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小学思维数学讲义:格点型面积-带详解

2022-06-15 来源:知库网
格点型面积

例题精讲

模块一、正方形格点问题

在一张纸上,先画出一些水平直线和一些竖直直线,并使任意两条相邻的平行线的距离都相等(通常规定是1个单位),这样在纸上就形成了一个方格网,其中的每个交点就叫做一个格点.在方格网中,以格点为顶点画出的多边形叫做格点多边形,例如,右图中的乡村小屋图形就是一个格点多边形.

那么,格点多边形的面积如何计算?它与格点数目有没有关系?如果有,这两者之间的关系能否用计算公式来表达?下面就让我们一起来探讨这些问题吧!

用N表示多边形内部格点,L表示多边形周界上的格点,S表示多边形面积,请同学们分析前几个例题的格点数.

L我们能发现如下规律:SN1.这个规律就是毕克定理.

2毕克定理

若一个格点多边形内部有N个格点,它的边界上有L个格点, 则它的面积为SNL1. 2

【例 1】 判断下列图形哪些是格点多边形?

⑵⑶⑷

【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】判断 【解析】 根据格点多边形的定义可知,图形的边必须是直线段,顶点要在格点上!所以只有⑴是格点多边形. 【答案】⑴是格点多边形

【例 2】 如图,计算各个格点多边形的面积.

【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 本题所给的图形都是规则图形,它们的面积运用公式直接可求,只要判断出相应的有关数据就行了.

方法一:图⑴是正方形,边长是4,所以面积是4416(面积单位);

图⑵是矩形,长是5,宽是3,所以面积是5315(面积单位);

图⑶是三角形,底是5,高是4,所以面积是54210(面积单位); 图⑷是平行四边形,底是5,高是3,所以面积是5315(面积单位); 图⑸是直角梯形,上底是3,下底是5,高是3,所以面积是(35)3212(面积单位); 图⑹是梯形,上底是3,下底是6,高是4,所以面积是(36)4218(面积单位).

1 ⑴⑵⑶⑷⑸⑹如果两格点之间的距离是2,能利用刚计算的结果说出相应面积么?(教师总结:面积数值均扩大4倍.) 方法二:以上部分图形除了利用各自的面积公式直接求出外,我们还可以从推导它们的面积公式过

程中得到启发,即用“割补法”或“扩展法”分别转化成长方形来求.这一种方法很重要,在下面的题目中我们还将使用这种方法!

如图⑶,我们利用“扩展法”将其转化,如图所示,从图中易知三角形面积是长方形面积的一半.

如图⑷,我们利用“割补法”将其阴影部分面积平移到右边,转化成一个长方形,从中易得平行四边形面积.同理,图⑸、⑹也可利用同样的思想.

⑶⑷18. 【答案】图⑴16;图⑵15;图⑶10;图⑷15;图⑸12;图⑹

【例 3】 如图(a),计算这个格点多边形的面积.

IIII(b)(c)II(a)【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 方法一(扩展法).这是个三角形,虽然有三角形面积公式可用,但判断它的底和高却十分困难,只能

另想别的办法:这个三角形是处在长是6、宽是4的矩形内,除此之外还有其他三个直角三角形,如下右图(b),这三个直角三角形面积很容易求出,再用矩形面积减去这三个直角三角形面积,就是所要求的三角形面积.矩形面积是6424;直角三角形Ⅰ的面积是:6226;直角三角形Ⅱ的面积是:4224;直角三角形Ⅲ面积是4224;所求三角形的面积是24(644)10(面积单位).

方法二(割补法).将原三角形分割成两个我们方便计算面积的三角形,如(c)图.因此三角形的面积是:52252210(面积单位).

【答案】10

【例 4】 右图是一个方格网,计算阴影部分的面积.

DFA

1cmC1cmEB【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【关键词】新加坡小学数学奥林匹克竞赛 【解析】 扩展法.把所求三角形扩展成正方形ABCD中.这个正方形中有四个三角形:一个是要求的VAEF;

另外三个分别是:△ABE、△FEC、△DAF,它们都有一条边是水平放置的,易求它们的面积分别为1.5cm2,2cm2,1.5cm2.所以,图中阴影部分的面积为:33(1.522)4(cm2).

【答案】4

【例 5】 分别计算图中两个格点多边形的面积.

【考点】格点型面积 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 利用“扩展法”和“割补法”我们都可以简单的得到第一幅图的面积均为9面积单位.第二幅图的面积

均为10面积单位.

2 【点评】“一个格点多边形面积的大小很可能是由哪些因素决定呢?”“格点多边形内部的格点数和周界上的格

点数与格点多边形的面积有没有什么内在联系呢?”下面我们就来探讨一下!

在巩固中,我们发现两个图形面积相等.进一步还可以发现第一个图形边界上的格点数是8个;第二个图形边界上的格点数是10个,包含在图形内的格点数也相等,都是6个.

【答案】第一幅图的面积均为9;第二幅图的面积均为10.

【巩固】 求下列各个格点多边形的面积.

【考点】格点型面积 【难度】3星 【题型】解答

L12【解析】 ⑴ ∵L12;N10,∴SN110115(面积单位);

22L10⑵ ∵L10;N16,∴SN116120(面积单位);

22L6⑶ ∵L6;N12,∴SN112114(面积单位);

22L10⑷ ∵L10;N13,∴SN113117(面积单位).

22

用N表示多边形内部格点,L表示多边形周界上的格点,S表示多边形面积,请同学们分析前几个例题的格点数.

L我们能发现如下规律:SN1.这个规律就是毕克定理.

2【答案】⑴15;⑵ 20;⑶14;⑷17

【例 6】 “乡村小屋”的面积是多少?

(1)(2)(3)(4)【考点】格点型面积 【难度】3星 【题型】解答

【解析】 图形内部格点数N9;图形边界上的格点数L20 ;根据毕克定理, 则SN积). 【答案】18

【例 7】 右图是一个812面积单位的图形.求矩形内的箭形ABCDEFGH的面积.

HGACBEDFL118(单位面2【考点】格点型面积 【难度】3星 【题型】解答 【解析】 箭形ABCDEFGH的面积(81021)48(421)21232246(面积单位). 【答案】46

【例 8】 比较图中的两个阴影部分①和②的面积,它们的大小关系______

3

①②

3 【考点】格点型面积【难度】星【题型】填空

【关键词】希望杯,五年级,二试,第9题,6分

111【解析】 ①的面积为:2111313,②的面积也为3223。所以两块阴影部分面积相

222等均为3。

【答案】相等

【例 9】 右图中每个小正方形的面积都是1,那么图中这只“狗”所占的面积是多少?

【考点】格点型面积 【难度】4星 【题型】解答 【解析】 图形内部格点数为54,图形周界上格点数为19.

所以图形的面积为:54192162.5(面积单位).

【答案】62.5

【巩固】 如图,每一个小方格的面积都是1平方厘米,那么用粗线围成的图形的面积是多少平方厘米?

①⑥⑤②③④

3 【考点】格点型面积【难度】星【题型】解答 【解析】 方法一:正方形格点阵中多边形面积公式:(N+

为图形周界上格点数.

L-1)×单位正方形面积,其中N为图形内格点数,L27-1)×1=6.5(平方厘米) 2方法二:如右上图,先求出粗实线外格点内的图形的面积, 有①=3÷2=1.5,②=2÷2=1,③=2÷2=1,④=2÷2=1,⑤=2÷2=l,⑥=2÷2=1,还有三个小正方形,所以粗实线外格点内的图形面积为1.5+l+1+1+1+1+3=9.5,而整个格点阵所围成的图形的面积为16,所以粗线围成的图形的面积为:16-9.5=6.5平方厘米.

【答案】6.5平方厘米

【例 10】 第一届保良局亚洲区城市小学数学邀请赛在7月21日开幕,下面的图形中,每一个小方格的面积

是1,那么7、2、1三个数字所占的面积之和是多少?

有N=4,L=7,则用粗线围成图形的面积为:(4+

【考点】格点型面积 【难度】3星 【题型】解答 【关键词】保良局亚洲区城市小学数学竞赛 【解析】 要计算三个数字所占的面积之和,可以先分别求出每个数字所占的面积.显然,图中的三个数字都

4

可以看作格点多边形,根据毕克定理,可以很方便地求出每个数字所占的面积.值得注意的是:数字“7”内部有两个格点,而数字“2”和“1”内部都没有格点.

7所占的面积为:215218.5;2所占的面积为:242111;1所占的面积为:17217.5.所以,这三个数字所占的面积之和为:8.5117.527.

【答案】27

【例 11】 55的方格纸,小方格的面积是1平方厘米,小方格的顶点称为格点.请你在图上选7个格点,

要求其中任意3个格点都不在一条直线上,并且使这7个点用直线连接后所围成的面积尽可能大.那么,所围图形的面积是 平方厘米.

【考点】格点型面积 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】小学数学奥林匹克 【解析】 为了使这7个点围成最大的面积,这7个点应尽量在正方形的边或顶点上,如图选取7个点,围成

面积最大.最大面积为550.5323.5(平方厘米).

【答案】23.5平方厘米

【例 12】 两个边长相等的正方形各被分成25个大小相同的小方格.现将这两个正方形的一部分重叠起来,

若左上角的阴影部分(块状)面积为5.12cm2,右下角的阴影部分(线状)面积为7.4cm2,求大正方形

的面积.

【考点】格点型面积 【难度】5星 【题型】解答 【关键词】从小爱数学 【解析】 块状部分与线状部分之间的部分称为D,则D与前者共14个方格,与后者共17个方格,因此每个

19方格的面积是 (7.45.12)(1714)(cm2)25大正方形的面积为19cm2.

【答案】19平方厘米

2【例 13】 将边长为正整数n的正方形平均分成n个小正方形,每个小正方形的顶点称为格点。例如:图A

中的格点是边长为2的正方形的格点。图B中,在边长为12的正方形中有四个完全相同的直角三角形。如果三角形的一条直角边是3,那么这四个三角形各边共经过多少个格点?(每个格点只计一次)

【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【关键词】希望杯,四年级,二试,第19题,10分 【解析】 如下图是一个三角形的示意图,共经过了33个格点

5 (A)(B)

【答案】33个格点

模块二、三角形格点问题

1、定义:所谓三角形格点多边形是指:每相邻三点成“∵”或“∴”,所形成的三角形都是等边三角形.规定它的面积为1,以这样的点为顶点画出的多边形为三角形格点多边形.

2、公式:关于三角形格点多边形的面积同样有它的计算公式:如果用S表示面积,N表示图形内包含的格点数,L表示图形周界上的格点数,那么有S2NL2,就是格点多边形面积等于图形内部所包含格点数的2倍与周界上格点数的和减去2.

【例 14】 如图(a),有21个点,每相邻三个点成“∵”或“∴”,所形成的三角形都是等边三角形.计算三角形

ABC的面积.

ACBBAEFD(b)CBAⅡ'Ⅰ'ⅠⅢⅡⅢ'

AECRBHFD(d)GC

2 【考点】格点型面积【难度】星【题型】解答

【解析】 方法一:如图(b)所示,在VABC内连接相邻的三个点成VDEF,再连接DC、EA、FB后是VABC

可看成是由VDEF分别延长FD、DE、EF边一倍、一倍、二倍而成的,由等积变换不难得到SVACD2, SVAEB3,SVFBC4,所以SV123410(面积单位).

方法二:如图(c)所示,作辅助线把图Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′分别移拼到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的位置,这样可以通过数

小正三角形的方法,求出VABC的面积为10.

方法三:如图(d)所示:作辅助线可知:平行四边形ARBE中有6个小正三角形,而VABE的面积是

平行四边形ARBE面积的一半,即SVAEB3,平行四边形ADCH中有4个小正三角形,而VADC的面积是平行四边形ADCH面积的一半,即SVACD2.平行四边形FBGC中有8

个小正三角形,而VFBC的面积是平行四边形FBGC的一半,即:SVFBC4.所以SV123410(面积单位).

(a)(c)【答案】10

【巩固】 如图,每相邻三个点所形成的三角形都是面积为1的等边三角形,计算△ABC的面积.

ACB【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 因为N5;L3:所以S2NL2253211(面积单位). 【答案】11

【例 15】 求下列格点多边形的面积(每相邻三个点“∵”或“∴”成面积为1的等边三角形).

6 2 【考点】格点型面积【难度】星【题型】解答

【解析】 ⑴ ∵L7;N7,∴S2NL2277219(面积单位);

⑵ ∵L5;N8,∴S2NL2285219(面积单位); ⑶ ∵L6;N7,∴S2NL2276218(面积单位); ⑷ ∵L7;N8,∴S2NL2287221(面积单位).

【答案】(1)19;(2)19;()

【例 16】 把大正三角形每边八等分,组成如右图所示的三角形网.如果大三角形的面积是128,求图中粗线

所围成的三角形的面积.

(1)(2)(3)(4)【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 图中有1357911131564(个)小三角形,那么一个小三角形的面积是128642,

图形内部格点数为12,图形周界上格点数为4;

图形的面积为:2124226(面积单位),进而得图形的面积为:26252.

【答案】52

【例 17】 如图,如果每一个小三角形的面积是1平方厘米,那么四边形ABCD的面积是多少平方厘米?

C①②A④③BC

DBAD①

2 【考点】格点型面积【难度】星【题型】解答

【解析】 法一:正三角形方形格点阵中多边形面积公式:(2N+L-2)x单位正三角形面积,其中N为图形内格点

数,L为图形周界上格点数.

有N=9,L=4,所以用粗线围成的图形的面积为:(9×2+4-2)×1=20(平方厘米).

法二:如下图,我们先数出粗实线内完整的小正三角形有10个,而将不完整的小正三角形分成4部分计算,其中①部分对应的平行四边形面积为4,所以①部分的面积为2,②、③、④部分对应的平行四边形面积分别为2,8,6,所以②、③、④部分的面积分别为1,4,3.所以粗实线内图形的面积为10+2+1+4+3=20(平方厘米).

【答案】20平方厘米

【例 18】 如果下图中任意相邻的三个点构成的三角形面积都是2平方厘米.那么,三角形ABC的面积是_____

平方厘米.

7 【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【解析】 SABCSABDSBCDSACD2122122966(平方厘米) 【答案】66平方厘米

模块三、构造格点进行解题

【例 19】 图中正六边形ABCDEF的面积是54,AP=2PF,CQ=2BQ,求阴影四边形CEPQ的面积.

APFAPF

BQCDEBQCDE【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【关键词】华杯赛 【解析】 如图,将正六边形ABCDEF等分为54个小正三角形.根据平行四边形对角线平分平行四边形面积,

△PEF面积3,△CDE面积9,四边形ABQP面积11.上述三块面积之和为391123.因此,阴影四边形CEPQ面积为542331.

【答案】31

【例 20】 正六边形ABCDEF的面积是6平方厘米.M是AB中点,N是CD中点,P是EF中点.问:三角

形MNP的面积是多少平方厘米?

AMBFPEBRCNDCNDSMAQFPE

【考点】格点型面积 【难度】2星 【题型】解答 【关键词】华杯赛 【解析】 将正六边形分成六个面积为1平方厘米的正三角形,再取它们各边的中点将每个正三角形分为4个

小正三角形.于是正六边形ABCDEF被分成了24个小正三角形,每一个小正三角形的面积是6240.25(平方厘米),三角形MNP由9个小正三角形所组成,所以三角形MNP的面积0.2592.25(平方厘米).

【答案】2.25

【例 21】 如图涂阴影部分的小正六角星形面积是16平方厘米,问:大正六角星形面积是多少平方厘米?

MNOP

2 【考点】格点型面积【难度】星【题型】解答

【解析】 如图,涂阴影部分的小正六角星形可分成12个与三角形PMN全等(能完全重叠地放在一起)的小三

8 角形.而图中的大正六角星形除去小正六角星形后.有6×4=24个与三角形PMN全等的小三角形,所以大正六角星形的面是小正六角星形的3倍,即48平方厘米.

【答案】48平方厘米

【例 22】 把正三角形每边三等分,将各边的中间段取来向外面作小正三角形,得到一个六角形.再将这个

六角形的各个“角”(即小正三角形)的两边三等分,又以它们的中间段向外作更小的正三角形,这样就得到图所示的图形.如果这个图形面积是1,那么原来的正三角形面积是多少?

2 【考点】格点型面积【难度】星【题型】解答

【解析】 方法一:如右图,我们将图6-5分成若干个大小、形状完全相同的小正三角形,由40块小正三角形

组成图6-5,而由27块小正三角形组成了图中最大的正三角形.120块小正三角形的面积为1,所以

127每块为,那么原来的正三角形由81块小正三角形组成,其面积显然为.

12040

方法二:如下图,我们把图6-5中的三角形分成A、B、C三种,设A形正三角形面积为“1”,则B、

11C两种正三角形的面积依次为“”、“”.在图中:

981CBA1140A种、B种、C种正三角形的个数依次为1,3,12,所以图6-5中图形的面积为1+3×+12×=.所

981272727以有“1”对应,而原来的正三角形即为三角形A,所以原来的正三角形的面积为.

404027【答案】

40

9

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