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妙解连体正方形问题(5)
大罕

【解法五:弦图法】

过G作AB、BC的平行线交正方形ABCD各边分别为N、Q、M、T,在正方形AEFG作弦图,得到Rt△AEK、Rt△EFI、Rt△FGJ、Rt△GAN和正方形KIJN,连接TQ,如图6,

由正方形AEFG面积为4,知AE=2.由Rt△AEH面积为1,知EH=1,从而HF=1,所以EK=KI=DF,

由△FDH∽△AEH,知DH=1/√5,DF=2/√5,故AD=DC=6/√5,

由△GNA∽△AEH,知NG=4/√5,所以DF=FT=EC=2/√5,

由以上可知,图中标号为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧的八个直角三角形全等,且正方形⑨(字母为KIJN)与正方形⑩(字母为GQBM)的边长相等,如图7,

∴五边形FGABC面积=⑤×4面积+⑩面积=①×4面积+⑨面积

=正方形AEFG面积=4.

【评论】所谓弦图法,是将欲求的五边形FGABC分割成五个部分,对应于弦图的五个部分,转化为求弦图所在正方形AEFG的面积.

此法颇为巧妙.最大优点是揭示了本题的实质——正方形弦图.其缺点是前期准备比较琐碎,稍嫌麻烦.

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妙解连体正方形问题(1)
大罕

  两个正方形有一个公共顶点,称为连体正方形.
  【题目】如图1,连体正方形ABCD和AEFG,橙色和粉色区域的面积为1和3,求蓝色区域(五边形FGABC)的面积.
  【解法一:等量公理法】
  如图2,由正方形AEFG面积=4,得AE=2,
  由△AEH面积为1,得EH=1,故AH=√5,
  作EK⊥AD于K,由AE×EH=AH×EK,得EK=2/√5,
  ∴HK=1/√5,
  由△EKH ≌△FDH,
  ∴△FDH面积=△EKH面积=1/5,
  又AD=AH+HD=√5+1/√5=6/√5,
  ∴正方形ABCD面积为36/5.
  ∴蓝色区域面积=正方形ABCD面积-△FDH面积-四边形AHFG面积

=36/5-1/5-3=4.
  【评论】解法一只需算出△FDH面积即可,是最直接、也是最简单的方法.

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