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#10120

共角三角形·平行四边形四角延伸

题目

如图,平行四边形 ABCD 的面积为 2。把它的四条边依次向外延伸:在 AB 延长线上取 E,使 BE = AB;在 BC 延长线上取 F,使 CF = 2·CB;在 CD 延长线上取 G,使 DG = 3·DC;在 DA 延长线上取 H,使 AH = 4·AD。连接 EFGH 得到一个四边形。求四边形 EFGH 的面积。

平行四边形 ABCD(阴影)及其四条边依次向外延伸得到的 E、F、G、H

解法

  1. 分析:EFGH 可以拆成中间的平行四边形 ABCD 加上四个「角上」的共角三角形 △AHE、△BEF、△CFG、△DGH。每个顶点处两条延长线与原顶点夹角和平行四边形相应角互补,可以直接用鸟头模型(互补型)的夹边乘积比求面积。
    顶点 A:AH·AE / AD·AB=4 · 2 = 8△AHE = 8 × 1
    顶点 B:BE·BF / BA·BC=1 · 3 = 3△BEF = 3 × 1
    顶点 C:CF·CG / CB·CD=2 · 4 = 8△CFG = 8 × 1
    顶点 D:DG·DH / DC·DA=3 · 5 = 15△DGH = 15 × 1
    EFGH = 2 + 8 + 3 + 8 + 15=36答案

    四个角上分别套用互补型鸟头定理,再与中间平行四边形相加

  2. 取 ABCD 一条对角线把它分成两块,每块面积 = 1(即 △ABD = △ABC = △BCD = △CDA = 1),作为四个角上共角三角形的参照。

    EFGH 拆成 ABCD + 四个共角三角形,面积依次为 2, 8, 3, 8, 15

  3. 四角按夹边乘积比计算(详见 scenes 的 equation-list):△AHE : △ABD = 4 · 2 = 8,△BEF : △ABC = 1 · 3 = 3,△CFG : △BCD = 2 · 4 = 8,△DGH : △CDA = 3 · 5 = 15;各自乘以参照 1 即为自身面积。
    = 36EFGH 面积
    +
    = 18 : 1EFGH : ABCD
  4. EFGH = ABCD + 8 + 3 + 8 + 15 = 2 + 34 = 36,是 ABCD 的 18 倍。

知识点

练一练

平行四边形 ABCD 面积为 3。把它四条边依次向外延长:BE = AB,CF = CB,DG = DC,AH = AD。求四边形 EFGH 的面积。

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