定理 33.1.1 · 正方形的面积
边长为 的正方形,面积是
周长是
正方形、长方形、菱形、平行四边形和梯形:它们的面积公式、对角线的性质,以及怎样把任意四边形切成好处理的三角形。
在本节中,你将能够 求正方形的面积,以及斜放在另一个正方形里的正方形的面积。
正方形是最对称的四边形。把一个正方形斜放在另一个正方形里,剩下的四个角是 4 个一模一样的直角三角形。
边长为 的正方形,面积是 ,周长是 。对角线为 的正方形,面积是 。
当正方形 的四个顶点分别在正方形 的四条边上时,它的边是一个角上三角形的斜边,这个三角形的直角边是 和 。所以 。
边长为 的正方形,面积是
周长是
正方形 的四个顶点分别在正方形 的四条边上。点 在 上,且 。 的面积与 的面积之比是多少?
4 个全等的长方形如图摆放。外面大正方形的面积是里面小正方形面积的 倍。每个长方形长边与短边的长度之比是多少?
这个单位正方形内的 5 个阴影小正方形全等,并且内部互不重叠。中间那个正方形每条边的中点,都与另外 4 个小正方形中某一个的顶点重合,如图所示。它们共同的边长是 ,其中 和 是正整数。 是多少?
设 是正方形。分别以 和 为底,在正方形外侧作等边三角形, 和 依次是这些等边三角形的中心。正方形 的面积与正方形 的面积之比是多少?
在正方形 中,点 和 分别在 和 上,使得 。点 和 分别在 和 上,点 和 在 上,使得 ,。见下图。三角形 、四边形 、四边形 和五边形 的面积都是 。 是多少?
一个底面为正方形的封闭盒子要用一张正方形包装纸包起来。盒子放在包装纸的正中央,底面的顶点都落在这张正方形纸的中线上,如图所示。把包装纸的四个角向上折过盒子的侧面,在盒子顶面的中心(点 ;从上往下看,如图, 就是纸的中心)会合。盒子的底面边长为 ,高为 。这张包装纸的面积是多少?
在本节中,你将能够 运用长方形的面积和它的对角线:每条对角线都把长方形分成两个直角三角形。
长方形是直角三角形的家:每条对角线都把它切成两个直角三角形。
底为 、高为 的长方形,面积是 ,周长是 ,对角线长 。
平行于边的直线把长方形切成更小的长方形。用两个字母(比如 和 )给各段命名,各块的面积就是 、 和 。
底为 、高为 的长方形,面积是
周长是
设 是正方形,点 、 分别在 和 上。过 且平行于 的直线与过 且平行于 的直线,把 分成两个正方形和两个不是正方形的长方形。两个正方形的面积之和是正方形 面积的 。求 。
设 ,。正方形 的边长是多少?
这道题在书中还以 32.2.24 的编号出现。
长方形 中,,。点 是从 向对角线 所作垂线的垂足。 的面积是多少?
一块长方形地板的尺寸是 英尺乘 英尺,其中 和 是正整数,且 。一位艺术家在地板上画了一个长方形,长方形的边与地板的边平行。地板上没有涂色的部分在涂色长方形周围形成一圈宽 英尺的边框,并且占整块地板面积的一半。有序数对 有多少种可能?
长方形 中,,点 和 在 上,使得 和 三等分 ,如图所示。 的面积与长方形 的面积之比是多少?
长方形 中,,, 是 的中点。把线段 延长,超过 个单位到点 , 是 与 的交点。四边形 的面积是多少?
如图, 是边长为 的正方形。长方形 与 全等。 是多少?
在本节中,你将能够 由菱形的对角线求它的面积和周长。
菱形就是被推歪的正方形:边长不变,对角线变了,但它们始终互相垂直。
菱形的两条对角线把它分成 4 个全等的直角三角形,直角边为 和 。这一幅图就给出了两个公式。
对角线为 和 的菱形,面积是
周长是
菱形的两条对角线互相垂直平分,所以它们把菱形分成 4 个直角三角形,直角边为 和 。每个的面积是 ,4 个合起来是 。每条斜边都是菱形的一条边:,4 条边合起来是 。
长方形 中,,。点 和 在 上,点 和 在 上,点 和 在 上,点 和 在 上,使得 ,并且凸八边形 的各边都相等。这个八边形的边长可以写成 的形式,其中 、、 是整数,且 不能被任何质数的平方整除。 是多少?
在本节中,你将能够 由底和高,或者由两条对角线及其夹角,求平行四边形的面积。
把平行四边形一端的三角形切下来移到另一端,就得到一个长方形,面积和原来一样。
让上边沿着它所在的直线滑动,高保持不变,所以面积始终是 。
平行线到处都能构成平行四边形。平行四边形的对边相等,所以一条边上的长度可以搬到对边上去。
底为 、高为 的平行四边形,面积是
对角线为 和 的平行四边形,面积是
其中 是两条对角线的夹角(原书称之为平行四边形的“中心角”)。
把一端的直角三角形切下来,平移到另一端:就得到一个底为 、高为 的长方形。
再看对角线公式:两条对角线把平行四边形分成围绕交点的 4 个三角形。其中两个的两边是 ,夹角为 ;另外两个两边相同,夹角为 ,而 。所以面积是 。
凸四边形 中,,。对角线 与 交于 ,,且 与 的面积相等。 是多少?
设 是面积为 的平行四边形。点 和 分别是 和 在直线 上的投影;点 和 分别是 和 在直线 上的投影。见图,图中也标出了这些点的相对位置。
已知 ,,设 表示 的长度,它是 较长的那条对角线。 可以写成 的形式,其中 、、 是正整数,且 不能被任何质数的平方整除。 是多少?
在下图中, 是长方形,边长 ,; 也是长方形,边长 ,,如图所示。两个长方形内部公共的阴影部分面积是 ,其中 和 是互质的正整数。求 。
在本节中,你将能够 求梯形的面积,并利用它的对角线分出的三角形。
两底取平均,再乘以高。为什么?两个同样的梯形能拼成一个平行四边形。
两底为 、,高为 的梯形,面积是 。
画出两条对角线。两腰上的两个三角形面积总是相等,两底上的两个三角形相似,相似比为 。
两底为 和 、高为 的梯形,面积是
再拿一个同样的梯形,绕一条腰的中点旋转 。两个梯形拼成一个底为 、高为 的平行四边形,所以一个梯形的面积是 的一半。
梯形 的两底为 和 ,对角线交于 。已知 ,, 的面积是 。梯形 的面积是多少?
梯形 中, 平行于 , 是 的中点, 是 的中点。 的面积是 面积的 2 倍。 是多少?
考虑如图所示的十二边形 。它的每条边长都是 ,每两条相邻的边都成直角。设 与 交于 。四边形 的面积是多少?
一个等腰梯形的两腰长都是 ,一条底是另一条底的 2 倍。它的面积最大是多少?
设 是等腰梯形,平行的两底为 和 ,且 。从 内一点向四个顶点连线段,把梯形分成 4 个三角形,从以 为底的三角形开始按顺时针方向,它们的面积依次是 和 ,如下图所示。比值 是多少?
等腰梯形 的两条平行边是 和 ,,。平面上有一点 ,满足 ,,,。 是多少?
梯形 的两条平行边 和 的长分别是 和 。另外两条边的长是 和 。角 和角 都是锐角。 较短的那条对角线有多长?
这道题在书中还以 32.2.3 的编号出现。
梯形 中,,,。设 是对角线 与 的交点, 是 的中点。已知 ,长度 可以写成 的形式,其中 和 是正整数,且 不能被任何质数的平方整除。 是多少?
在本节中,你将能够 综合运用所有四边形工具:分成三角形、折叠、建立坐标。
这次不提示是哪种图形。问问自己:用哪个三角形?哪组平行线?怎么折?
这里很多题用坐标会更快。把直角放在原点,让代数替你干活。
凸四边形 中,,,,,,如图所示。这个四边形的面积是多少?
一张正方形纸片的边长为 ,顶点依次为 和 。如图所示,把纸片折起来,使顶点 落在边 上的点 处,此时边 与边 交于点 。已知 。 的周长是多少?
这道题在书中还以 32.2.24 的编号出现。
长方形 中,,。点 是从 向对角线 所作垂线的垂足。 的面积是多少?
四边形 的四个内角成等差数列。三角形 与三角形 相似,且 ,。此外,这两个三角形各自的三个角也都成等差数列。 中最大的两个角之和最大可能是多少度?
这道题在书中还以 33.1 的编号出现。
设 是正方形,点 、 分别在 和 上。过 且平行于 的直线与过 且平行于 的直线,把 分成两个正方形和两个不是正方形的长方形。两个正方形的面积之和是正方形 面积的 。求 。
是一张长方形纸片,把它折起来,使顶点 与边 上的点 重合。折痕是 , 在 上, 在 上。已知 ,,。长方形 的周长是 ,其中 和 是互质的正整数。求 。
凸四边形 中,边 垂直于对角线 ,边 垂直于对角线 ,,。过 且垂直于边 的直线与对角线 交于 ,。求 。