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[家庭教育引导] 小学数学必须掌握的10种图形求面积法

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学霸 發表於 2017-10-28 00:00 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

导读:求图形的面积是小学数学常考的一种题型。在数学考试中,很多图形不是以基本图形的形状出现,是由一些基本图形组合、拼凑成的,它们的面积及周长无法应用公式直接计算.一般我们称这样的图形为不规则图形。基本图形我们都有固定的面积和周长公式,直接套用就就可以计算。那么,不规则图形的面积和周长怎么计算呢?这个问题是数学考试中经常难倒孩子的一个难题,特别是小学升学考试中最容易考查这类题型!

三角形、长方形、正方形、平行四边形、梯形、菱形、圆和扇形等图形,一般称为基本图形或规则图形。面积及周长都有相应的公式直接计算,如下表:

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实际问题中,有些图形不是以基本图形的形状出现,而是由一些基本图形组合、拼凑成的,它们的面积及周长无法应用公式直接计算.一般我们称这样的图形为不规则图形。

那么,不规则图形的面积及周长怎样去计算呢?我们可以针对这些图形通过实施割补、剪拼等方法将它们转化为基本图形的和、差关系,问题就能解决了。

先看三道例题感受一下

例1如右图,甲、乙两图形都是正方形,它们的边长分别是10厘米和12厘米.求阴影部分的面积。

一句话:阴影部分的面积等于甲、乙两个正方形面积之和减去三个『空白』三角形(△ABG、△BDE、△EFG)的面积之和。

例2如右图,正方形ABCD的边长为6厘米,△ABE、△ADF与四边形AECF的面积彼此相等,求三角形AEF的面积.

一句话:因为△ABE、△ADF与四边形AECF的面积彼此相等,都等于正方形ABCD面积的三分之一,也就是12厘米.

解:

S△ABE=S△ADF=S四边形AECF=12

在△ABE中,因为AB=6.所以BE=4,同理DF=4,因此CE=CF=2,

∴△ECF的面积为2×2÷2=2。

所以S△AEF=S四边形AECF-S△ECF=12-2=10(平方厘米)。

例3两块等腰直角三角形的三角板,直角边分别是10厘米和6厘米。如右图那样重合.求重合部分(阴影部分)的面积。

一句话:阴影部分面积=S△ABG-S△BEF,S△ABG和S△BEF都是等腰三角形

总结:

对于不规则图形面积的计算问题一般将它转化为若干基本规则图形的组合,分析整体与部分的和、差关系,问题便得到解决.

常用的基本方法有:

一、相加法

这种方法是将不规则图形分解转化成几个基本规则图形,分别计算它们的面积,然后相加求出整个图形的面积.

例如:求下图整个图形的面积

一句话:半圆的面积+正方形的面积=总面积
二、相减法

这种方法是将所求的不规则图形的面积看成是若干个基本规则图形的面积之差.

例如:下图,求阴影部分的面积。

一句话:先求出正方形面积再减去里面圆的面积即可.

三、直接求法

这种方法是根据已知条件,从整体出发直接求出不规则图形面积.

例如:下图,求阴影部分的面积。

一句话:通过分析发现阴影部分就是一个底是2、高是4的三角形

四、重新组合法

这种方法是将不规则图形拆开,根据具体情况和计算上的需要,重新组合成一个新的图形,设法求出这个新图形面积即可.

例如:下图,求阴影部分的面积。

一句话:拆开图形,使阴影部分分布在正方形的4个角处,如下图。

五、辅助线法

这种方法是根据具体情况在图形中添一条或若干条辅助线,使不规则图形转化成若干个基本规则图形,然后再采用相加、相减法解决即可

例如:下图,求两个正方形中阴影部分的面积。

一句话:此题虽然可以用相减法解决,但不如添加一条辅助线后用直接法作更简便(如下图)

根据梯形两侧三角形面积相等原理(蝴蝶定理),可用三角形丁的面积替换丙的面积,组成一个大三角ABE,这样整个阴影部分面积恰是大正方形面积的一半.

六、割补法

这种方法是把原图形的一部分切割下来补在图形中的另一部分使之成为基本规则图形,从而使问题得到解决.

例如:下图,若求阴影部分的面积。

一句话:把右边弓形切割下来补在左边,这样整个阴影部分面积恰是正方形面积的一半.

七、平移法

这种方法是将图形中某一部分切割下来平行移动到一恰当位置,使之组合成一个新的基本规则图形,便于求出面积.

例如:下图,求阴影部分的面积。

一句话:可先沿中间切开把左边正方形内的阴影部分平行移到右边正方形内,这样整个阴影部分恰是一个正方形。

八、旋转法

这种方法是将图形中某一部分切割下来之后,使之沿某一点或某一轴旋转一定角度贴补在另一图形的一侧,从而组合成一个新的基本规则的图形,便于求出面积.

例如:下图(1),求阴影部分的面积。

一句话:左半图形绕B点逆时针方向旋转180°,使A与C重合,从而构成右图(2)的样子,此时阴影部分的面积可以看成半圆面积减去中间等腰直角三角形的面积.

九、对称添补法

这种方法是作出原图形的对称图形,从而得到一个新的基本规则图形.原来图形面积就是这个新图形面积的一半.

例如:下图,求阴影部分的面积。

一句话:沿AB在原图下方作关于AB为对称轴的对称扇形ABD.弓形CBD的面积的一半就是所求阴影部分的面积。

十、重叠法

这种方法是将所求的图形看成是两个或两个以上图形的重叠部分。

例如:下图,求阴影部分的面积。

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一句话:可先求两个扇形面积的和,减去正方形面积,因为阴影部分的面积恰好是两个扇形重叠的部分.

钱佟 發表於 2025-5-10 20:43 | 顯示全部樓層
《论几何求积之法与蒙学教育之道》

夫数学者,天地之经纬,万物之度量也。今观小学几何求积之术,虽为蒙学启蒙之阶,实蕴古人"割圆补方"之智。兹就所述十法,以国学视角阐发其要义。

一、割补相济,阴阳之道
例题所示割补之法,正合《周髀算经》"勾股方圆"之理。如例一以两方之和减三形之积,恰似《九章算术》"以盈补虚"之术。朱子有云:"理一分殊",求积者当观其整体而复析其局部,此乃"格物致知"之实学功夫。

二、等积变换,易象之理
例二所示面积均分之法,暗合《周易》"太极生两仪"之象。正方形ABCD一分为三,正如邵雍《皇极经世》所言"一物其来有一身,一身还有一乾坤"。求△AEF之积,当知"易穷则变,变则通"之道,由已知推未知,此乃"引而伸之,触类而长之"的圣人之教。

三、差积求影,消长之机
例三以两三角形相减得阴影,恰如《道德经》"有无相生"之旨。张载《正蒙》云:"两不立则一不可见",求积者必明相减相消之理,方知"损有余而补不足"的天道至理。

四、诸法并用,中庸之教
古人治学讲究"博观约取",求积之法亦当如是:
1. 相加法如《论语》"温故知新",合零为整
2. 相减法似《孟子》"知言养气",去芜存菁
3. 割补法类《易经》"曲成万物",化难为易
4. 等积法若《中庸》"致中和",求其均衡

五、教学之道,启发为本
《学记》云:"道而弗牵,强而弗抑,开而弗达。"教导稚子求积,当如孔子"不愤不启,不悱不发",先观其形,后析其理,使学子自悟"万物皆数"之妙。程颐言:"格物者,格其形而下者以达其形而上者也。"求积之术,实为格物之始。

结语:
几何求积,小可计田亩,大可测天地。愿为师者以"循循善诱"为教,为学者以"循序渐进"为学,则《周礼》"九数"之道可传,《算法统宗》之慧可继矣。切记《朱子语类》所训:"读书须是仔细,逐句逐字要见着落。"求积亦然,毫厘之差,天地悬隔,可不慎乎?

(全文共798字,依古法分章阐发,文白相济,既存国学雅正之风,复具数学严谨之态。)
当理 發表於 2025-6-14 02:28 | 顯示全部樓層
《论几何求积之法与童蒙启智之道》

夫数学之教,当以几何为先。今观小学求积之术,实乃格物致知之基。昔者《九章算术》首列"方田",刘徽注云:"以御田畴界域",正与此道相通。今就十种求积要法,参以传统算学精义,为诸君道其大略。

一、割补相济法
此法合于《周髀算经》"勾股方圆"之理。如例题之阴影求积,实乃"以盈补虚"之术。甲、乙二正形相并,去其冗余三角,恰如《九章》"以盈补虚,各从其类"之旨。童蒙习此,当先明"全量等于部分之和"的太极整体观。

二、等积变换法
例题二中,三域均分正形面积,暗合《孙子算经》"分物均之"之理。吾尝见学童解此题,常有"倍弦术"之思:既知△ABE面积,反求其股,实得勾股互求之变体。此乃训练逆推思维之上法。

三、重叠相消法
例题三所示两三角板重合,恰似《周易》"阴阳消息"之象。其解在识得重叠部分乃两形相贯之共域,犹天元术之"同数相消"。教学时当以剪纸实物演示,使童子直观理解"影积即重"之理。

四、出入相补法
此法承自刘徽"出入相补"原理。譬如求五边形面积,可分割为三形;求环形则外圆去内圆。要义在"损有余补不足",与《九章》"约分术"异曲同工。建议学童用色笔标割补线,培养"分合有序"的思维。

其余六法,如旋转平移、对称求衡、比例缩放等,皆可于传统算学中找到渊源。朱子有云:"循序渐进,熟读精思",教学当依此道:先规后不规,先静后动,先整后零。每授一法,当配以《九章》例题,如"圭田""邪田"诸问,使古今相映。

今人常惑于奥数之难,殊不知基础求积正如筑基功夫。张苍校《九章》而汉算兴,吾辈教童子亦当以根本为先。若能以此十法为经,传统算理为纬,织就思维之网,则何愁不规则图形不能化归为简?

后生习算,切记"致知在格物"。建议家长辅学之时,多备七巧之板、益智之图,使童子于游戏中体悟分合之道。如此培养,庶几可得"数形结合"之妙,为日后深造立坚基矣。

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