不超纲求解、难上天!非用三角形全等和勾股定理不可?

贝笑爱数学 2024-05-07 19:47:44

此前发布了一道小学五年级数学竞赛题:平行四边形仅一边已知,求其面积!同学纷纷表示太难了,甚至超纲了!有参加过培优的同学认为,非使用三角形全等和勾股定理不可!

如图一,

图一

两个相同的长方形ABCD和AECF叠放在一起,AH=13,BH=5,求重叠区域即阴影平行四边形AGCH的面积。

一、目标问题:求出BC!

二、几何直观:猜测

猜测①:平行四边形AGCH为菱形。

猜测②:BH=FH=DG=EG。

要说明这“两个猜测是对的”,只需证明:

△AFH≌△CBH≌△ADG≌△CEG。

三、超纲解析:三角形全等+勾股定理

①对顶角相等∠AHF=∠CHB,∠AFH=∠CBH=90°,AF=BC,故△AFH≌△CBH。从而CH=AH=13。

②由勾股定理可求得BC=12,从而S平行四边形AGCH=13×12=156。

但小学没学三角形全等和勾股定理,咋办?

四、“不超纲”解析:图形平移+勾股数,其中勾股数仍存超纲嫌疑!

①将△ADG向下平移至AG与CH重合,平移后的△ADG记为△HD'C;将△CEG向左平移至CG与AH重合,平移后的△CEG记为△HE'A。如图二

图二

②显然,四边形AE'HF和BCD'H均为长方形,故FH=AE'=EG,BH=CD'=DG。从而S△ADG=S△BCH,S△AFH=S△CEG。

③因此,S长方形AE'HF+S阴影=S长方形AECH=S长方形ABCD=S长方形BCD'H+S阴影。从而S长方形AE'HF=S长方形BCD'H。

④注意到,长方形AE'HF与BCD'H的长AF=BC,故FH=BH。

⑤由简单勾股数(5、12、13),即得BC=AF=12。如图三

图三

⑥S阴影=13×12=156。

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