五年級數學: 等積變形 ――蝶形定理

圖形在什麼情況下面積會保持不變呢?

前面學過的對稱、旋轉、平移這些幾何變換就是保持圖形面積不變的運動。

在幾何中還有一類運動,它不僅改變了圖形的形狀,圖形經過運動後線段的長短角度均發生改變,但是經過運動後圖形的面積卻不發生變化,(即使變化也遵循一定的規律進行變化)這就是我們今天要學習蝶形定理和以後將要講到的共邊定理,他們是等積變形的兩種重要技巧。

五年級數學: 等積變形 ――蝶形定理

如圖1所示,△ABC位於兩條平行線之間,三角形的底邊BC位於其中一條平行線三角形的底邊BC位於其中一條平行線上,而頂點A在另一條平行線上。

我們設想底邊BC是在一條平行線上固定的,而頂點A是可以在另一條平行線上滑動的,那麼頂點A運動到一個新的位置P,就會產生一個新的△PBC。

顯然經過運動後產生的新△PBC與原來的△ABC相比較,形狀發生了變化但是面積是相等的,因為這兩個三角形的底與高是相等的。這說明:

1:三角形的一個頂點在平行線上的運動不改變圖形的面積

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2:如圖2所示,△ABC與△P BC位於兩條平行線之間,則△ABO的面積等於△PCO的面積

五年級數學: 等積變形 ――蝶形定理

3:如圖3所示圖中陰影三角形的面積等於平行四邊形面積的一半

五年級數學: 等積變形 ――蝶形定理

由於上面的構圖像蝴蝶的翅膀,所以我們常常把它們形象的叫做蝶形定理

蝶形定理是等級變形中的基本圖形結構,其結構會產生出許多更為複雜的圖形結構,相當於解題中的“定式”。

你能根據蝶形定理解決下面這個題嗎?

如圖,正方形ABCD的邊長是4釐米,CG=3釐米,求它的寬DE等於多少釐米

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