割補(bǔ)、拼接、截割
【割補(bǔ)】在數(shù)學(xué)中,把圖形的某個(gè)部分割下,補(bǔ)到某一個(gè)新的位置,往往可以使新的圖形,更便于發(fā)現(xiàn)數(shù)量關(guān)系,從而較快地解答出數(shù)學(xué)題目。
例如,在圖4.38中,三個(gè)圓的面積都是12.56平方厘米,且三個(gè)圓兩兩相交,三個(gè)交點(diǎn)都是圓心,求三塊陰影部分的面積。
從表面上看,題目是無(wú)法解答的。但只要仔細(xì)觀察就能發(fā)現(xiàn),根據(jù)軸對(duì)稱性及割補(bǔ)方法,題目可作如下的解答:
如圖4.39,將圖形1翻折到圖形2的位置;再將圖形3和4割下來(lái),合并在一起,補(bǔ)到圖形5的位置上。于是,原來(lái)的陰影部分就正好拼成了一個(gè)半圓。所以,三塊陰影部分的面積是12.56÷2=6.28(平方厘米)
【拼接,截割】 (1)平面圖形的拼接、截割。
拼接和截割,是兩個(gè)相反的過程。平面圖形的拼接是把兩個(gè)或兩個(gè)以上的圖形拼接在一起;平面圖形的截割,是把一個(gè)圖形截割成兩個(gè)或兩個(gè)以上的圖形。
平面幾何圖形拼接或截割以后,面積和周長(zhǎng)的變化有以下規(guī)律:
、賰蓚(gè)或兩個(gè)以上的圖形拼接成一個(gè)新的幾何圖形,它的面積等于原來(lái)若干個(gè)幾何圖形的面積之和;而周長(zhǎng)卻會(huì)比原圖形周長(zhǎng)之和要短。如果拼接部分的總長(zhǎng)度為a,那么拼接后減少的周長(zhǎng)就是2a。
②把一個(gè)平面幾何圖形截割以后,各小塊圖形的面積之和,等于原圖形的面積;但截割后各小塊幾何圖形的周長(zhǎng)之和,要比原圖形的周長(zhǎng)要長(zhǎng)。若所有截割部分長(zhǎng)度為a,那么截割后增加的長(zhǎng)度就是2a。
依據(jù)這一規(guī)律,可快速地解答一些幾何問題。例如,如圖4.40,正方形被均分為大小、形狀完全相同的三個(gè)長(zhǎng)方形,每個(gè)長(zhǎng)方形周長(zhǎng)都是48厘米,求正方形的周長(zhǎng)。
解題時(shí),可以把大正方形看成是三個(gè)小長(zhǎng)方形拼接而成的,三個(gè)小長(zhǎng)方形的拼接部分,都是小長(zhǎng)方形的長(zhǎng),長(zhǎng)度等于大正方形的“邊長(zhǎng)”。拼接以后的圖形(大正方形)的周長(zhǎng),比原來(lái)的三個(gè)小長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)之和,要減少4個(gè)“邊長(zhǎng)”,而這4個(gè)“邊長(zhǎng)”正好相當(dāng)于大正方形的周長(zhǎng)。這就是說,三個(gè)小長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)之和里,剛好包含有兩個(gè)大正方形的周長(zhǎng)。所以,正方形的周長(zhǎng)是
48×3÷2
=144÷2
=72(厘米)
(2)立體圖形的拼接、截割。立體幾何圖形拼接或截割以后,它的體積和表面積的變化,有以下規(guī)律:
、賰蓚(gè)或兩個(gè)以上的幾何體,拼接成一個(gè)新幾何體以后,它的體積等于原來(lái)若干個(gè)幾何體體積之和;但是它的表面積卻比原來(lái)若干個(gè)幾何體的表面積之和要小。如果重疊部分為S,那么減少的面積就是2S。
、诎岩粋(gè)幾何體截割以后,各部分的體積之和等于原幾何體體積;但截割后的表面積之和,卻大于原幾何體的表面積。如果其中的截割面積為S,那么,增加的表而積就是2S。
依據(jù)這一規(guī)律,可以較快地解答出某些題目。例如,如圖4.41,把一個(gè)棱長(zhǎng)為5厘米的正方體木塊鋸成兩個(gè)形狀大小完全相同的長(zhǎng)方體(不計(jì)損耗),表面積會(huì)增加多少平方厘米?
因?yàn)檎襟w木塊的截割面積為5×5=25(平方厘米),依據(jù)上面的規(guī)律可知,表面積會(huì)增加
25×2=50(平方厘米)
又如,把長(zhǎng)10厘米、寬6厘米、高5厘米的長(zhǎng)方體木塊截成形狀、大小相同的兩個(gè)長(zhǎng)方體,表面會(huì)增加多少平方厘米?
由于此題未交代從何處下手截割,所以要分三種情況來(lái)解答題目。
①如圖4.42左圖的截法,表面積會(huì)增加。
5×6×2=30×2=60(平方厘米)
②如圖4.42中圖的截法,表面積會(huì)增加。
10×6×2=60×2=12(平方厘米)
③如圖4.42右圖的截法,表面積會(huì)增加
10×5×2=50×2=100(平方厘米)
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