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求組合圖形面積的基本解法與思路(上)
(湖北鐘祥市實(shí)驗(yàn)小學(xué) 沈家金)求組合圖形的面積是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)之一。這類題目由于熔識圖分析、基本幾何圖形的特性及計算 、空間想象能力于一體,知識、能力的綜合性強(qiáng),故學(xué)生解題時往往感到無從下手,其重要原因就是沒有掌握 這類題的解題思路和方法。下面就這個問題談?wù)勛约旱囊恍w會。
(附圖 {圖})
例1.下面圖中的三角形是等邊三角形,邊長是3厘米,求陰影部分的面積。
(附圖 {圖})
按上述方框圖,本題的思維流程是:
(附圖 {圖})
組合圖形可謂千變?nèi)f化,但解題的基本思想是通過一定的方法,對圖形進(jìn)行“湊整”,使不能直接求解的 不規(guī)則圖形轉(zhuǎn)化為基本圖形或其組合形式,然后根據(jù)已知條件進(jìn)行加、減或直接計算。下面介紹一種思路程序 圖,依據(jù)以下框圖;引導(dǎo)學(xué)生按照一定的思維程序,迅速找到解題的最佳途徑。
按思維流程圖分析求解,目標(biāo)明確,途徑簡捷,當(dāng)然,在應(yīng)用中不一定非要按此格式分析。在開始階段, 可讓學(xué)生按框圖在心中用自問自答的方式分析,一旦熟練,就會運(yùn)用自如。
如所求陰影部分不是基本圖形,則需用分解、隔離、組合、平移、旋轉(zhuǎn)、割補(bǔ)等方法將其轉(zhuǎn)化成基本圖形 或其相加減的形式,概括起來可分為兩類。
1.分解、隔離、組合
此類方法是對原圖進(jìn)行分或合的處理,使其組合的規(guī)律和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)一步顯露出來,以利求解。
例2.下圖是一個等腰三角形,并且有一個內(nèi)角是直角,求陰影部分的面積(單位:分米)。
(附圖 {圖})
按思維流程圖,引導(dǎo)學(xué)生對原圖進(jìn)行這樣分析:所求陰影部分是學(xué)過的基本圖形嗎?(不是)是由基本圖 形組合而成的嗎?(是)有幾個基本圖形?(兩個。一個等腰直角三角形,一個扇形)是怎樣組合成陰影部分 的?(三角形面積減去一個扇形面積)各圖形求面積的基本條件是否具備?(具備。三角形的底和高都是6分 米,扇形的圓心角是45°,半徑是6分米)至此,通過分解,從未知到已知,使問題得到解決。
例3.求右圖陰影部分面積。(單位:厘米)
(附圖 {圖})
此題可以這樣引導(dǎo)學(xué)生分析:陰影部分是不是基本圖形?(不是)圖中有哪些基本圖形?(兩個扇形,一 個長方形)各圖形求面積的條件是否具備?(具備)陰影部分能否和別的圖形組成一個基本圖形?(能)這個 圖形是什么?(圖中大空白部分與陰影部分組成了一個大扇形)要求陰影部分面積只需求出哪一部分面積?( 圖中大空白部分)這一部分面積又該怎樣求呢?至此,學(xué)生明白,解題的關(guān)鍵是要求出圖中大空白部分面積。 這時,可將這部分圖分離出來單獨(dú)研究,這就是所謂的隔離法,如右圖所示。
(附圖 {圖})
這樣就很清楚看出,空白部分為長方形與扇形之差,其面積為:2×4.85-3.14×2[2]×1 /4=6.56(平方厘米),原題即可迎刃而解。
例4.求下圖陰影部分的面積。(單位:厘米)
(附圖 {圖})
按前面的思維流程圖進(jìn)行分析,本題可分解成相對獨(dú)立的兩個子問題分別求解后,再加起來。
(附圖 {圖})也可將圖中兩陰影部分重新組合成一個完整的基本圖形來考慮,如:
(附圖 {圖})
可見,對于一般求組合圖形的問題,其求解途徑是比較多的,但要注意啟發(fā)學(xué)生尋求最簡的解題方法? 而言之,分解、隔離、組合是解答基本組合圖形問題最常用、最有效的方法。一般來說,凡基本組合圖形問題 ,只要適當(dāng)分一分、隔一隔、合一合,都可以得到正確解題途徑和方法。
2、平移、旋轉(zhuǎn)、割補(bǔ)
此類方法是通過對圖形的平行移動、定點(diǎn)或定軸旋轉(zhuǎn)、割補(bǔ)等手段,使不規(guī)則、零散的圖形變成基本圖形 或其它便于求解的形式。
例5.求下列各圖陰影部分面積。
(附圖 {圖})
(圖1)
(圖2)
(圖3)
圖1將左邊陰影部分向右邊陰影部分平移靠攏可轉(zhuǎn)變成一個完整正方形,這種方法即平移法。
圖2將右邊半圓陰影部分以C為定點(diǎn)向左旋轉(zhuǎn)90°就可變成一個完整的扇形,這種方法即是定點(diǎn)或定軸 旋轉(zhuǎn)法。
圖3將左邊半圓陰影部分按虛線分割下來補(bǔ)于右邊,則陰影部分轉(zhuǎn)變成一個完整長方形,這種方法即為割 補(bǔ)法。
對一些較復(fù)雜的組合圖形問題,還需要應(yīng)用一些特殊解法,本文將在下一部分作詳細(xì)介紹。