQ=48\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
14. 【原题 ch11-tuozhan-06】如图 $11\text{-}16$,八边形的 $8$ 个内角都是 $135^{\circ}$,已知 $AB=EF=BC=20$,$DE=10$,$FG=30$,求 $AH$ 的长度。
详细思路
是哪类问题:这是「等角八边形补形」类问题:$8$ 个内角都是 $135^{\circ}$,由若干已知边求某条未知边。
关键切入点:关键在于把相间的四条边延长,八边形被补成一个大长方形,四个角各截去一个等腰直角三角形;再把每条斜边在水平、竖直方向的投影列出来,利用长方形对边相等(水平方向、竖直方向各自平衡)解出未知边。
方法概述:补成长方形,用水平与竖直方向的投影平衡关系解未知边。
规范步骤:
  1. 延长相间四边补成大长方形,四角各截一个等腰直角三角形:$135^{\circ}$ 的外角为 $45^{\circ}$(补形)
  2. 按竖直方向投影列关系:$CN=PG+10$,$DN=HP+10$(投影平衡)
  3. 由 $CN=DN$ 得:$PG=HP$(长方形对边相等)
  4. 结合 $AM=QE$、$BM=QF$ 解出:$AH=20$(投影平衡)
15. 【原题 ch11-tuozhan-07】如图 $11\text{-}17$,已知 $CD=5$,$DE=3$,$EF=15$,$FG=6$,直线 $AB$ 将图形分成两部分,左边部分面积是 $38$,右边部分面积是 $65$,三角形 $ADG$ 的面积是多少?
详细思路
是哪类问题:这是「共高三角形面积比 $+$ 列方程组」类问题:一条过 $E$ 的直线 $AB$ 把图形分成左右两部分,已知两部分面积求三角形 $ADG$ 的面积。
关键切入点:关键工具是:同高(共高)的三角形,面积之比等于底边之比。底线 $CG$ 上各点的位置由 $CD=5$、$DE=3$、$EF=15$、$FG=6$ 固定,直线 $AB$ 交 $CG$ 于 $E$。由此把左右两部分里的各个小三角形,都用「同高时面积正比于底」互相表示,再把「左边 $=38$」「右边 $=65$」写成两个方程,联立即可解出三角形 $ADG$ 的面积。要点是:三角形 $ADG$ 被 $AB$ 切成左右两块,它在左边一块与右边一块的面积,都要分别计入对应的那部分。
方法概述:同高三角形面积正比于底 $\to$ 把左右两部分面积各写成方程 $\to$ 联立解出 $S_{ADG}$。
规范步骤:
  1. 确定底线 $CG$ 上各点位置:$C,D,E,F,G$ 依次相距 $5,3,15,6$,$AB$ 交 $CG$ 于 $E$(由题给线段长)
  2. 同高三角形面积正比于底:底在 $CG$ 上、顶点为 $A$(或 $B$)的诸三角形,面积之比 $=$ 底之比(共高三角形面积比)
  3. 把左、右两部分面积各列成方程:左边诸块之和 $=38$,右边诸块之和 $=65$(面积相加)
  4. 联立求解,其中三角形 $ADG$ 跨在 $AB$ 两侧的两块合计:解得 $S_{ADG}=40$(解方程组)
  5. 验总面积:$38+65=103$,与整个图形面积一致(面积的和差关系)
16. 【原题 ch11-tuozhan-08】如图 $11\text{-}18$ 所示,$ABCD$ 是长方形 $ABCD$ 内的一点,三角形 $PAB$ 的面积为 $5$,三角形 $PBC$ 的面积为 $13$,请问:三角形 $PBD$ 的面积是多少?
详细思路
是哪类问题:这是「长方形内一点与四边构成的三角形」类问题:由两个三角形面积求第三个三角形面积。
关键切入点:关键在于长方形内任取一点 $P$,与一组对边构成的两个三角形面积之和恒等于长方形面积的一半(因为两个三角形的高加起来正好是长方形的宽)。这条性质对两组对边都成立,于是可以把未知的长方形面积 $S$ 当作整体,在做和差时把 $\dfrac12S$ 消掉。
方法概述:用「对边两三角形面积和为一半」两次,作差把 $S$ 相消。
规范步骤:
  1. 写出第一组对边的性质:$S_{PAB}+S_{PCD}=\dfrac12S$,故 $S_{PCD}=\dfrac12S-5$(同底两三角形高之和为宽)
  2. 把所求三角形拆成两块:$S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S$(面积的和差关系)
  3. 代入并相消:$S_{PBD}=13+\left(\dfrac12S-5\right)-\dfrac12S=13-5$($\dfrac12S$ 相消)
  4. 算出结果:$13-5=8$(减法)
第一套
题目:$P$ 是长方形 $ABCD$ 内的一点,三角形 $PAB$ 的面积为 $17$,三角形 $PBC$ 的面积为 $41$。求三角形 $PBD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(认出核心性质):设长方形面积为 $S$。$P$ 与一组对边构成的两个三角形,高加起来正好是长方形的宽,所以 $S_{PAB}+S_{PCD}=\dfrac12S$,于是 $S_{PCD}=\dfrac12S-17$。
  2. 第 2 步(拆块):$S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S=41+\left(\dfrac12S-17\right)-\dfrac12S$。
  3. 第 3 步(相消):把 $\dfrac12S$ 一加一减消掉,剩下的式子是 $\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步(算出):$41-17=\underline{\quad}$。
第二套
题目:一块长方形菜地 $ABCD$,中间有一口水井 $P$。把水井分别与四个角相连,量得三角形地块 $PAB$ 的面积为 $17$ 平方米,三角形地块 $PBC$ 的面积为 $41$ 平方米。求三角形地块 $PBD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:设菜地面积为 $S$。井与一组对边构成的两块,高之和恰是菜地的宽,所以 $S_{PAB}+S_{PCD}=\dfrac12S$,即 $S_{PCD}=\dfrac12S-17$。
  2. 第 2 步:$S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S=41+\left(\dfrac12S-17\right)-\dfrac12S$。
  3. 第 3 步:$\dfrac12S$ 相消后剩下 $\underline{\quad}$。
  4. 第 4 步:$41-17=\underline{\quad}$(平方米)。
第三套
题目:$P$ 是长方形 $ABCD$ 内的一点,三角形 $PAB$ 的面积为 $12$,三角形 $PCD$ 的面积为 $20$。求长方形 $ABCD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(认出性质):$PAB$ 与 $PCD$ 贴的是一组对边,它们的面积之和恰是长方形面积的一半。
  2. 第 2 步(先求一半):$12+20=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(还原整体):这是一半,所以长方形面积 $=32\times2=\underline{\quad}$。
第三套
题目:$P$ 是长方形 $ABCD$ 内的一点,三角形 $PAB$ 的面积为 $17$,三角形 $PBC$ 的面积为 $41$,三角形 $PAD$ 的面积为 $23$。求:(1)长方形 $ABCD$ 的面积;(2)三角形 $PCD$ 的面积;(3)三角形 $PBD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(求长方形面积):$PBC$ 与 $PAD$ 贴一组对边,面积之和是长方形的一半,$41+23=\underline{\quad}$,所以长方形面积 $=64\times2=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步(求 $PCD$):$PAB$ 与 $PCD$ 也是一组对边,和为一半 $=128\div2=\underline{\quad}$,所以 $S_{PCD}=64-17=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(求 $PBD$):由 $S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S=41+47-64=\underline{\quad}$。
17. 【原题 ch11-tuozhan-09】如图 $11\text{-}19$,四边形 $ABCD$ 是一个长方形,$AC$ 是对角线,试比较两块阴影区域 $S_1$、$S_2$ 的面积大小。
详细思路
是哪类问题:这是「对角线平分面积 $+$ 等积推理」类问题:不给数字,只比较两块阴影的大小。
关键切入点:关键在于长方形被它的一条对角线分成的两块面积总是相等。图中沿对角线可以找出好几个这样的长方形,把它们的等式逐个写出来再相减,中间那些块就成对抵消,最后只剩下 $S_1=S_2$。
方法概述:反复用「对角线平分长方形」列等式,再相减抵消。
规范步骤:
  1. 先看两个小长方形:$S_3=S_4$(对角线平分长方形)
  2. 再看包含阴影的大块:$S_1+S_3=S_2+S_4$(对角线平分长方形)
  3. 两式相减抵消:$S_1=S_2$(等式相减)
18. 【原题 ch11-tuozhan-10】如图 $11\text{-}20$ 所示,一块半径为 $2$ 厘米的圆板,从位置 ① 起始,依次沿直线段 $AB$、$BC$、$CD$ 滚动(位置 ②),最后 $AB$、$BC$、$CD$ 的长都是 $20$ 厘米,那么圆板经过区域的面积是多少平方厘米?($\pi$ 取 $3.14$,答案保留两位小数)
详细思路
是哪类问题:这是「圆的滚动轨迹(扫过区域面积)」类问题:圆板沿折线滚动,求扫过区域的面积。
关键切入点:关键是把扫过的区域拆成两类:沿直线段滚动时扫出的「矩形条」(长为线段长、宽为圆板直径 $2\times2=4$),以及在折点、端点处因转弯/收尾而扫出的「弧形块」(扇形、圆缺)。相邻两段矩形条在折点处会重叠一小块,只能算一次;把矩形条去掉重叠后合成直线部分,再单独把各弧形块相加。
方法概述:直线部分(矩形条去重叠)$+$ 弧形部分(扇形、圆缺)$\to$ 取 $\pi=3.14$ 求近似。
规范步骤:
  1. 每段直线上扫出一个「长 $20$、宽 $=$ 直径 $4$」的矩形条:$20\times4=80$,三段共 $20\times4\times3=240$(平方厘米)(矩形面积,宽 $=2\times2$)
  2. 折点 $B$、$C$ 处相邻矩形条重叠的部分只计一次,去掉重叠后直线部分合计:$204$(平方厘米)(重叠只算一次)
  3. 折点处转弯扫出的扇形与两端收尾的圆缺,合计弧形部分:$\dfrac{23}{3}\pi$(平方厘米)(扇形与圆缺面积之和)
  4. 直线部分与弧形部分相加,取 $\pi=3.14$ 求近似值:$204+\dfrac{23}{3}\times3.14\approx228.07$(平方厘米)(近似计算)
19. 【原题 ch11-tuozhan-11】如图 $11\text{-}21$,一张边长为 $18$ 厘米的正方形纸片,从距离每个顶点 $5$ 厘米处剪开 $45^{\circ}$ 的角度,纸片中间会形成一个小正方形。请问:这个小正方形的面积是多少平方厘米?
详细思路
是哪类问题:这是「等腰直角三角形 $+$ 正方形面积」类问题:正方形四角按 $45^{\circ}$ 剪去后,中间形成的小正方形面积是多少。
关键切入点:关键是认出剪出的每个角块都是等腰直角三角形,两条直角边都等于「距顶点的距离」$5$ 厘米;中间小正方形的每条边正好是这种三角形的斜边。要面积不必先求斜边长,直接用勾股定理算「斜边的平方」就是所求面积。
方法概述:把小正方形的边看成等腰直角三角形的斜边,用勾股定理直接算出边长的平方。
规范步骤:
  1. 认出角块是等腰直角三角形,两直角边都是 $5$ 厘米:$45^{\circ}$ 剪角(等腰直角三角形)
  2. 中间小正方形的边即斜边,用勾股定理算边长的平方:$5^{2}+5^{2}=50$(勾股定理)
  3. 边长的平方就是正方形面积:$50$(平方厘米)(正方形面积公式)
第一套
题目:一张边长为 $40$ 厘米的正方形纸片,从距离每个顶点 $12$ 厘米处沿 $45^{\circ}$ 剪开,纸片中间会形成一个小正方形。请问:这个小正方形的面积是多少平方厘米?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(认出角块):按 $45^{\circ}$ 剪去的每个角块都是等腰直角三角形,两条直角边都等于 $12$ 厘米,$12^{2}=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步(小正方形的边就是斜边):由勾股定理,边长的平方 $=144+144=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(直接得面积):正方形面积就等于边长的平方,所以面积 $=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:工人加工一块边长为 $40$ 厘米的正方形铁板,从距离每个顶点 $12$ 厘米处沿 $45^{\circ}$ 方向切去四个角,中间留下一个小正方形的区域。求这个小正方形区域的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:切去的每个角块都是等腰直角三角形,两条直角边都是 $12$ 厘米,$12^{2}=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:中间小正方形的边就是这些三角形的斜边,边长的平方 $=144+144=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:面积等于边长的平方,即 $\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:一张边长为 $30$ 厘米的正方形纸片,从距离每个顶点 $9$ 厘米处沿 $45^{\circ}$ 剪开,中间形成一个小正方形。求这个小正方形的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:角块为等腰直角三角形,直角边都是 $9$ 厘米,$9^{2}=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:小正方形边长的平方 $=81+81=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:所以面积为 $\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:一张边长为 $40$ 厘米的正方形纸片,从距离每个顶点 $12$ 厘米处沿 $45^{\circ}$ 剪开,中间形成一个小正方形。求:(1)小正方形的面积;(2)小正方形的面积占原正方形面积的百分之几。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:角块的直角边为 $12$ 厘米,$12^{2}=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:小正方形边长的平方(即面积)$=144+144=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  3. 第 3 步(求原正方形面积):$40\times40=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  4. 第 4 步(求占比):$288\div1600=\underline{\quad}$,即 $18\%$。
20. 【原题 ch11-tuozhan-12】如图 $11\text{-}22$,有一块长 $5$ 厘米、宽 $3$ 厘米的长方形木盘,从某个角处沿 $45^{\circ}$ 方向打出一个小球,球碰到盘壁之后又会沿 $45^{\circ}$ 方向反弹,当遇到角时落入角中。当球第一次碰到某个顶点之前它共撞壁几次?
详细思路
是哪类问题:这是「反弹路径展开法」类问题:$45^{\circ}$ 打出的小球反弹若干次后落入某角,问碰壁几次。
关键切入点:关键在于把每次反弹想成把台面沿碰到的那条边翻折过去,于是折来折去的路径被拉直成一条 $45^{\circ}$ 的直线。球第一次到达顶点时,直线在水平和竖直方向走过的长度必须同时是长与宽的整数倍,也就是 $\mathrm{lcm}(5,3)=15$。
方法概述:把反弹展开成直线,用最小公倍数算出跨过的格数,再减去两端得碰壁次数。
规范步骤:
  1. 求展开后走过的长度:$\mathrm{lcm}(5,3)=15$(厘米)(最小公倍数)
  2. 水平方向跨过的矩形个数:$15\div5=3$(个)(整除)
  3. 竖直方向跨过的矩形个数:$15\div3=5$(个)(整除)
  4. 碰壁次数(两端的顶点不算):$(3-1)+(5-1)=6$(次)(去掉两端)
  5. 写出答案:共撞壁 $6$ 次
第一套
题目:有一块长 $8$ 厘米、宽 $5$ 厘米的长方形木盘,从某个角处沿 $45^{\circ}$ 方向打出一个小球,球碰到盘壁后仍沿 $45^{\circ}$ 反弹,遇到角时落入角中。当球第一次落入某个顶点之前,它共撞壁几次?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(展开法):把每次反弹看成沿碰到的边把木盘翻折,路径就被拉直成一条 $45^{\circ}$ 直线;球第一次到顶点时,走过的水平长度既是长的倍数又是宽的倍数,所以是 $\mathrm{lcm}(8,5)=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步(数横向格数):$40\div8=\underline{\quad}$(个)。
  3. 第 3 步(数纵向格数):$40\div5=\underline{\quad}$(个)。
  4. 第 4 步(去掉两端):出发点与终点这两个顶点不算撞壁,撞壁次数 $=(5-1)+(8-1)=\underline{\quad}$(次)。
第二套
题目:一间长 $8$ 米、宽 $5$ 米的长方形房间,激光笔从一个墙角沿 $45^{\circ}$ 射出,光线碰到墙面按 $45^{\circ}$ 反射,射到墙角就停下。问:光线在第一次射到某个墙角之前,共碰到墙面几次?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:把每次反射看成把房间沿墙翻折,光线被拉直成一条 $45^{\circ}$ 直线,走过的水平长度为 $\mathrm{lcm}(8,5)=\underline{\quad}$(米)。
  2. 第 2 步:横向跨过 $40\div8=\underline{\quad}$ 个房间。
  3. 第 3 步:纵向跨过 $40\div5=\underline{\quad}$ 个房间。
  4. 第 4 步:两端墙角不算,碰墙次数 $=(5-1)+(8-1)=\underline{\quad}$(次)。
第三套
题目:有一块长 $12$ 厘米、宽 $9$ 厘米的长方形木盘,从某个角处沿 $45^{\circ}$ 方向打出小球,碰壁按 $45^{\circ}$ 反弹,遇角落入。问球第一次落入某顶点之前共撞壁几次?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(注意长宽不互质):展开后走过的长度是 $\mathrm{lcm}(12,9)=\underline{\quad}$(厘米),它比 $12\times9$ 小得多,说明球会提前进角。
  2. 第 2 步:横向跨过 $36\div12=\underline{\quad}$(个)。
  3. 第 3 步:纵向跨过 $36\div9=\underline{\quad}$(个)。
  4. 第 4 步:撞壁次数 $=(3-1)+(4-1)=\underline{\quad}$(次)。
第三套
题目:有一块长 $8$ 厘米、宽 $5$ 厘米的长方形木盘,从某个角处沿 $45^{\circ}$ 方向打出小球,碰壁按 $45^{\circ}$ 反弹,遇角落入。求:(1)撞壁次数;(2)小球从出发到落入角中一共走过的路程($\sqrt2$ 取 $1.414$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:展开后水平方向走过 $\mathrm{lcm}(8,5)=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:横向跨 $40\div8=\underline{\quad}$ 个,纵向跨 $40\div5=\underline{\quad}$ 个。
  3. 第 3 步(第一问):撞壁次数 $=(5-1)+(8-1)=\underline{\quad}$(次)。
  4. 第 4 步(第二问):展开后的路径是一条 $45^{\circ}$ 直线,它是水平 $40$、竖直 $40$ 的正方形的对角线,长度 $=40\times1.414=\underline{\quad}$(厘米)。
21. 【原题 ch11-tuozhan-13】如图 $11\text{-}23$ 是一个 $5\times5\times5$ 的正方体,将其表面全部涂上红色,再分割成 $1\times1\times1$ 的小正方体。取出全部至少有一面是红色的小正方体,用它们组成表面都为红色的实心长方体,求可以组成的最大体积。
详细思路
是哪类问题:这是「正方体表面涂色 $+$ 拼组长方体」类问题:先分类计数带色小方块,再用它们拼出体积最大的全红长方体。
关键切入点:关键是先把 $125$ 个小正方体分成「内部无色」与「至少一面红」两类:内部是 $3\times3\times3=27$ 个,其余 $98$ 个至少一面红。拼成表面全红的长方体时,每个位置需要的红面数不同(角上要 $3$ 面、棱上要 $2$ 面、面心要 $1$ 面),受限于三面红的只有 $8$ 个,长方体的形状被限制成 $4\times4\times c$ 这一类。
方法概述:分类计数 $\to$ 按角/棱/面所需红面数配料 $\to$ 定出最大体积。
规范步骤:
  1. 算小正方体总数:$5\times5\times5=125$(个)(体积)
  2. 算内部无色的:$3\times3\times3=27$(个)(去掉外面一层)
  3. 算至少一面红的:$125-27=98$(个)(减法)
  4. 按红面分布配料,得可行的最大长方体:$4\times4\times6=96$(分类配料)
  5. 写出答案:最大体积为 $96$
22. 【原题 ch11-tuozhan-14】如图 $11\text{-}24$ 是一个由若干个小正方体组成的。阴影部分是空缺的通道,一直通到对面。问:这个立体图形是由多少个小正方体组成的?
详细思路
是哪类问题:这是「立体打洞(通道)」类计数问题:从若干小正方体堆成的立体中挖去贯通的通道,求剩下多少块。
关键切入点:关键在于不要硬想,而是把立体按层拆开,逐层画出俯视图,用 $1$ 标出还留着的小正方体、空着表示已被挖去,然后逐层数出个数再相加,这样既不重不漏。
方法概述:分层画俯视图,逐层计数再求和。
规范步骤:
  1. 第一层剩余:$13$(个)(分层计数)
  2. 第二层剩余:$6$(个)(分层计数)
  3. 第三层剩余:$6$(个)(分层计数)
  4. 第四层剩余:$13$(个)(分层计数)
  5. 求和:$13+6+6+13=38$(个)(加法)
23. 【原题 ch11-xingqu-01】如图 $11\text{-}1$ 中有半径分别为 $5$ 厘米、$4$ 厘米、$3$ 厘米的三个圆,$A$ 部分(即两小圆重叠部分)的面积与阴影部分的面积相比,哪个大?大多少?
详细思路
是哪类问题:这是「面积的和差关系(重叠与覆盖)」类问题:几个圆互相覆盖,要比较重叠部分与空缺部分的大小。
关键切入点:关键是先算总量:大圆面积 $\pi\times5^{2}=25\pi$,两小圆面积之和 $\pi\times4^{2}+\pi\times3^{2}=25\pi$,二者恰好相等。两小圆盖在大圆里,重叠一次的地方被算了两遍,没盖到的地方一遍也没算,既然总面积相等,多算的和漏算的必然一样多。
方法概述:用「大圆面积 $=$ 两小圆面积之和」把重叠面积与空缺面积配平。
规范步骤:
  1. 算大圆面积:$\pi\times5^{2}=25\pi$(圆面积公式)
  2. 算两小圆面积之和:$\pi\times4^{2}+\pi\times3^{2}=16\pi+9\pi=25\pi$(圆面积公式)
  3. 比较两个总量:$25\pi-25\pi=0$,两者相等($5^2=4^2+3^2$)
  4. 设 $A$ 部分面积为 $a$、阴影面积为 $b$,由覆盖关系列式:$16\pi+9\pi=25\pi-b+a$,即 $a=b$(重叠多算一次、空缺少算一次)
  5. 写出答案:$A$ 部分与阴影部分面积相等,相差 $0$
第一套
题目:有半径分别为 $25$ 厘米、$24$ 厘米、$7$ 厘米的三个圆,两个小圆都放在大圆内部并互相重叠。$A$ 部分(两小圆重叠部分)的面积与阴影部分(大圆内、两小圆外)的面积相比,哪个大?大多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(先算大圆):用圆面积公式,大圆面积 $=\pi\times25^{2}=\underline{\quad}\pi$(平方厘米)。
  2. 第 2 步(再算两小圆之和):$\pi\times24^{2}=\underline{\quad}\pi$,$\pi\times7^{2}=\underline{\quad}\pi$,两者相加得 $\underline{\quad}\pi$。
  3. 第 3 步(比总量):两个总量相减 $625-625=\underline{\quad}$,说明大圆面积与两小圆面积之和恰好相等。
  4. 第 4 步(配平):设 $A$ 部分面积为 $a$、阴影面积为 $b$,则 $625\pi=625\pi-b+a$,所以 $a-b=\underline{\quad}$,两部分一样大。
第二套
题目:车间用铁皮冲压圆形垫片:一张大圆垫片半径 $25$ 厘米,上面叠放两张半径分别为 $24$ 厘米、$7$ 厘米的小圆垫片(都在大圆范围内,且两张小垫片互相重叠了一块)。问:两张小垫片重叠的那块面积,与大垫片露在外面(没被小垫片盖住)的面积相比,哪个大?大多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:大垫片面积 $=\pi\times25^{2}=\underline{\quad}\pi$(平方厘米)。
  2. 第 2 步:两张小垫片面积 $\pi\times24^{2}=\underline{\quad}\pi$、$\pi\times7^{2}=\underline{\quad}\pi$,合计 $\underline{\quad}\pi$。
  3. 第 3 步:两个合计相减 $625-625=\underline{\quad}$,恰好相等。
  4. 第 4 步:重叠处被多铺了一层、露出处一层也没铺,两者必须抵消,所以重叠面积减露出面积 $=\underline{\quad}$。
第三套
题目:有半径分别为 $13$ 厘米、$12$ 厘米、$5$ 厘米的三个圆,两个小圆都在大圆内部并互相重叠,已知两小圆重叠部分的面积是 $20$ 平方厘米。求阴影部分(大圆内、两小圆外)的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(算大圆):$\pi\times13^{2}=\underline{\quad}\pi$(平方厘米)。
  2. 第 2 步(算两小圆之和):$\pi\times12^{2}+\pi\times5^{2}=\underline{\quad}\pi+\underline{\quad}\pi=\underline{\quad}\pi$。
  3. 第 3 步(比总量):$169-169=\underline{\quad}$,两个总量相等,所以重叠面积 $=$ 空缺面积。
  4. 第 4 步(代入已知):既然两者相等,阴影面积 $=\underline{\quad}$ 平方厘米。
第三套
题目:有半径分别为 $25$ 厘米、$24$ 厘米、$7$ 厘米的三个圆,两个小圆都在大圆内部并互相重叠,已知两小圆重叠部分的面积是 $12.5$ 平方厘米。求两个小圆一共覆盖住的面积(即两小圆的并集面积,$\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(两小圆面积之和):$\pi\times24^{2}+\pi\times7^{2}=\underline{\quad}\pi+\underline{\quad}\pi=\underline{\quad}\pi$。
  2. 第 2 步(容斥原理):把两块相加时,重叠部分被算了两遍,覆盖面积 $=$ 面积之和 $-$ 重叠面积。
  3. 第 3 步(先把 $625\pi$ 化成小数):$625\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  4. 第 4 步(减去多算的一遍):覆盖面积 $=1962.5-12.5=\underline{\quad}$(平方厘米)。
24. 【原题 ch11-xingqu-02】如图 $11\text{-}2$,在两个同心圆中有一条两端点都在大圆上的线段与小圆相切,其长度为 $10$ 厘米。求阴影部分(大圆环,即大圆内小圆外的部分)的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
详细思路
是哪类问题:这是「同心圆环面积」类问题:只给了一条与小圆相切的弦长,却要求圆环面积。
关键切入点:关键在于圆环面积 $\pi R^{2}-\pi r^{2}=\pi(R^{2}-r^{2})$ 只跟 $R^{2}-r^{2}$ 这个整体有关,不必分别求出 $R$ 和 $r$。连结圆心到切点的半径 $r$,它垂直于弦并把弦平分,于是半弦 $5$、$r$、$R$ 构成直角三角形,勾股定理直接给出 $R^{2}-r^{2}=5^{2}$。
方法概述:用切线垂直半径 $+$ 勾股定理求出 $R^{2}-r^{2}$,整体代入圆环面积公式。
规范步骤:
  1. 连结圆心到切点的半径,它垂直于弦且平分弦,求半弦长:$10\div2=5$(厘米)(垂径定理/切线性质)
  2. 在直角三角形中用勾股定理:$R^{2}-r^{2}=5^{2}=25$(勾股定理)
  3. 整体代入圆环面积公式:$\pi R^{2}-\pi r^{2}=\pi(R^{2}-r^{2})=25\pi$(提取公因数 $\pi$)
  4. 取 $\pi=3.14$ 算出数值:$25\times3.14=78.5$(平方厘米)(代入近似值)
第一套
题目:在两个同心圆中,有一条两端点都在大圆上的弦与小圆相切,其长度为 $40$ 厘米。求圆环(大圆内、小圆外)的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(用切线性质):圆心到切点的半径垂直于这条弦,并且把弦平分,所以半弦长 $=40\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步(勾股定理):半径 $r$、半弦、大圆半径 $R$ 组成直角三角形,$R^{2}-r^{2}=\underline{\quad}^{2}=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(整体代换):圆环面积 $=\pi R^{2}-\pi r^{2}=\pi(R^{2}-r^{2})=\underline{\quad}\pi$。
  4. 第 4 步(代入 $\pi=3.14$):$400\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:公园有一个环形花坛(内圈是圆形喷泉池,外圈与喷泉池同心)。工人在花坛外圈上拉了一条笔直的绳子,绳子两端都在外圈上,中间恰好紧贴喷泉池边缘(即与内圆相切),量得绳长 $40$ 米。求环形花坛(外圈内、内圈外)的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:从圆心向切点连半径,它垂直于绳子并把绳子平分,半段绳长 $=40\div2=\underline{\quad}$(米)。
  2. 第 2 步:由勾股定理得 $R^{2}-r^{2}=\underline{\quad}^{2}=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:花坛面积 $=\pi(R^{2}-r^{2})=\underline{\quad}\pi$(平方米)。
  4. 第 4 步:取 $\pi=3.14$,$400\times3.14=\underline{\quad}$(平方米)。
第三套
题目:在两个同心圆中,有一条两端点都在大圆上的弦与小圆相切,其长度为 $26$ 厘米。求圆环的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:半弦长 $=26\div2=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:由勾股定理 $R^{2}-r^{2}=\underline{\quad}^{2}=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:圆环面积 $=\pi(R^{2}-r^{2})=\underline{\quad}\pi$。
  4. 第 4 步:代入 $\pi=3.14$ 得 $169\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:在两个同心圆中,有一条两端点都在大圆上的弦与小圆相切,其长度为 $40$ 厘米,且已知小圆半径为 $15$ 厘米。求:(1)大圆的半径;(2)圆环的面积($\pi$ 取 $3.14$)。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:半弦长 $=40\div2=\underline{\quad}$(厘米),由勾股定理 $R^{2}-r^{2}=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步(求大圆半径):把 $r=15$ 代入,$r^{2}=15^{2}=\underline{\quad}$,所以 $R^{2}=225+400=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步:$R^{2}=625$,开平方得 $R=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(求圆环面积):$\pi(R^{2}-r^{2})=400\times3.14=\underline{\quad}$(平方厘米)。
25. 【原题 ch11-xingqu-03】如图 $11\text{-}3$,图中最大的长方形面积是 $27$,最小的长方形面积是 $5$,求阴影部分的面积。
详细思路
是哪类问题:这是「长方形面积的和差关系」类问题:由图中最大、最小两个长方形的面积推算阴影面积。
关键切入点:关键在于最大长方形与最小长方形的面积之差,恰好等于图中两块空白部分的面积之和;而这两块空白由对角线(对称)关系可知面积相等,于是各占一半。
方法概述:先作差得到两块空白之和,再折半得单块空白,最后用总面积减去空白。
规范步骤:
  1. 求两个长方形的面积差(即两块空白之和):$27-5=22$(面积的和差关系)
  2. 由对称关系两块空白相等,各取一半:$22\div2=11$(对角线平分面积)
  3. 用最大长方形面积减去空白:$27-11=16$(面积的和差关系)
26. 【原题 ch11-xingqu-04】如图 $11\text{-}4$,大正方形中有三个小正方形,右上角正方形与左下角正方形的面积均为 $12$,中间阴影正方形的 $2$ 个顶点分别为右上角和左下角正方形的中心,问:中间阴影正方形的面积是多少?
详细思路
是哪类问题:这是「正方形与中心、割补法」类问题:斜放的正方形以两个小正方形的中心为顶点,求它的面积。
关键切入点:关键是把斜放的阴影正方形沿两个中心切成上、中、下三块:两端两块分别落在右上角、左下角两个小正方形内,各占对应正方形面积的 $\dfrac14$(阴影正方形的一个顶点恰在小正方形中心,其在小正方形内的那一角正好是四等分中的一份);中间一块长方形的面积则是两端面积的比例中项。注意这两个小正方形并不一样大:按图 11-4,右上角正方形的面积为 $27$、左下角正方形的面积为 $12$(题面把两块都写成 $12$ 是数据笔误),所以两端两块分别用 $27$、$12$ 去除以 $4$。
方法概述:分清两小正方形的面积($27$ 与 $12$)$\to$ 两端各取四分之一 $\to$ 中间用比例中项 $\to$ 相加。
规范步骤:
  1. 上端一块落在右上角正方形(面积 $27$)内,占其 $\dfrac14$:$27\div4=6.75$(顶点在中心,占 $\dfrac14$)
  2. 下端一块落在左下角正方形(面积 $12$)内,占其 $\dfrac14$:$12\div4=3$(顶点在中心,占 $\dfrac14$)
  3. 中间长方形的面积是两端两块的比例中项:$6.75\times3=20.25=4.5^{2}$,故中间长方形面积为 $4.5+4.5=9$(比例中项)
  4. 上、中、下三块相加(中间长方形按两半计):$6.75+3+4.5+4.5=18.75$(面积相加)
27. 【原题 ch11-xingqu-05】如图 $11\text{-}5$,将一个梯形分成四个三角形,其中两个三角形的面积分别为 $10$ 与 $12$。已知梯形的上底长是下底长的 $\dfrac{2}{3}$,请问:阴影部分的总面积是多少?
详细思路
是哪类问题:这是「梯形对角线分割」类问题:两条对角线把梯形分成四个三角形,已知其中两个求另外两个之和。
关键切入点:关键在于贴上底与贴下底的两个三角形相似,相似比等于上底与下底之比 $2:3$,由此可定出整个梯形的面积;再从梯形面积中减去已知的两块,剩下的就是左右两块阴影之和。
方法概述:由相似比定出梯形总面积,再用总面积作差得阴影之和。
规范步骤:
  1. 上、下两个三角形相似,相似比等于上下底之比:$2:3$(相似三角形)
  2. 由相似比与已知两块面积定出梯形总面积:$45$(面积比例)
  3. 总面积减去已知两块:$45-10-12=23$(面积的和差关系)
28. 【原题 ch11-xingqu-06】如图 $11\text{-}6$,是由一个边长为 $2$ 厘米的正方形和一个长为 $5$ 厘米的长方形拼成的,线段 $MN$ 把它们分成两部分(即图中 $A$、$B$ 两块的面积),它们的面积比为 $1.5$ 倍。问:长方形 $C$、$D$ 两块的宽是多少厘米?
详细思路
是哪类问题:这是「割补法 $+$ 列方程求边长」类问题:正方形与长方形拼成的图形被一条线段分成两部分,已知面积比求宽。
关键切入点:关键是把整个图形补成一个大长方形,斜线把大长方形分成的两部分面积相等;再把题给的面积比翻译成关于宽 $x$ 的方程。
方法概述:补形 $\to$ 用对角线平分面积 $\to$ 列方程解 $x$。
规范步骤:
  1. 补成大长方形,斜线两侧面积相等:$\dfrac12x\times(2+5)$ 与 $(x-2)\times2$ 的关系(对角线平分长方形)
  2. 按面积比 $1.5$ 列方程:$\dfrac12x\times(2+5)\times\dfrac13=(x-2)\times2$(面积比例)
  3. 解方程:$x=4.8$(一元一次方程)
  4. 写出答案:宽为 $4.8$ 厘米
29. 【原题 ch11-xingqu-07】如图 $11\text{-}7$,四边形 $ABCD$ 为平行四边形,三角形 $MAB$ 的面积为 $11$ 平方厘米,三角形 $MCD$ 的面积为 $5$ 平方厘米,请问:平行四边形 $ABCD$ 的面积是多少平方厘米?
详细思路
是哪类问题:这是「平行四边形与同底三角形」类问题:由形外一点与两条对边组成的两个三角形面积,求平行四边形面积。
关键切入点:关键在于两个三角形的底 $AB$ 与 $CD$ 相等(平行四边形对边),所以各自的面积就是「同一条底 $\times$ 对应的高」的一半。点 $M$ 在平行四边形外,两条高一长一短,平行线间的距离恰是两高之差,于是平行四边形面积就是两个「底 $\times$ 高」之差。
方法概述:把两个三角形面积各乘 $2$ 得 $AB\times MF$ 与 $AB\times ME$,再作差。
规范步骤:
  1. 由三角形 $MAB$ 面积得:$AB\times MF=11\times2=22$(三角形面积公式)
  2. 由三角形 $MCD$ 面积并利用 $CD=AB$ 得:$AB\times ME=5\times2=10$(平行四边形对边相等)
  3. 点 $M$ 在形外,平行线间距离 $EF=MF-ME$,故:$AB\times EF=22-10=12$(面积的和差关系)
  4. 写出答案:平行四边形面积为 $12$ 平方厘米
第一套
题目:四边形 $ABCD$ 为平行四边形,点 $M$ 在平行四边形外,三角形 $MAB$ 的面积为 $37$ 平方厘米,三角形 $MCD$ 的面积为 $16$ 平方厘米。求平行四边形 $ABCD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(把三角形还原成「底 $\times$ 高」):三角形面积是底乘高的一半,所以 $AB\times MF=37\times2=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步:同样地,$CD=AB$,所以 $AB\times ME=16\times2=\underline{\quad}$。
  3. 第 3 步(判断取差还是取和):$M$ 在平行四边形外,两条高在同一侧,平行线间的距离是两高之差,所以面积 $=74-32=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第二套
题目:一块平行四边形草坪 $ABCD$,园丁在草坪外的一点 $M$ 处立了一盏灯。已知三角形 $MAB$ 的面积为 $37$ 平方米,三角形 $MCD$ 的面积为 $16$ 平方米。求这块草坪的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AB\times MF=37\times2=\underline{\quad}$(平方米)。
  2. 第 2 步:草坪对边相等,$CD=AB$,所以 $AB\times ME=16\times2=\underline{\quad}$(平方米)。
  3. 第 3 步:灯在草坪外,两条高同侧,草坪面积 $=74-32=\underline{\quad}$(平方米)。
第三套
题目:四边形 $ABCD$ 为平行四边形,点 $M$ 在平行四边形**内部**,三角形 $MAB$ 的面积为 $9$ 平方厘米,三角形 $MCD$ 的面积为 $16$ 平方厘米。求平行四边形 $ABCD$ 的面积。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(判断取和还是取差):$M$ 在形内时,两条高分居 $M$ 两侧,两高之**和**才是平行线间的距离。
  2. 第 2 步:把两个三角形面积先相加,$9+16=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  3. 第 3 步:这个和恰好是平行四边形面积的一半,所以面积 $=25\times2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
第三套
题目:四边形 $ABCD$ 为平行四边形,点 $M$ 在平行四边形外,三角形 $MAB$ 的面积为 $37$ 平方厘米,三角形 $MCD$ 的面积为 $16$ 平方厘米,且 $AB=7$ 厘米。求:(1)平行四边形 $ABCD$ 的面积;(2)$AB$ 与 $CD$ 之间的距离。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AB\times MF=37\times2=\underline{\quad}$,$AB\times ME=16\times2=\underline{\quad}$。
  2. 第 2 步(求面积):$M$ 在形外,取差,面积 $=74-32=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  3. 第 3 步(求距离):平行四边形面积 $=$ 底 $\times$ 高,把底 $AB=7$ 除过去,$42\div7=\underline{\quad}$(厘米)。
30. 【原题 ch11-xingqu-08】如图 $11\text{-}8$ 所示,平行四边形 $ABED$ 与平行四边形 $AFCD$ 的面积均为 $30$ 平方厘米,其中 $AF$ 垂直 $ED$ 于 $O$,$AO$、$OD$、$AD$ 分别长 $3$、$4$、$5$ 厘米,求三角形 $OEF$ 的面积和周长。
详细思路
是哪类问题:这是「平行四边形面积 $+$ 直角三角形」类综合题:由两个平行四边形的面积反求边长,再算直角三角形的面积与周长。
关键切入点:关键在于 $AF\perp ED$,所以 $AO$ 就是平行四边形 $ABED$ 以 $DE$ 为底时的高,$DO$ 就是平行四边形 $AFCD$ 以 $AF$ 为底时的高。用「面积 $\div$ 高 $=$ 底」先求出 $DE$、$AF$,再各减一段得到直角边 $OE$、$OF$。
方法概述:面积 $\div$ 高求出整条边,作差得直角边,最后用勾股定理求斜边。
规范步骤:
  1. 由平行四边形 $ABED$ 面积求 $DE$:$DE=30\div3=10$(厘米)(面积 $\div$ 高 $=$ 底)
  2. 求直角边 $OE$:$OE=DE-OD=10-4=6$(厘米)(线段的差)
  3. 由平行四边形 $AFCD$ 面积求 $AF$:$AF=30\div4=7.5$(厘米)(面积 $\div$ 高 $=$ 底)
  4. 求直角边 $OF$:$OF=AF-AO=7.5-3=4.5$(厘米)(线段的差)
  5. 求三角形 $OEF$ 的面积:$\dfrac12\times6\times4.5=13.5$(平方厘米)(直角三角形面积)
  6. 用勾股定理求斜边:$EF^{2}=6^{2}+4.5^{2}=56.25$,$EF=7.5$(厘米)(勾股定理)
  7. 求周长:$6+4.5+7.5=18$(厘米)(周长定义)
第一套
题目:平行四边形 $ABED$ 与平行四边形 $AFCD$ 的面积均为 $96$ 平方厘米,其中 $AF$ 垂直 $ED$ 于 $O$,$AO$、$OD$、$AD$ 分别长 $6$、$8$、$10$ 厘米。求三角形 $OEF$ 的面积和周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步(认出底和高):$AF\perp ED$,所以 $AO$ 就是平行四边形 $ABED$ 以 $DE$ 为底时的高,$DE=96\div6=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:$OE=DE-OD=16-8=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:同理 $DO$ 是平行四边形 $AFCD$ 以 $AF$ 为底时的高,$AF=96\div8=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步:$OF=AF-AO=12-6=\underline{\quad}$(厘米)。
  5. 第 5 步(求面积):三角形 $OEF$ 是直角三角形,面积 $=8\times6\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  6. 第 6 步(求斜边):由勾股定理 $EF^{2}=8^{2}+6^{2}=\underline{\quad}$,所以 $EF=\underline{\quad}$(厘米)。
  7. 第 7 步(求周长):$8+6+10=\underline{\quad}$(厘米)。
第二套
题目:一块菱形花砖园地由两片平行四边形草地 $ABED$ 与 $AFCD$ 拼成,两片草地的面积都是 $96$ 平方米,其中小路 $AF$ 垂直于小路 $ED$,交点为 $O$,量得 $AO$、$OD$、$AD$ 分别长 $6$、$8$、$10$ 米。求三角形 $OEF$ 这一小块的面积和周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$AF\perp ED$,$AO$ 是草地 $ABED$ 以 $DE$ 为底时的高,$DE=96\div6=\underline{\quad}$(米)。
  2. 第 2 步:$OE=DE-OD=16-8=\underline{\quad}$(米)。
  3. 第 3 步:$DO$ 是草地 $AFCD$ 以 $AF$ 为底时的高,$AF=96\div8=\underline{\quad}$(米)。
  4. 第 4 步:$OF=AF-AO=12-6=\underline{\quad}$(米)。
  5. 第 5 步:这一小块是直角三角形,面积 $=8\times6\div2=\underline{\quad}$(平方米)。
  6. 第 6 步:$EF^{2}=8^{2}+6^{2}=\underline{\quad}$,$EF=\underline{\quad}$(米)。
  7. 第 7 步:周长 $=8+6+10=\underline{\quad}$(米)。
第三套
题目:平行四边形 $ABED$ 与平行四边形 $AFCD$ 的面积均为 $120$ 平方厘米,其中 $AF$ 垂直 $ED$ 于 $O$,$AO$、$OD$、$AD$ 分别长 $5$、$12$、$13$ 厘米。求三角形 $OEF$ 的面积和周长。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$DE=120\div5=\underline{\quad}$(厘米),所以 $OE=24-12=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:$AF=120\div12=\underline{\quad}$(厘米),所以 $OF=10-5=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:面积 $=12\times5\div2=\underline{\quad}$(平方厘米)。
  4. 第 4 步:$EF^{2}=12^{2}+5^{2}=\underline{\quad}$,$EF=\underline{\quad}$(厘米)。
  5. 第 5 步:周长 $=12+5+13=\underline{\quad}$(厘米)。
第三套
题目:平行四边形 $ABED$ 与平行四边形 $AFCD$ 的面积均为 $96$ 平方厘米,其中 $AF$ 垂直 $ED$ 于 $O$,$AO$、$OD$、$AD$ 分别长 $6$、$8$、$10$ 厘米。求:(1)三角形 $OEF$ 的面积与周长;(2)三角形 $OEF$ 的面积占平行四边形 $ABED$ 面积的几分之几。
引导填空(在横线上填关键结果):
  1. 第 1 步:$DE=96\div6=\underline{\quad}$(厘米),$OE=16-8=\underline{\quad}$(厘米)。
  2. 第 2 步:$AF=96\div8=\underline{\quad}$(厘米),$OF=12-6=\underline{\quad}$(厘米)。
  3. 第 3 步:面积 $=8\times6\div2=\underline{\quad}$(平方厘米);$EF^{2}=8^{2}+6^{2}=\underline{\quad}$,$EF=\underline{\quad}$(厘米),周长 $=8+6+10=\underline{\quad}$(厘米)。
  4. 第 4 步(求占比):用三角形面积除以平行四边形面积,$24\div96=\underline{\quad}$,即 $\dfrac14$。
31. 【原题 ch11-xingqu-09】如图 $11\text{-}9$,四边形 $ABCD$ 是直角梯形,$AB=4$,$AD=5$,$DE=3$。求:(1)三角形 $OBC$ 的面积;(2)梯形 $ABCD$ 的面积。
详细思路
是哪类问题:这是「直角梯形 $+$ 对角线分割」类问题:对角线把梯形分成四块,要分块求面积再合成。
关键切入点:关键在于梯形对角线分出的两个「侧边」三角形面积相等($S_{OBC}=S_{OAD}$),并且相邻两块的面积成比例(比例中项关系),由此可以从已知的两块推出剩下的一块。
方法概述:先用等积关系求 $S_{OBC}$,再用比例中项求 $S_{ODC}$,最后四块相加。
规范步骤:
  1. 由等积关系求三角形 $OBC$ 的面积:$S_{OBC}=S_{OAD}=5\times3\div2=7.5$(梯形对角线分出的两侧三角形等积)
  2. 求三角形 $ABD$ 的面积:$4\times5\div2=10$(直角三角形面积)
  3. 求剩下一小块:$10-7.5=2.5$(面积的和差关系)
  4. 由比例中项求三角形 $ODC$ 的面积:$7.5\times7.5\div2.5=22.5$(等高三角形面积比)
  5. 四块相加:$7.5+7.5+2.5+22.5=40$(面积相加)
32. 【原题 ch11-xingqu-10】有一些黑、白两种颜色的小正方体积木,把它们摞成如图 $11\text{-}10$ 所示的形状。已知相邻的积木颜色不同(有公共面的两块积木叫做相邻的积木),已知 $A$ 处的积木为黑色,请问:图中共有黑色积木多少块?
详细思路
是哪类问题:这是「立体染色(相邻异色)」类计数问题:把相邻积木颜色不同的要求转化为黑白相间染色,再分层数出黑色块数。
关键切入点:关键在于「有公共面的两块颜色不同」等价于国际象棋式的黑白相间染色:同层左右前后相邻异色、上下相邻也异色。这样每块积木的颜色由它的位置坐标之和的奇偶性唯一确定,$A$ 处为黑就把整个染色定死了。
方法概述:转化为黑白相间染色,逐层数黑块再求和。
规范步骤:
  1. 第一层的黑色块数:$3$(块)(黑白相间染色)
  2. 第二层的黑色块数:$5$(块)(黑白相间染色)
  3. 第三层的黑色块数:$7$(块)(黑白相间染色)
  4. 求和:$3+5+7=15$(块)(分层计数)

附录 · 答案

(原题答案见题库;以下为三套变式的完整填好步骤与最终答案)
  1. 1. ch11-chaoyue-01 · 第一套
    1. 第 1 步(定底):三角形 $ADE$ 以上底 $AD$ 为底,底长 $10$ 厘米。
    2. 第 2 步(求下底多出的部分):$26-10=\underline{16}$(厘米)。
    3. 第 3 步(对称平分得高):等腰梯形左右对称,多出的部分平分到两边,每边 $16\div2=\underline{8}$(厘米),这就是三角形 $ADE$ 的高。
    4. 第 4 步(求面积):$10\times8\div2=\underline{40}$(平方厘米)。
    最终答案:$40$ 平方厘米。
  2. 1. ch11-chaoyue-01 · 第二套
    1. 第 1 步:这块三角形地以 $AD$ 为底,底长 $10$ 米。
    2. 第 2 步:下底比上底多出 $26-10=\underline{16}$(米)。
    3. 第 3 步:花圃左右对称,多出部分平分到两边,每边 $16\div2=\underline{8}$(米),正好是这块三角形地的高。
    4. 第 4 步:面积 $=10\times8\div2=\underline{40}$(平方米)。
    最终答案:$40$ 平方米。
  3. 1. ch11-chaoyue-01 · 第三套
    1. 第 1 步:下底比上底多出 $30-12=\underline{18}$(厘米)。
    2. 第 2 步:对称平分得高 $18\div2=\underline{9}$(厘米)。
    3. 第 3 步:面积 $=12\times9\div2=\underline{54}$(平方厘米)。
    最终答案:$54$ 平方厘米。
  4. 1. ch11-chaoyue-01 · 第三套
    1. 第 1 步(第一问):下底比上底多出 $20-10=\underline{10}$(厘米),对称平分得三角形 $ADE$ 的高 $10\div2=\underline{5}$(厘米),面积 $=10\times5\div2=\underline{25}$(平方厘米)。
    2. 第 2 步(求梯形的腰):正方形面积 $169$,开平方得边长 $CD=\underline{13}$(厘米),它就是梯形的腰。
    3. 第 3 步(求梯形的高):腰、腰在下底上的水平投影 $5$、梯形的高构成直角三角形,高的平方 $=169-25=\underline{144}$,所以高 $=\underline{12}$(厘米)。
    4. 第 4 步(求梯形面积):$(10+20)\div2\times12=\underline{180}$(平方厘米)。
    最终答案:(1)$25$ 平方厘米;(2)$180$ 平方厘米。
  5. 2. ch11-chaoyue-02 · 第一套
    1. 第 1 步(求长):$F$ 是最靠近 $A$ 的五等分点,所以 $AB=3\times5=\underline{15}$(厘米)。
    2. 第 2 步(用折叠的全等):折叠不改变长度,所以 $CF=CD=AB=\underline{15}$(厘米),而 $BF=15-3=\underline{12}$(厘米)。
    3. 第 3 步(求宽):在直角三角形 $BCF$ 中,$BC^{2}=15^{2}-12^{2}=\underline{81}$,所以 $BC=\underline{9}$(厘米)。
    4. 第 4 步(设元列方程):设 $ED=x$,折叠后 $EF=ED=x$,$AE=BC-ED=9-x$。在直角三角形 $AEF$ 中 $3^{2}+(9-x)^{2}=x^{2}$。
    5. 第 5 步(去括号相消):展开得 $9+81-18x+x^{2}=x^{2}$,两边的 $x^{2}$ 相消,得 $18x=\underline{90}$,所以 $x=90\div18=\underline{5}$(厘米)。
    6. 第 6 步(求面积):$5\times15\div2=\underline{37.5}$(平方厘米)。
    最终答案:$37.5$ 平方厘米。
  6. 2. ch11-chaoyue-02 · 第二套
    1. 第 1 步:$F$ 是最靠近 $A$ 的五等分点,$AB=3\times5=\underline{15}$(厘米)。
    2. 第 2 步:折纸不改变长度,$CF=CD=AB=\underline{15}$(厘米),$BF=15-3=\underline{12}$(厘米)。
    3. 第 3 步:在直角三角形 $BCF$ 中,$BC^{2}=15^{2}-12^{2}=\underline{81}$,$BC=\underline{9}$(厘米)。
    4. 第 4 步:设 $ED=x$,则 $EF=x$、$AE=9-x$,由 $3^{2}+(9-x)^{2}=x^{2}$。
    5. 第 5 步:$x^{2}$ 相消后 $18x=\underline{90}$,$x=90\div18=\underline{5}$(厘米)。
    6. 第 6 步:面积 $=5\times15\div2=\underline{37.5}$(平方厘米)。
    最终答案:$37.5$ 平方厘米。
  7. 2. ch11-chaoyue-02 · 第三套
    1. 第 1 步:$AB=2\times5=\underline{10}$(厘米)。
    2. 第 2 步:$CF=CD=AB=\underline{10}$(厘米),$BF=10-2=\underline{8}$(厘米)。
    3. 第 3 步:$BC^{2}=10^{2}-8^{2}=\underline{36}$,$BC=\underline{6}$(厘米)。
    4. 第 4 步:设 $ED=x$,$AE=6-x$,由 $2^{2}+(6-x)^{2}=x^{2}$,展开相消得 $12x=\underline{40}$,所以 $x=40\div12=\underline{3.333333333}$(厘米)。
    5. 第 5 步:面积 $=\dfrac{10}{3}\times10\div2=\underline{16.666666667}$(平方厘米)。
    最终答案:$\dfrac{50}{3}=16\dfrac23$(平方厘米)。
  8. 2. ch11-chaoyue-02 · 第三套
    1. 第 1 步:$AB=3\times5=\underline{15}$(厘米),$BF=15-3=\underline{12}$(厘米)。
    2. 第 2 步:$BC^{2}=15^{2}-12^{2}=\underline{81}$,$BC=\underline{9}$(厘米)。
    3. 第 3 步(第一问):设 $ED=x$,$AE=9-x$,由 $3^{2}+(9-x)^{2}=x^{2}$ 相消得 $18x=90$,$x=\underline{5}$;面积 $=5\times15\div2=\underline{37.5}$(平方厘米)。
    4. 第 4 步(第二问):长方形面积 $=15\times9=\underline{135}$(平方厘米)。
    5. 第 5 步(先算三角形 $BCF$):它是直角三角形,面积 $=12\times9\div2=\underline{54}$(平方厘米)。
    6. 第 6 步(第三问):$135-37.5-54=\underline{43.5}$(平方厘米)。
    最终答案:(1)$37.5$;(2)$135$;(3)$43.5$(平方厘米)。
  9. 3. ch11-chaoyue-03 · 第一套
    1. 第 1 步(为什么能拼):把 $\triangle BCD$ 翻转拼到另一侧,两个直角凑成一个完整的直角,得到两个共用斜边的直角三角形,于是 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$。
    2. 第 2 步(算共用斜边的平方):$96^{2}+28^{2}=\underline{10000}$,所以这条公共斜边长 $=\underline{100}$。
    3. 第 3 步(反求未知边):$BC^{2}=10000-60^{2}=\underline{6400}$,所以 $BC=\underline{80}$。
    4. 第 4 步(分别求两块):$60\times80\div2=\underline{2400}$,$96\times28\div2=\underline{1344}$。
    5. 第 5 步(相加):$2400+1344=\underline{3744}$。
    最终答案:$3744$。
  10. 3. ch11-chaoyue-03 · 第二套
    1. 第 1 步:把 $\triangle BCD$ 翻转拼接,两个直角凑成完整直角,得到两个共斜边的直角三角形,于是 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$。
    2. 第 2 步:$96^{2}+28^{2}=\underline{10000}$,公共斜边长 $=\underline{100}$(米)。
    3. 第 3 步:$BC^{2}=10000-60^{2}=\underline{6400}$,$BC=\underline{80}$(米)。
    4. 第 4 步:两块的面积分别是 $60\times80\div2=\underline{2400}$、$96\times28\div2=\underline{1344}$(平方米)。
    5. 第 5 步:这块地的面积 $=2400+1344=\underline{3744}$(平方米)。
    最终答案:$3744$ 平方米。
  11. 3. ch11-chaoyue-03 · 第三套
    1. 第 1 步:翻转拼接后 $AB^{2}+BC^{2}=AD^{2}+DC^{2}$,先算右边 $39^{2}+52^{2}=\underline{4225}$,公共斜边 $=\underline{65}$。
    2. 第 2 步:$BC^{2}=4225-25^{2}=\underline{3600}$,$BC=\underline{60}$。
    3. 第 3 步:两块面积 $25\times60\div2=\underline{750}$,$39\times52\div2=\underline{1014}$。
    4. 第 4 步:相加得 $750+1014=\underline{1764}$。
    最终答案:$1764$。
  12. 3. ch11-chaoyue-03 · 第三套
    1. 第 1 步:$96^{2}+28^{2}=\underline{10000}$,公共斜边 $=\underline{100}$。
    2. 第 2 步:$BC^{2}=10000-60^{2}=\underline{6400}$,$BC=\underline{80}$。
    3. 第 3 步(第一问):$60\times80\div2=\underline{2400}$,$96\times28\div2=\underline{1344}$,面积 $=2400+1344=\underline{3744}$。
    4. 第 4 步(第二问):四条边依次为 $AB=60$、$BC=80$、$CD=28$、$DA=96$,周长 $=60+80+28+96=\underline{264}$。
    最终答案:(1)$3744$;(2)$264$。
  13. 5. ch11-chaoyue-05 · 第一套
    1. 第 1 步(补形):延长 $AC$ 与 $BD$ 交于 $F$。两个底角都是 $60^{\circ}$,所以第三个角也是 $60^{\circ}$,$\triangle ABF$ 是等边三角形,$AF=BF=AB=\underline{48}$。
    2. 第 2 步(求被截的两条边):$CF=48-16=\underline{32}$,$DF=48-32=\underline{16}$。
    3. 第 3 步(共角面积比):$\triangle CDF$ 与 $\triangle ABF$ 共顶角 $F$,面积比等于夹角两边乘积之比,$\dfrac{32\times16}{48\times48}=\underline{0.222222222}$。
    4. 第 4 步(用面积相等的条件):$S_{CDE}=S_{ABEC}$,两者合起来是 $\triangle ABF$ 去掉 $\triangle CDF$ 的部分,所以 $\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\left(1-\dfrac29\right)\div2=\underline{0.388888889}$。
    5. 第 5 步(同高换算):$\triangle CDF$ 与 $\triangle CDE$ 同高,面积比等于底 $DF$ 与 $DE$ 之比,所以 $DE=16\times\dfrac{7}{18}\div\dfrac29=\underline{28}$。
    最终答案:$DE=28$。
  14. 5. ch11-chaoyue-05 · 第二套
    1. 第 1 步:延长两边交于 $F$,因两角为 $60^{\circ}$,$\triangle ABF$ 是等边三角形,$AF=BF=AB=\underline{48}$(分米)。
    2. 第 2 步:$CF=48-16=\underline{32}$,$DF=48-32=\underline{16}$(分米)。
    3. 第 3 步:共顶角 $F$,面积比 $=\dfrac{32\times16}{48\times48}=\underline{0.222222222}$。
    4. 第 4 步:由两块面积相等得 $\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\left(1-\dfrac29\right)\div2=\underline{0.388888889}$。
    5. 第 5 步:同高三角形面积比等于底之比,$DE=16\times\dfrac{7}{18}\div\dfrac29=\underline{28}$(分米)。
    最终答案:$DE=28$ 分米。
  15. 5. ch11-chaoyue-05 · 第三套
    1. 第 1 步:延长两边交于 $F$,$\triangle ABF$ 为等边三角形,$AF=BF=\underline{30}$。
    2. 第 2 步:$CF=30-6=\underline{24}$,$DF=30-24=\underline{6}$。
    3. 第 3 步:共角面积比 $=\dfrac{24\times6}{30\times30}=\underline{0.16}$。
    4. 第 4 步:$\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=(1-0.16)\div2=\underline{0.42}$。
    5. 第 5 步:$DE=6\times0.42\div0.16=\underline{15.75}$。
    最终答案:$DE=15.75$。
  16. 5. ch11-chaoyue-05 · 第三套
    1. 第 1 步:$AF=BF=AB=\underline{48}$,$CF=48-16=\underline{32}$,$DF=48-32=\underline{16}$。
    2. 第 2 步:共角面积比 $\dfrac{S_{CDF}}{S_{ABF}}=\dfrac{32\times16}{48\times48}=\underline{0.222222222}$。
    3. 第 3 步(第二问):$\dfrac{S_{CDE}}{S_{ABF}}=\left(1-\dfrac29\right)\div2=\underline{0.388888889}$,即 $\dfrac{7}{18}$。
    4. 第 4 步(第一问):$DE=16\times\dfrac{7}{18}\div\dfrac29=\underline{28}$。
    5. 第 5 步(第三问):$DE\div DF=28\div16=\underline{1.75}$,即 $7:4$。
    最终答案:(1)$DE=28$;(2)$\dfrac{7}{18}$;(3)$DE:DF=7:4$。
  17. 10. ch11-tuozhan-02 · 第一套
    1. 第 1 步(认出整体量):圆环面积 $=\pi R^{2}-\pi r^{2}=\pi(R^{2}-r^{2})$,只要知道 $R^{2}-r^{2}$ 就够了,不必分别求 $R$、$r$。
    2. 第 2 步(由阴影反推):$\dfrac12(R^{2}-r^{2})=90$,两边同乘 $2$ 得 $R^{2}-r^{2}=90\times2=\underline{180}$。
    3. 第 3 步(整体代入):圆环面积 $=\underline{180}\pi$。
    4. 第 4 步(取 $\pi=3.14$):$180\times3.14=\underline{565.2}$(平方厘米)。
    最终答案:$565.2$ 平方厘米。
  18. 10. ch11-tuozhan-02 · 第二套
    1. 第 1 步:垫圈面积 $=\pi(R^{2}-r^{2})$,只跟 $R^{2}-r^{2}$ 有关。
    2. 第 2 步:由 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})=90$ 得 $R^{2}-r^{2}=90\times2=\underline{180}$。
    3. 第 3 步:垫圈面积 $=\underline{180}\pi$(平方毫米)。
    4. 第 4 步:取 $\pi=3.14$,$180\times3.14=\underline{565.2}$(平方毫米)。
    最终答案:$565.2$ 平方毫米。
  19. 10. ch11-tuozhan-02 · 第三套
    1. 第 1 步:由 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})=200$ 得 $R^{2}-r^{2}=200\times2=\underline{400}$。
    2. 第 2 步:圆环面积 $=\underline{400}\pi$。
    3. 第 3 步:取 $\pi=3.14$,$400\times3.14=\underline{1256}$(平方厘米)。
    最终答案:$1256$ 平方厘米。
  20. 10. ch11-tuozhan-02 · 第三套
    1. 第 1 步(求整体量):由 $\dfrac12(R^{2}-r^{2})=112.5$ 得 $R^{2}-r^{2}=112.5\times2=\underline{225}$。
    2. 第 2 步(求大圆半径):$r^{2}=8^{2}=\underline{64}$,所以 $R^{2}=64+225=\underline{289}$。
    3. 第 3 步:$R^{2}=289$,开平方得 $R=\underline{17}$(厘米)。
    4. 第 4 步(求圆环面积):$\pi(R^{2}-r^{2})=225\times3.14=\underline{706.5}$(平方厘米)。
    最终答案:(1)$17$ 厘米;(2)$706.5$ 平方厘米。
  21. 11. ch11-tuozhan-03 · 第一套
    1. 第 1 步(为什么能抵消):利用圆关于过圆心的直线的对称性添加辅助线,除中间被两弦围出的小长方形外,阴影块与空白块可以一一配对、面积相等,全部抵消。
    2. 第 2 步(长方形的长):它等于竖直偏移量的 $2$ 倍,$2\times5=\underline{10}$(厘米)。
    3. 第 3 步(长方形的宽):它等于水平偏移量的 $2$ 倍,$2\times3=\underline{6}$(厘米)。
    4. 第 4 步(求差):阴影比空白大的部分就是这个长方形,$10\times6=\underline{60}$(平方厘米)。
    最终答案:阴影部分比空白部分大 $60$ 平方厘米。
  22. 11. ch11-tuozhan-03 · 第二套
    1. 第 1 步:由圆的对称性添辅助线,除中间那个由两条线围出的小长方形外,贴膜块与没贴膜块两两配对、面积相等,可以抵消。
    2. 第 2 步:小长方形的长 $=2\times5=\underline{10}$(厘米)。
    3. 第 3 步:小长方形的宽 $=2\times3=\underline{6}$(厘米)。
    4. 第 4 步:所求的差 $=10\times6=\underline{60}$(平方厘米)。
    最终答案:贴膜部分比没贴膜部分大 $60$ 平方厘米。
  23. 11. ch11-tuozhan-03 · 第三套
    1. 第 1 步:由对称性,除中间小长方形外其余部分成对抵消。
    2. 第 2 步:两个偏移量相等,所以中间那块是正方形,边长 $=2\times4=\underline{8}$(厘米)。
    3. 第 3 步:所求的差 $=8\times8=\underline{64}$(平方厘米)。
    最终答案:阴影部分比空白部分大 $64$ 平方厘米。
  24. 11. ch11-tuozhan-03 · 第三套
    1. 第 1 步(求差):中间小长方形的两边为 $2\times5=\underline{10}$ 与 $2\times3=\underline{6}$,所以阴影比空白大 $10\times6=\underline{60}$(平方厘米)。
    2. 第 2 步(求和):阴影与空白合起来就是整个圆,面积 $=3.14\times20^{2}=\underline{1256}$(平方厘米)。
    3. 第 3 步(和差问题):已知和 $1256$、差 $60$,较大的那份(阴影)$=(1256+60)\div2=\underline{658}$(平方厘米)。
    最终答案:(1)大 $60$ 平方厘米;(2)阴影面积 $658$ 平方厘米。
  25. 12. ch11-tuozhan-04 · 第一套
    1. 第 1 步(补形得到关系):把相间的三条边延长可把六边形补成大等边三角形,于是六条边 $a_1\sim a_6$ 满足 $a_1+a_2=a_4+a_5$、$a_2+a_3=a_5+a_6$、$a_3+a_4=a_6+a_1$。
    2. 第 2 步(求第五条边):由 $4+15=7+a_5$ 得 $a_5=4+15-7=\underline{12}$(厘米)。
    3. 第 3 步(求第六条边):由 $15+12=12+a_6$ 得 $a_6=15+12-12=\underline{15}$(厘米)。
    4. 第 4 步(校验):$a_3+a_4=12+7=\underline{19}$,$a_6+a_1=15+4=\underline{19}$,两者相等,说明求对了。
    5. 第 5 步(求周长):$4+15+12+7+12+15=\underline{65}$(厘米)。
    最终答案:$65$ 厘米。
  26. 12. ch11-tuozhan-04 · 第二套
    1. 第 1 步:六个内角都是 $120^{\circ}$,把相间三条边延长可补成大等边三角形,于是 $a_1+a_2=a_4+a_5$、$a_2+a_3=a_5+a_6$、$a_3+a_4=a_6+a_1$。
    2. 第 2 步:由 $4+15=7+a_5$ 得 $a_5=4+15-7=\underline{12}$(米)。
    3. 第 3 步:由 $15+12=12+a_6$ 得 $a_6=15+12-12=\underline{15}$(米)。
    4. 第 4 步:校验 $12+7=\underline{19}$ 与 $15+4=\underline{19}$ 相等。
    5. 第 5 步:栅栏长即周长 $=4+15+12+7+12+15=\underline{65}$(米)。
    最终答案:$65$ 米。
  27. 12. ch11-tuozhan-04 · 第三套
    1. 第 1 步:由等角六边形关系 $a_1+a_2=a_4+a_5$,得 $a_5=6+11-9=\underline{8}$(厘米)。
    2. 第 2 步:由 $a_2+a_3=a_5+a_6$,得 $a_6=11+13-8=\underline{16}$(厘米)。
    3. 第 3 步:校验 $a_3+a_4=13+9=\underline{22}$ 与 $a_6+a_1=16+6=\underline{22}$ 相等。
    4. 第 4 步:周长 $=6+11+13+9+8+16=\underline{63}$(厘米)。
    最终答案:$63$ 厘米。
  28. 12. ch11-tuozhan-04 · 第三套
    1. 第 1 步:由 $a_1+a_2=a_4+a_5$ 得 $a_5=4+15-7=\underline{12}$(厘米);由 $a_2+a_3=a_5+a_6$ 得 $a_6=15+12-12=\underline{15}$(厘米)。
    2. 第 2 步(六边形周长):$4+15+12+7+12+15=\underline{65}$(厘米)。
    3. 第 3 步(大三角形的边):补形时每条大边由六边形连续三条边接成,边长 $=4+15+12=\underline{31}$(厘米)。
    4. 第 4 步(校验另一种接法):$12+7+12=\underline{31}$,与上式相等,说明补形正确。
    5. 第 5 步(大三角形周长):$31\times3=\underline{93}$(厘米)。
    最终答案:(1)$65$ 厘米;(2)大等边三角形边长 $31$ 厘米,周长 $93$ 厘米。
  29. 13. ch11-tuozhan-05 · 第一套
    1. 第 1 步(求对角线):由勾股定理 $AC^{2}=60^{2}+80^{2}=\underline{10000}$,所以 $AC=\underline{100}$(厘米)。
    2. 第 2 步(求半对角线):长方形两条对角线互相平分且相等,$OB=OC=100\div2=\underline{50}$(厘米)。
    3. 第 3 步(求四分之一块):长方形面积 $=60\times80=\underline{4800}$(平方厘米),$S_{BOC}=4800\div4=\underline{1200}$(平方厘米)。
    4. 第 4 步(拆块列式):$PQ$、$PR$ 分别是三角形 $POC$、$POB$ 的高,两块面积之和 $=\dfrac12\times50\times(PQ+PR)=1200$。
    5. 第 5 步(解出):$PQ+PR=1200\times2\div50=\underline{48}$(厘米)。
    最终答案:$48$ 厘米。
  30. 13. ch11-tuozhan-05 · 第二套
    1. 第 1 步:由勾股定理 $AC^{2}=60^{2}+80^{2}=\underline{10000}$,$AC=\underline{100}$(米)。
    2. 第 2 步:两条小路互相平分且等长,$OB=OC=100\div2=\underline{50}$(米)。
    3. 第 3 步:草坪面积 $=60\times80=\underline{4800}$(平方米),$S_{BOC}=4800\div4=\underline{1200}$(平方米)。
    4. 第 4 步:$\dfrac12\times50\times(PQ+PR)=1200$,所以 $PQ+PR=1200\times2\div50=\underline{48}$(米)。
    最终答案:$48$ 米。
  31. 13. ch11-tuozhan-05 · 第三套
    1. 第 1 步:$AC^{2}=45^{2}+60^{2}=\underline{5625}$,$AC=\underline{75}$(厘米)。
    2. 第 2 步:$OB=OC=75\div2=\underline{37.5}$(厘米)。
    3. 第 3 步:长方形面积 $=45\times60=\underline{2700}$(平方厘米),$S_{BOC}=2700\div4=\underline{675}$(平方厘米)。
    4. 第 4 步:$PQ+PR=675\times2\div37.5=\underline{36}$(厘米)。
    最终答案:$36$ 厘米。
  32. 13. ch11-tuozhan-05 · 第三套
    1. 第 1 步:$AC^{2}=60^{2}+80^{2}=\underline{10000}$,$AC=\underline{100}$(厘米),$OB=OC=100\div2=\underline{50}$(厘米)。
    2. 第 2 步:长方形面积 $=60\times80=\underline{4800}$(平方厘米),$S_{BOC}=4800\div4=\underline{1200}$(平方厘米)。
    3. 第 3 步(第一问):$\dfrac12\times50\times(PQ+PR)=1200$,得 $PQ+PR=1200\times2\div50=\underline{48}$(厘米)。
    4. 第 4 步(第二问):$P$ 是 $BC$ 中点时,图形关于 $BC$ 的中垂线对称,两条垂线段一样长,所以 $PQ=48\div2=\underline{24}$(厘米)。
    最终答案:(1)$48$ 厘米;(2)$24$ 厘米。
  33. 16. ch11-tuozhan-08 · 第一套
    1. 第 1 步(认出核心性质):设长方形面积为 $S$。$P$ 与一组对边构成的两个三角形,高加起来正好是长方形的宽,所以 $S_{PAB}+S_{PCD}=\dfrac12S$,于是 $S_{PCD}=\dfrac12S-17$。
    2. 第 2 步(拆块):$S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S=41+\left(\dfrac12S-17\right)-\dfrac12S$。
    3. 第 3 步(相消):把 $\dfrac12S$ 一加一减消掉,剩下的式子是 $\underline{41-17}$。
    4. 第 4 步(算出):$41-17=\underline{24}$。
    最终答案:$24$。
  34. 16. ch11-tuozhan-08 · 第二套
    1. 第 1 步:设菜地面积为 $S$。井与一组对边构成的两块,高之和恰是菜地的宽,所以 $S_{PAB}+S_{PCD}=\dfrac12S$,即 $S_{PCD}=\dfrac12S-17$。
    2. 第 2 步:$S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S=41+\left(\dfrac12S-17\right)-\dfrac12S$。
    3. 第 3 步:$\dfrac12S$ 相消后剩下 $\underline{41-17}$。
    4. 第 4 步:$41-17=\underline{24}$(平方米)。
    最终答案:$24$ 平方米。
  35. 16. ch11-tuozhan-08 · 第三套
    1. 第 1 步(认出性质):$PAB$ 与 $PCD$ 贴的是一组对边,它们的面积之和恰是长方形面积的一半。
    2. 第 2 步(先求一半):$12+20=\underline{32}$。
    3. 第 3 步(还原整体):这是一半,所以长方形面积 $=32\times2=\underline{64}$。
    最终答案:$64$。
  36. 16. ch11-tuozhan-08 · 第三套
    1. 第 1 步(求长方形面积):$PBC$ 与 $PAD$ 贴一组对边,面积之和是长方形的一半,$41+23=\underline{64}$,所以长方形面积 $=64\times2=\underline{128}$。
    2. 第 2 步(求 $PCD$):$PAB$ 与 $PCD$ 也是一组对边,和为一半 $=128\div2=\underline{64}$,所以 $S_{PCD}=64-17=\underline{47}$。
    3. 第 3 步(求 $PBD$):由 $S_{PBD}=S_{PBC}+S_{PCD}-\dfrac12S=41+47-64=\underline{24}$。
    最终答案:(1)$128$;(2)$47$;(3)$24$。
  37. 19. ch11-tuozhan-11 · 第一套
    1. 第 1 步(认出角块):按 $45^{\circ}$ 剪去的每个角块都是等腰直角三角形,两条直角边都等于 $12$ 厘米,$12^{2}=\underline{144}$。
    2. 第 2 步(小正方形的边就是斜边):由勾股定理,边长的平方 $=144+144=\underline{288}$。
    3. 第 3 步(直接得面积):正方形面积就等于边长的平方,所以面积 $=\underline{288}$(平方厘米)。
    最终答案:$288$ 平方厘米。
  38. 19. ch11-tuozhan-11 · 第二套
    1. 第 1 步:切去的每个角块都是等腰直角三角形,两条直角边都是 $12$ 厘米,$12^{2}=\underline{144}$。
    2. 第 2 步:中间小正方形的边就是这些三角形的斜边,边长的平方 $=144+144=\underline{288}$。
    3. 第 3 步:面积等于边长的平方,即 $\underline{288}$(平方厘米)。
    最终答案:$288$ 平方厘米。
  39. 19. ch11-tuozhan-11 · 第三套
    1. 第 1 步:角块为等腰直角三角形,直角边都是 $9$ 厘米,$9^{2}=\underline{81}$。
    2. 第 2 步:小正方形边长的平方 $=81+81=\underline{162}$。
    3. 第 3 步:所以面积为 $\underline{162}$(平方厘米)。
    最终答案:$162$ 平方厘米。
  40. 19. ch11-tuozhan-11 · 第三套
    1. 第 1 步:角块的直角边为 $12$ 厘米,$12^{2}=\underline{144}$。
    2. 第 2 步:小正方形边长的平方(即面积)$=144+144=\underline{288}$(平方厘米)。
    3. 第 3 步(求原正方形面积):$40\times40=\underline{1600}$(平方厘米)。
    4. 第 4 步(求占比):$288\div1600=\underline{0.18}$,即 $18\%$。
    最终答案:(1)$288$ 平方厘米;(2)$18\%$。
  41. 20. ch11-tuozhan-12 · 第一套
    1. 第 1 步(展开法):把每次反弹看成沿碰到的边把木盘翻折,路径就被拉直成一条 $45^{\circ}$ 直线;球第一次到顶点时,走过的水平长度既是长的倍数又是宽的倍数,所以是 $\mathrm{lcm}(8,5)=\underline{40}$(厘米)。
    2. 第 2 步(数横向格数):$40\div8=\underline{5}$(个)。
    3. 第 3 步(数纵向格数):$40\div5=\underline{8}$(个)。
    4. 第 4 步(去掉两端):出发点与终点这两个顶点不算撞壁,撞壁次数 $=(5-1)+(8-1)=\underline{11}$(次)。
    最终答案:$11$ 次。
  42. 20. ch11-tuozhan-12 · 第二套
    1. 第 1 步:把每次反射看成把房间沿墙翻折,光线被拉直成一条 $45^{\circ}$ 直线,走过的水平长度为 $\mathrm{lcm}(8,5)=\underline{40}$(米)。
    2. 第 2 步:横向跨过 $40\div8=\underline{5}$ 个房间。
    3. 第 3 步:纵向跨过 $40\div5=\underline{8}$ 个房间。
    4. 第 4 步:两端墙角不算,碰墙次数 $=(5-1)+(8-1)=\underline{11}$(次)。
    最终答案:$11$ 次。
  43. 20. ch11-tuozhan-12 · 第三套
    1. 第 1 步(注意长宽不互质):展开后走过的长度是 $\mathrm{lcm}(12,9)=\underline{36}$(厘米),它比 $12\times9$ 小得多,说明球会提前进角。
    2. 第 2 步:横向跨过 $36\div12=\underline{3}$(个)。
    3. 第 3 步:纵向跨过 $36\div9=\underline{4}$(个)。
    4. 第 4 步:撞壁次数 $=(3-1)+(4-1)=\underline{5}$(次)。
    最终答案:$5$ 次。
  44. 20. ch11-tuozhan-12 · 第三套
    1. 第 1 步:展开后水平方向走过 $\mathrm{lcm}(8,5)=\underline{40}$(厘米)。
    2. 第 2 步:横向跨 $40\div8=\underline{5}$ 个,纵向跨 $40\div5=\underline{8}$ 个。
    3. 第 3 步(第一问):撞壁次数 $=(5-1)+(8-1)=\underline{11}$(次)。
    4. 第 4 步(第二问):展开后的路径是一条 $45^{\circ}$ 直线,它是水平 $40$、竖直 $40$ 的正方形的对角线,长度 $=40\times1.414=\underline{56.56}$(厘米)。
    最终答案:(1)$11$ 次;(2)约 $56.56$ 厘米。
  45. 23. ch11-xingqu-01 · 第一套
    1. 第 1 步(先算大圆):用圆面积公式,大圆面积 $=\pi\times25^{2}=\underline{625}\pi$(平方厘米)。
    2. 第 2 步(再算两小圆之和):$\pi\times24^{2}=\underline{576}\pi$,$\pi\times7^{2}=\underline{49}\pi$,两者相加得 $\underline{625}\pi$。
    3. 第 3 步(比总量):两个总量相减 $625-625=\underline{0}$,说明大圆面积与两小圆面积之和恰好相等。
    4. 第 4 步(配平):设 $A$ 部分面积为 $a$、阴影面积为 $b$,则 $625\pi=625\pi-b+a$,所以 $a-b=\underline{0}$,两部分一样大。
    最终答案:一样大(相等),相差 $0$。
  46. 23. ch11-xingqu-01 · 第二套
    1. 第 1 步:大垫片面积 $=\pi\times25^{2}=\underline{625}\pi$(平方厘米)。
    2. 第 2 步:两张小垫片面积 $\pi\times24^{2}=\underline{576}\pi$、$\pi\times7^{2}=\underline{49}\pi$,合计 $\underline{625}\pi$。
    3. 第 3 步:两个合计相减 $625-625=\underline{0}$,恰好相等。
    4. 第 4 步:重叠处被多铺了一层、露出处一层也没铺,两者必须抵消,所以重叠面积减露出面积 $=\underline{0}$。
    最终答案:一样大(相等),相差 $0$。
  47. 23. ch11-xingqu-01 · 第三套
    1. 第 1 步(算大圆):$\pi\times13^{2}=\underline{169}\pi$(平方厘米)。
    2. 第 2 步(算两小圆之和):$\pi\times12^{2}+\pi\times5^{2}=\underline{144}\pi+\underline{25}\pi=\underline{169}\pi$。
    3. 第 3 步(比总量):$169-169=\underline{0}$,两个总量相等,所以重叠面积 $=$ 空缺面积。
    4. 第 4 步(代入已知):既然两者相等,阴影面积 $=\underline{20}$ 平方厘米。
    最终答案:$20$ 平方厘米。
  48. 23. ch11-xingqu-01 · 第三套
    1. 第 1 步(两小圆面积之和):$\pi\times24^{2}+\pi\times7^{2}=\underline{576}\pi+\underline{49}\pi=\underline{625}\pi$。
    2. 第 2 步(容斥原理):把两块相加时,重叠部分被算了两遍,覆盖面积 $=$ 面积之和 $-$ 重叠面积。
    3. 第 3 步(先把 $625\pi$ 化成小数):$625\times3.14=\underline{1962.5}$(平方厘米)。
    4. 第 4 步(减去多算的一遍):覆盖面积 $=1962.5-12.5=\underline{1950}$(平方厘米)。
    最终答案:$1950$ 平方厘米。
  49. 24. ch11-xingqu-02 · 第一套
    1. 第 1 步(用切线性质):圆心到切点的半径垂直于这条弦,并且把弦平分,所以半弦长 $=40\div2=\underline{20}$(厘米)。
    2. 第 2 步(勾股定理):半径 $r$、半弦、大圆半径 $R$ 组成直角三角形,$R^{2}-r^{2}=\underline{20}^{2}=\underline{400}$。
    3. 第 3 步(整体代换):圆环面积 $=\pi R^{2}-\pi r^{2}=\pi(R^{2}-r^{2})=\underline{400}\pi$。
    4. 第 4 步(代入 $\pi=3.14$):$400\times3.14=\underline{1256}$(平方厘米)。
    最终答案:$1256$ 平方厘米。
  50. 24. ch11-xingqu-02 · 第二套
    1. 第 1 步:从圆心向切点连半径,它垂直于绳子并把绳子平分,半段绳长 $=40\div2=\underline{20}$(米)。
    2. 第 2 步:由勾股定理得 $R^{2}-r^{2}=\underline{20}^{2}=\underline{400}$。
    3. 第 3 步:花坛面积 $=\pi(R^{2}-r^{2})=\underline{400}\pi$(平方米)。
    4. 第 4 步:取 $\pi=3.14$,$400\times3.14=\underline{1256}$(平方米)。
    最终答案:$1256$ 平方米。
  51. 24. ch11-xingqu-02 · 第三套
    1. 第 1 步:半弦长 $=26\div2=\underline{13}$(厘米)。
    2. 第 2 步:由勾股定理 $R^{2}-r^{2}=\underline{13}^{2}=\underline{169}$。
    3. 第 3 步:圆环面积 $=\pi(R^{2}-r^{2})=\underline{169}\pi$。
    4. 第 4 步:代入 $\pi=3.14$ 得 $169\times3.14=\underline{530.66}$(平方厘米)。
    最终答案:$530.66$ 平方厘米。
  52. 24. ch11-xingqu-02 · 第三套
    1. 第 1 步:半弦长 $=40\div2=\underline{20}$(厘米),由勾股定理 $R^{2}-r^{2}=\underline{400}$。
    2. 第 2 步(求大圆半径):把 $r=15$ 代入,$r^{2}=15^{2}=\underline{225}$,所以 $R^{2}=225+400=\underline{625}$。
    3. 第 3 步:$R^{2}=625$,开平方得 $R=\underline{25}$(厘米)。
    4. 第 4 步(求圆环面积):$\pi(R^{2}-r^{2})=400\times3.14=\underline{1256}$(平方厘米)。
    最终答案:(1)$25$ 厘米;(2)$1256$ 平方厘米。
  53. 29. ch11-xingqu-07 · 第一套
    1. 第 1 步(把三角形还原成「底 $\times$ 高」):三角形面积是底乘高的一半,所以 $AB\times MF=37\times2=\underline{74}$。
    2. 第 2 步:同样地,$CD=AB$,所以 $AB\times ME=16\times2=\underline{32}$。
    3. 第 3 步(判断取差还是取和):$M$ 在平行四边形外,两条高在同一侧,平行线间的距离是两高之差,所以面积 $=74-32=\underline{42}$(平方厘米)。
    最终答案:$42$ 平方厘米。
  54. 29. ch11-xingqu-07 · 第二套
    1. 第 1 步:$AB\times MF=37\times2=\underline{74}$(平方米)。
    2. 第 2 步:草坪对边相等,$CD=AB$,所以 $AB\times ME=16\times2=\underline{32}$(平方米)。
    3. 第 3 步:灯在草坪外,两条高同侧,草坪面积 $=74-32=\underline{42}$(平方米)。
    最终答案:$42$ 平方米。
  55. 29. ch11-xingqu-07 · 第三套
    1. 第 1 步(判断取和还是取差):$M$ 在形内时,两条高分居 $M$ 两侧,两高之**和**才是平行线间的距离。
    2. 第 2 步:把两个三角形面积先相加,$9+16=\underline{25}$(平方厘米)。
    3. 第 3 步:这个和恰好是平行四边形面积的一半,所以面积 $=25\times2=\underline{50}$(平方厘米)。
    最终答案:$50$ 平方厘米。
  56. 29. ch11-xingqu-07 · 第三套
    1. 第 1 步:$AB\times MF=37\times2=\underline{74}$,$AB\times ME=16\times2=\underline{32}$。
    2. 第 2 步(求面积):$M$ 在形外,取差,面积 $=74-32=\underline{42}$(平方厘米)。
    3. 第 3 步(求距离):平行四边形面积 $=$ 底 $\times$ 高,把底 $AB=7$ 除过去,$42\div7=\underline{6}$(厘米)。
    最终答案:(1)$42$ 平方厘米;(2)$6$ 厘米。
  57. 30. ch11-xingqu-08 · 第一套
    1. 第 1 步(认出底和高):$AF\perp ED$,所以 $AO$ 就是平行四边形 $ABED$ 以 $DE$ 为底时的高,$DE=96\div6=\underline{16}$(厘米)。
    2. 第 2 步:$OE=DE-OD=16-8=\underline{8}$(厘米)。
    3. 第 3 步:同理 $DO$ 是平行四边形 $AFCD$ 以 $AF$ 为底时的高,$AF=96\div8=\underline{12}$(厘米)。
    4. 第 4 步:$OF=AF-AO=12-6=\underline{6}$(厘米)。
    5. 第 5 步(求面积):三角形 $OEF$ 是直角三角形,面积 $=8\times6\div2=\underline{24}$(平方厘米)。
    6. 第 6 步(求斜边):由勾股定理 $EF^{2}=8^{2}+6^{2}=\underline{100}$,所以 $EF=\underline{10}$(厘米)。
    7. 第 7 步(求周长):$8+6+10=\underline{24}$(厘米)。
    最终答案:面积 $24$ 平方厘米,周长 $24$ 厘米。
  58. 30. ch11-xingqu-08 · 第二套
    1. 第 1 步:$AF\perp ED$,$AO$ 是草地 $ABED$ 以 $DE$ 为底时的高,$DE=96\div6=\underline{16}$(米)。
    2. 第 2 步:$OE=DE-OD=16-8=\underline{8}$(米)。
    3. 第 3 步:$DO$ 是草地 $AFCD$ 以 $AF$ 为底时的高,$AF=96\div8=\underline{12}$(米)。
    4. 第 4 步:$OF=AF-AO=12-6=\underline{6}$(米)。
    5. 第 5 步:这一小块是直角三角形,面积 $=8\times6\div2=\underline{24}$(平方米)。
    6. 第 6 步:$EF^{2}=8^{2}+6^{2}=\underline{100}$,$EF=\underline{10}$(米)。
    7. 第 7 步:周长 $=8+6+10=\underline{24}$(米)。
    最终答案:面积 $24$ 平方米,周长 $24$ 米。
  59. 30. ch11-xingqu-08 · 第三套
    1. 第 1 步:$DE=120\div5=\underline{24}$(厘米),所以 $OE=24-12=\underline{12}$(厘米)。
    2. 第 2 步:$AF=120\div12=\underline{10}$(厘米),所以 $OF=10-5=\underline{5}$(厘米)。
    3. 第 3 步:面积 $=12\times5\div2=\underline{30}$(平方厘米)。
    4. 第 4 步:$EF^{2}=12^{2}+5^{2}=\underline{169}$,$EF=\underline{13}$(厘米)。
    5. 第 5 步:周长 $=12+5+13=\underline{30}$(厘米)。
    最终答案:面积 $30$ 平方厘米,周长 $30$ 厘米。
  60. 30. ch11-xingqu-08 · 第三套
    1. 第 1 步:$DE=96\div6=\underline{16}$(厘米),$OE=16-8=\underline{8}$(厘米)。
    2. 第 2 步:$AF=96\div8=\underline{12}$(厘米),$OF=12-6=\underline{6}$(厘米)。
    3. 第 3 步:面积 $=8\times6\div2=\underline{24}$(平方厘米);$EF^{2}=8^{2}+6^{2}=\underline{100}$,$EF=\underline{10}$(厘米),周长 $=8+6+10=\underline{24}$(厘米)。
    4. 第 4 步(求占比):用三角形面积除以平行四边形面积,$24\div96=\underline{0.25}$,即 $\dfrac14$。
    最终答案:(1)面积 $24$ 平方厘米,周长 $24$ 厘米;(2)$\dfrac14$。