梯形面積公式的應用

2021-03-01 數學之樹

  當面對一些不規則圖形求面積時,我們一般會採取分割或填充的方法,使其轉化成幾個基本圖形的和或差。除了常見的分割或填充的方法,我們動動腦筋,可能還會有我們意想不到的方法。例如求圓環的面積,最常用的方法是

 但圓環的面積計算還有以下的方法:用梯形的面積公式求圓環的面積,為什麼呢?下面我們一起來看一看吧!

梯形的定義是:一組對邊平行而另一組對邊不平行的四邊形是梯形。梯形的面積公式是:

  這個公式不僅可計算梯形的面積,還可以計算很多圖形的面積。比如:我們可以把平行四邊形看作上底和下底相等的「梯形」,平行四邊形的面積公式為:

兩種算法的結果是一樣的。

 再比如:我們可以把三角形也看作「梯形」,此時它的上底為0,下底就是三角形的底,高就是三角形的高。三角形的面積公式為:

  以「梯形」的面積公式來求三角形面積:S=(上底+下底)×高÷2=(0+底)×高÷2=底×高÷2,兩種算法的結果也一樣。

 圓也可以看作梯形,此時它的上底是圓心,所以是0,下底是圓的周長,高就是半徑。圓的面積公式是:

用「梯形」的面積公式來求圓形面積:S=(上底+下底)×高÷2=(0+圓周長)×半徑÷2=2×圓周率×半徑×半徑÷2=圓周率 ×半徑2,所以兩種算法的結果一樣。

從上面的例子我們可以看出:梯形面積公式可以應用於很多基本圖形的面積計算。這是因為梯形面積公式為

其中a是梯形上底長度,b是梯形下底長度,h為梯形的高。由梯形面積公式我們知道:決定梯形面積的是它的上底、下底和高,與梯形的形狀無關。

 我們可以將一些圖形的面積計算問題與梯形發生聯繫,關鍵是找到此時的「上底」、「下底」、「高」。從上面的例子我們不難發現這些能與梯形發生聯繫的圖形的共同規律是:都是內部距離保持不變的圖形,此時應將該距離視為梯形的高,將高兩側的線或點分別看作梯形的上底或下底。

   圓環可不可以用梯形的面積公式計算呢?由於圓環的環寬是保持不變的,所以我們猜想是可以用梯形的面積公式計算圓環的面積的。如果把圓環看作「梯形」,此時圓環的小圓的周長應看作梯形上底,大圓周長應看作梯形下底,而環寬可看作梯形的高,這樣算出的結果與用圓環的面積公式算出的結果是否相同呢?下面我來舉例驗證:

如圖1:一頂帽子,上面是圓柱形,用黑布做;帽簷部分是一個圓環,用紅布做。做這頂帽子,哪種顏色的布用得多?

答:兩種布料用得一樣多。

方法二(梯形面積公式算環形面積):

帽頂表面積:同上。

帽簷面積:

結論:方法一和方法二答案相同,說明可以用梯形面積公式計算圓環面積。

由於半徑不變,所以我們可以把扇形看作「梯形」,此時應把圓心看作上底,所以上底是0,弧長6.28cm看作下底,半徑6看作高,算式如下:

而兩種方法結果一樣,很明顯,用梯形面積公式更簡便。

計算過程如下:

由於跑道寬不變,所以可以用梯形面積公式計算:此時內跑道長是上底,外跑道長是下底,跑道寬為高,所以:

       同學們,在學習中多思考,我們就會發現:還有更多的圖形面積計算可以用梯形面積公式。

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