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初中幾何數學題求扇形面積

教育 更新时间:2024-05-16 04:20:10

一道初中幾何題-求梯形的面積

等腰梯形ABCD的兩個底為AB和CD,AB<CD, 腰AD=BC,點A到BC, CD和BD的距離分别是15, 18和10, 求梯形的面積。

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)1

解: 如圖,設上底AB=x, 高線AF與BD的交點為H, 并AH=y,

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)2

顯然HF=18-y,

根據勾股定理有:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)3

以及:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)4

因為三角形ABG相似于三角形HAG,所以:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)5

所以有:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)6

另外三角形AHB相似于三角形HFD,所以:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)7

帶入後:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)8

此外,由于是等腰梯形,相對應的一個底角等于對頂的外角,所以三角形EBA和三角形FDA相似:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)9

帶入數值:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)10

在三角形ADF利用勾股定理有:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)11

即:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)12

将方程1和2聯立可以解出:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)13

即上底:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)14

和下底:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)15

最後梯形的面積為:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)16

解法2: 如圖,

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)17

設三個垂足分别是E, F和G, 顯然這裡存在兩對相似的三角形, 分别是三角形ADF相似于三角形ABE, 以及三角形ADG相似于三角形ACE。

此外這裡需要兩個引理:

  1. 等腰梯形是有外接圓的的四邊形。
  2. 内接圓的四邊形滿足托勒密定理,即對邊之積的和等于對角線之積。

由此設AD=a,

根據相似性可以求出:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)18

以及:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)19

根據托勒密定理:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)20

得出:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)21

因此:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)22

在三角形ADF中利用勾股定理:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)23

解得:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)24

最後梯形的面積:

初中幾何數學題求扇形面積(一道初中幾何題-求梯形的面積)25

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