【阿星数学】5分钟搞懂“鸟头模型”!零基础小白也能秒杀面积难题:典型例题精讲
适用年级
几何
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-20
好的,同学,我是阿星。今天我们来搞定一个听起来很神奇,但其实原理超级简单的模型——鸟头模型。别被名字吓到,跟着我的节奏,咱们一步步把它拆解明白。
💡 阿星起步:鸟头模型 的底层逻辑
想象一下,你有一块三角形的蛋糕(三角形ABC),从蛋糕尖(角A)切下一小块(三角形ADE)。
核心问题: 整块蛋糕(大三角形)和你切下来的小块(小三角形),它们的面积是什么关系?
鸟头模型(共角定理)就是回答这个问题的!
它的本质是:如果两个三角形共用同一个角(就像蛋糕尖A),那么它们面积的比例,就等于“夹住”这个共用角的两条边的长度比例的乘积。
听起来有点绕?看图说话:
大三角形面积 = \(\frac{1}{2} \times AB \times AC \times \sin A\)
小三角形面积 = \(\frac{1}{2} \times AD \times AE \times \sin A\)
因为它们都乘了 \(\frac{1}{2} \times \sin A\),所以一对比,这个部分就约掉了!最后只剩下:
\[ \frac{\text{小三角形面积}}{\text{大三角形面积}} = \frac{AD}{AB} \times \frac{AE}{AC} \]
看明白了吗?面积比 = 左边边的比 × 右边边的比。 这就是“正弦定理小学版”的精髓——我们不关心复杂的sin,只关心边长的比例关系。
为什么要学它?因为它能把复杂的面积计算,瞬间转化成简单的乘法比例题!是解决几何面积问题的“快刀”。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】如图,在三角形ABC中,D、E分别在AB、AC上,且AD=2cm,DB=1cm,AE=3cm,EC=1.5cm。已知三角形ADE的面积为4平方厘米,请问三角形ABC的面积是多少?
(阿星注:角A是它们共用的角,非常标准的“鸟头”)
阿星拆解:
1. 找“鸟头”:三角形ADE和三角形ABC,是不是共用着同一个角A?没错!这就是“共角”。
2. 标出“夹边”比例:夹着角A的两条边,在大小三角形里分别是什么?
在角A的左侧:小三角形边是AD=2cm,大三角形边是AB=AD+DB=2+1=3cm。比例是 \( \frac{AD}{AB} = \frac{2}{3} \)。
在角A的右侧:小三角形边是AE=3cm,大三角形边是AC=AE+EC=3+1.5=4.5cm。比例是 \( \frac{AE}{AC} = \frac{3}{4.5} = \frac{2}{3} \)。(注意,要化简)
3. 套用“口诀”:面积比 = 左边比 × 右边比。
所以,\( \frac{S_{\triangle ADE}}{S_{\triangle ABC}} = \frac{2}{3} \times \frac{2}{3} = \frac{4}{9} \)。
4. 代入求值:已知 \(S_{\triangle ADE} = 4\),且它占大三角形面积的 \( \frac{4}{9} \)。
所以,\( S_{\triangle ABC} = 4 \div \frac{4}{9} = 4 \times \frac{9}{4} = 9 \) (平方厘米)。
完美!大蛋糕的面积是9平方厘米。
【进阶例题】如图,在三角形ABC中,D是AB中点,E在AC上且AE:EC=2:1。已知三角形ABC的面积为36平方米,请问三角形ADE的面积是多少?
阿星敲黑板:
陷阱预警! 题目给了“D是AB中点”,但没有直接给AD和AB的长度比!给了“AE:EC=2:1”,但没给AE和AC的比!我们需要自己把这些比例关系“翻译”出来。
1. 找“鸟头”:三角形ADE和三角形ABC,还是共角A。
2. “翻译”夹边比例:
- “D是AB中点” 意味着 AD 占 AB 的一半,所以 \( \frac{AD}{AB} = \frac{1}{2} \)。
- “AE:EC=2:1” 意味着 AE 占 AC 的 \( \frac{2}{2+1} = \frac{2}{3} \)。所以 \( \frac{AE}{AC} = \frac{2}{3} \)。
(阿星说:这里最容易错!AE:EC是部分比部分,我们要的是AE:AC,是部分比整体。记住,看到“:”要换算!)
3. 套用“口诀”:面积比 = 左边比 × 右边比。
所以,\( \frac{S_{\triangle ADE}}{S_{\triangle ABC}} = \frac{1}{2} \times \frac{2}{3} = \frac{1}{3} \)。
4. 代入求值:已知 \(S_{\triangle ABC} = 36\),且小三角形占它的 \( \frac{1}{3} \)。
所以,\( S_{\triangle ADE} = 36 \times \frac{1}{3} = 12 \) (平方米)。
【拔高例题】如图,平行四边形ABCD的面积为80。E是BC边上一点,且BE:EC=3:1;F是CD边上一点,且CF:FD=1:4。连接AE、AF、EF。请问三角形AEF的面积是多少?
思维迁移:
这题好像没有明显的“鸟头”?别急,阿星教你“无中生有”!
1. 目标转化:我们要求三角形AEF的面积,它在平行四边形里面。直接求不好求,我们可以用总面积减去周围几个小三角形的面积。
总面积S_平行四边形 = 80。
周围三个三角形是:△ABE, △ADF, △CEF。如果能求出它们三个的面积,就能得到△AEF的面积。
2. 识别隐藏的“鸟头”:
- 看△ABE和△ABC:它们共角B吗?不共。等一下!△ABC的面积我们不知道,但△ABC的面积是平行四边形面积的一半! 因为对角线把平行四边形分成两个相等的三角形。所以S_△ABC = 80 ÷ 2 = 40。
现在,看△ABE和△ABC,它们共用角B!Bingo!找到鸟头了!
夹角B的边:BE:BC = BE:(BE+EC) = 3:(3+1) = 3:4。所以 \( \frac{S_{\triangle ABE}}{S_{\triangle ABC}} = \frac{3}{4} \)。
所以,\( S_{\triangle ABE} = 40 \times \frac{3}{4} = 30 \)。
- 同理,看△ADF和△ADC:S_△ADC也是40(另一半)。它们共角D。
夹角D的边:DF:DC = DF:(CF+FD) = 4:(1+4) = 4:5。所以 \( \frac{S_{\triangle ADF}}{S_{\triangle ADC}} = \frac{4}{5} \)。
所以,\( S_{\triangle ADF} = 40 \times \frac{4}{5} = 32 \)。
- 最后,看△CEF和△CBD:S_△CBD = S_△ABC = 40(平行四边形对角线性质)。它们共角C。
夹角C的边:CE:CB = 1:4, CF:CD = 1:5。
所以 \( \frac{S_{\triangle CEF}}{S_{\triangle CBD}} = \frac{1}{4} \times \frac{1}{5} = \frac{1}{20} \)。
所以,\( S_{\triangle CEF} = 40 \times \frac{1}{20} = 2 \)。
3. 完成“拼图”:
△AEF的面积 = S_平行四边形 - S_△ABE - S_△ADF - S_△CEF
= 80 - 30 - 32 - 2 = 16。
看,虽然场景换成了平行四边形,但我们通过连接对角线,创造出了三个标准的“鸟头模型”,问题迎刃而解!
📝 阿星必背口诀:
共角鸟头分两边,面积比例乘起来。
边比需要找准确,整体部分要辨明。
🚀 举一反三:变式挑战
在三角形PQR中,S在PQ上,且PS=5, SQ=10;T在PR上,且PT=4, TR=8。若三角形PST面积为6,求三角形PQR面积。
在三角形XYZ中,M在XY上,N在XZ上。已知三角形XMN与三角形XYZ的面积比为1:6,且XM:XY=1:3,请问XN:XZ是多少?
长方形ABCD长12cm,宽8cm,面积为96cm²。E是BC上一点,BE=3cm;F是DC上一点,DF=2cm。连接AF、AE、EF。求阴影三角形AEF的面积。
解析与答案
【详尽解析】
变式一解析: 共角P。夹边比例:\( \frac{PS}{PQ} = \frac{5}{5+10} = \frac{1}{3} \), \( \frac{PT}{PR} = \frac{4}{4+8} = \frac{1}{3} \)。面积比 = \( \frac{1}{3} \times \frac{1}{3} = \frac{1}{9} \)。已知 \(S_{\triangle PST}=6\), 所以 \(S_{\triangle PQR} = 6 \times 9 = 54\)。
变式二解析: 共角X。设 \( \frac{XM}{XY} = a = \frac{1}{3} \), 设 \( \frac{XN}{XZ} = b \) (未知)。根据面积比公式:\( a \times b = \frac{1}{6} \)。代入a:\( \frac{1}{3} \times b = \frac{1}{6} \), 解得 \( b = \frac{1}{2} \)。所以XN:XZ = 1:2。
变式三核心提示: 方法与【拔高例题】完全一致。长方形面积96。连接AC,则S_△ABC = S_△ADC = 48。
①△ABE与△ABC共角B:BE:BC=3:8, S_△ABE = 48 × (3/8) = 18。
②△ADF与△ADC共角D:DF:DC=2:12=1:6, S_△ADF = 48 × (1/6) = 8。
③△CEF与△CBD共角C:CE:CB=5:8, CF:CD=10:12=5:6, S_△CEF = 48 × (5/8) × (5/6) = 48 × (25/48) = 25。
最终,S_△AEF = 96 - 18 - 8 - 25 = 45 (cm²)。
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