龔輝
三角形的面積問題因變化多端、解法多樣,經(jīng)常出現(xiàn)在中考試卷上。三角形面積問題又經(jīng)常與動(dòng)點(diǎn)相結(jié)合,產(chǎn)生兩大難點(diǎn):一是導(dǎo)致了圖形的不確定性,考查分類思想以及對(duì)動(dòng)態(tài)圖形的想象和處理能力;二是會(huì)引入?yún)?shù),考查含參坐標(biāo)或含參線段的運(yùn)算。倘若三角形的底和高均含參數(shù),則三角形面積的代數(shù)式會(huì)呈現(xiàn)二次函數(shù)關(guān)系,中考時(shí)常??勺鲞M(jìn)一步的研究,如最值問題、取值范圍和定值問題等。下面選取中考試卷中的幾道典型試題從三個(gè)角度進(jìn)行剖析。
一、直接利用面積公式
例1 (2020·山東濟(jì)南)如圖1,拋物線y=-x2+bx+c過點(diǎn)A(-1,0),點(diǎn)B(3,0),與y軸交于點(diǎn)C。在x軸上有一動(dòng)點(diǎn)E(m,0)(0 (1)求拋物線的表達(dá)式及C點(diǎn)坐標(biāo); (2)連接BM并延長交y軸于點(diǎn)N,連接AM、OM,設(shè)△AEM的面積為S1,△MON的面積為S2,若S1=2S2,求m的值。 【解析】(1)用待定系數(shù)法即可求解,易得y=-x2+2x+3,C(0,3)。 (2)∵E(m,0), 則M(m,-m2+2m+3)。 設(shè)直線BM的表達(dá)式為y=kx+b, 則[-m2+2m+3=km+b,0=3k+b,] 解得[k=-m-1,b=3m+3,] 故直線BM的表達(dá)式為 y=(-m-1)x+3m+3, ∵當(dāng)x=0時(shí),y=3m+3, 故點(diǎn)N(0,3m+3),則ON=3m+3。 ∵S1=[12]AE×yM=[12]×(m+1)×(-m2+2m+3), ∴2S2=ON·xM=(3m+3)×m =S1=[12]×(m+1)×(-m2+2m+3), 解得m=-2±[7]或-1。 又∵0 ∴m=[7]-2。 【點(diǎn)評(píng)】第(2)問中△AEM和△MON,均有一條邊是軸上線段(線段AE和ON)。求這樣的三角形面積,主要的解題策略就是直接運(yùn)用三角形的面積公式,用含參線段得到關(guān)于面積的方程后求解。本題的難點(diǎn)是含參表達(dá)式、含參坐標(biāo)和含參線段之間的轉(zhuǎn)化與運(yùn)算。 二、利用相似三角形轉(zhuǎn)化比例 例2 (2016·江蘇蘇州)如圖2,在四邊形ABCD中,∠ABC=90°,AB=BC=[22],E、F分別是AD、CD的中點(diǎn),連接BE、BF、EF。若四邊形ABCD的面積為6,則△BEF的面積為( )。 A.2 B.[94] C.[52] D.3 【解析】連接AC,如圖3,易得S△ABC=4。 ∵S四邊形ABCD=6, ∴S△ADC=2。 由E、F為AD、CD的中點(diǎn), 可得EF∥AC, ∴△DEF∽△DAC, ∴S△DEF=[14]S△DAC=[12]。 ∵S△BEF=S四邊形ABCD-S△ABE-S△BCF-S△FED, 易知S△ABE+S△BCF=[12]S四邊形ABCD=3, ∴S△BEF=[52]。 故選C。 【點(diǎn)評(píng)】直接用三角形面積公式求△BEF的面積有一定的難度,因此考慮面積割補(bǔ)法:S△BEF=S四邊形BEDF-S△DEF。在計(jì)算△DEF的面積時(shí),連接AC可達(dá)到一舉兩得的效果:一方面得到了等腰直角△ABC,另一方面可以構(gòu)造三角形相似,然后利用相似三角形的性質(zhì)得到S△DEF=[12]。我們總結(jié)的解題策略是:當(dāng)直接用面積公式求解困難時(shí),不妨用面積割補(bǔ)法進(jìn)行轉(zhuǎn)化;在求解時(shí)還可以優(yōu)先尋找相似三角形,利用面積比等于相似比的平方這一性質(zhì)求解。 三、利用同底等高模型轉(zhuǎn)移比例 例3 (2020·四川成都)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(-1,0),B(4,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,-2)。 (1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式; (2)如圖4,點(diǎn)D為第四象限拋物線上一點(diǎn),連接AD、BC交于點(diǎn)E,連接BD,記△BDE的面積為S1,△ABE的面積為S2,求[S1S2]的最大值。 【解析】(1)將A(-1,0),B(4,0),C(0, -2)分別代入y=ax2+bx+c,得a=[12],b=[-32],c=-2,∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=[12]x2-[32]x-2。 (2)設(shè)直線BC的表達(dá)式為y=kx+n,將B(4,0),C(0,-2)代入,可得k=[12],n=-2,∴直線BC的表達(dá)式為y=[12]x-2。 如圖5,過點(diǎn)D作DG⊥x軸于點(diǎn)G,交BC于點(diǎn)F,過點(diǎn)A作AK⊥x軸,交BC的延長線于點(diǎn)K,∴AK∥DG,∴△DFE∽△AKE, ∴[DFAK]=[DEAE], ∴[S1S2]=[S△BDES△ABE]=[DEAE]=[DFAK]。 ∵xA=xk=-1,∴yk=[-52],即AK=[52]。 設(shè)點(diǎn)D(m,[12]m2[-32]m-2), 則DF=[-12]m2+2m。 ∴[S1S2]=[-15]m2[+45]m=[-15](m-2)2[+45]。 ∴當(dāng)m=2時(shí),[S1S2]有最大值,為[45]。 【點(diǎn)評(píng)】本題的第(2)問有兩個(gè)難點(diǎn):一是點(diǎn)D在拋物線上運(yùn)動(dòng),需要引入?yún)?shù),如D的坐標(biāo)為(m,[12]m2[-32]m-2),DF=[-12]m2+2m等;二是兩個(gè)三角形的面積比該如何計(jì)算?觀察兩個(gè)三角形在圖形中的位置特征,可以發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)三角形有一條邊是公共邊(同高模型,可命名為“共邊三角形”),如圖6中AD為△ABD和△ACD的“共邊”,關(guān)于面積的結(jié)論是[S△ABDS△ACD]=[BDCD](如本題中的[S1S2]=[DEAE]),然后通過作高的方法將斜向線段改為軸向線段(即本題中[DEAE]=[DFAK]),方便與坐標(biāo)建立聯(lián)系,從而得到關(guān)于面積比的二次函數(shù)。 綜上可知,中考關(guān)于面積的問題通常有三條解決途徑可供選擇,由于題目背景、圖形類型、設(shè)問方法等變化較多,需要同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中不斷整理、提煉和總結(jié),形成行之有效的解題策略,從而在解題時(shí)游刃有余。