初一上學期,代數式求值之面積問題,割補法、轉化法的使用

2020-12-11 勤十二談數學

在代數式求值(整式的加減法)這一節中,有一類面積問題,很多同學感覺比較困難。主要有兩個原因造成這種狀況:(1)初次接觸代數式,習慣用數字計算面積,不習慣用字母表示;(2)對求面積的方法(割補法、轉化法等)掌握得不熟練。

01類型一:直接利用面積公式

例題1:如圖,小明家的住房結構平面圖,(單位:米),裝修房子時,他打算將臥室以外的部分都鋪上地磚.

(1)若鋪地磚的價格為80元/平方米,那麼購買地磚需要花多少錢?(用代數式表示);

(2)已知房屋的高度為3米,現在想要在客廳和臥室的牆壁上貼上壁紙,那麼需要多少平方米的壁紙(門窗所佔面積忽略不計)?(用代數式表示);

(3)若x=4,y=5,且每平方米地磚的價格是90元,每平方米壁紙的價格是15元,那麼,在這兩項裝修中,小明共要花費多少錢?(各種小的損耗不計).

分析:(1)分別求出衛生間面積=y(4x-x-2x)=xy,廚房面積=x(4y-2y)=2xy,客廳面積=2x4y=8xy,再求總面積,即可求地磚的花費;(2)求出客廳與臥室的牆的面積即為所需的壁紙的面積;(3)根據地磚面積×單價+壁紙面積×單價計算可得.

解:(1)衛生間面積=y(4x-x-2x)=xy,

廚房面積=x(4y-2y)=2xy,

客廳面積=2x4y=8xy,

∴鋪地磚的面積=xy+2xy+8xy=11xy,

∴鋪地磚的花費為880xy元;

(2)臥室的壁紙=(2y+2y+2x+2x)×3=(12x+12y)平方米,

客廳的壁紙=2(2x+4y)×3=(12x+24y)平方米,

∴共需要壁紙為12x+12y+12x+24y=(24x+36y)平方米;

(3)當x=4,y=5時,地磚需要花費:90×11×4×5=19800(元),

壁紙需要花費:(24×4+36×5)×15=4140(元),

∴小明共花費19800+4140=23940(元).

直接利用平面圖形的面積求解,要熟悉常見平面圖形的面積公式,比如長方形(矩形)、正方形、平行四邊形、題型、三角形等等,要注意圓面積的求解。在初中階段,π就是π,不能寫成3.14,除非題目中要求保留小數。

02類型二:割補法

例題2:如圖所示是一個長方形.(1)根據圖中尺寸大小,用含x的代數式表示陰影部分的面積S;(2)若x=2,求S的值.

分析:由於陰影部分不規則,所以可考慮利用割補法,用長方形的面積減去兩個三角形的面積,即可表示出陰影部分面積,然後代入數據進行計算。

解:(1)S陰影部分=S長方形-S三角形ABC-S三角形DEF

=1/2×6-12×1/2×6-1/2×6×(6-x)=72-36-18+3x=18+3x;

(2)當x=2時,S=18+3×2=24.

當所求圖形為不規則圖形時,需要利用割補法,將其轉化為常見幾何圖形。比如例題2將陰影部分補全為矩形進行計算,也可以分割成兩個三角形,連接EC,將其分解為△AEC和△CEF,兩個三角形都是規則三角形,可以直接選擇面積公式進行計算。

03類型三:轉化法

例題3:某公園準備修建一塊長方形草坪,長為a米,寬為b米.並在草坪上修建如圖所示的十字路,已知十字路寬2米.

(1)用含a、b的代數式表示修建的十字路的面積.

(2)若a=30,b=20,求草坪(陰影部分)的面積.

分析:本題有兩種思路,第一就是直接求出兩條路的面積之和,然後減去中間重複出現的部分;第二就是利用轉化法,將兩條路全部移到最邊上,利用大長方形的面積減去小長方形的面積即可。

解:根據題意得:(2a+2b-4)平方米;

(2)當a=30,b=20時,ab-(2a+2b-4)=600-96=504(平方米),則草坪的面積是504平方米.

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