风筝模型速成宝典:抓住两条垂直线,秒算面积!| 小白友好:典型例题精讲
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最近更新
2025-12-20
风筝模型解题指南:像放风筝一样,抓住那两条垂直的线!
💡 阿星起步:风筝模型 的底层逻辑
想象一下,你手里有一个风筝。风筝为什么能飞起来?因为它有一个十字交叉的骨架,对吧?这个骨架就是我们今天要讲的“对角线”。
以前我们学长方形的面积,是“长 × 宽”。那如果给你一个“歪着”的四边形,像风筝一样,它的两条“骨架”(对角线)是互相垂直的,怎么求它的面积呢?
别慌,秘诀超级简单:把这两条“骨架”的长度乘起来,再除以2,就是这个风筝(四边形)的面积了! 用数学写出来就是:面积 = \( \frac{对角线1 \times 对角线2}{2} \)。
它的本质是什么呢?你可以把它想象成:这两条垂直的对角线,刚好把一个四边形分成了四个小三角形。把这四个三角形“拼一拼,凑一凑”,其实就等于一个以两条对角线为“长”和“宽”的大长方形面积的一半。所以,不管它是标准的菱形,还是随便一个什么形状,只要它的两条对角线是互相垂直的,这个“风筝公式”就管用!
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】一个四边形的两条对角线互相垂直,其中一条对角线长8厘米,另一条长5厘米。求这个四边形的面积。
阿星拆解:看,这就是最标准的“风筝模型”题!题目已经明确告诉你:1. 对角线垂直;2. 长度是8厘米和5厘米。那我们直接掏出公式就行。
解题步骤:
第一步:写出公式:面积 = \( \frac{对角线1 \times 对角线2}{2} \)
第二步:代入数字:面积 = \( \frac{8 \times 5}{2} \)
第三步:按顺序计算:先算乘法:\( 8 \times 5 = 40 \),再算除法:\( 40 \div 2 = 20 \)
第四步:带上单位:面积 = \( 20 \) 平方厘米
看,就像把大象放进冰箱分三步,我们求面积也是三步:写公式、代数字、算结果。搞定!
【进阶例题】小明的风筝骨架由两根木棍垂直交叉而成。一根木棍长0.9米,另一根长15分米。请问这个风筝帆布的面积至少需要多大才能覆盖整个骨架?
阿星敲黑板:这道题的陷阱在哪里?眼尖的你发现了吗?单位不一样!一个用的是“米”,另一个用的是“分米”。如果我们直接乘,那就乱套了。数学计算,“统一单位”是铁律!
解题步骤:
第一步:识别模型。垂直交叉的木棍 = 互相垂直的对角线。所以还是用风筝模型公式。
第二步:统一单位。我们可以把0.9米换算成分米(1米=10分米),或者把15分米换算成米。这里我们换成米:15分米 = \( 15 \div 10 = 1.5 \) 米。
第三步:写出公式:面积 = \( \frac{对角线1 \times 对角线2}{2} \)
第四步:代入统一后的数字:面积 = \( \frac{0.9 \times 1.5}{2} \)
第五步:计算:先算 \( 0.9 \times 1.5 = 1.35 \),再算 \( 1.35 \div 2 = 0.675 \)
第六步:带上单位:面积 = \( 0.675 \) 平方米。
记住这个教训:拿到题目,先瞪大眼睛看单位!
【拔高例题】如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD垂直相交于点O。已知AO=3cm,OC=7cm;BO=4cm。求四边形ABCD的面积。
(提示:图形可以想象成对角线AC被O点分成3和7两段,BD被O点分成4和未知的一段,但垂直关系存在)
思维迁移:这题看起来变了样,给了我们好几段长度,而不是完整的对角线。别怕,我们把它“打回原形”!
解题逻辑:
1. 识别原型:题目第一句“对角线AC与BD垂直相交”就是我们的咒语!它一出现,就说明“风筝模型”公式 \( S = \frac{AC \times BD}{2} \) 适用。
2. 组装“骨架”:公式里需要的是整条对角线AC和BD的长度。
- AC = AO + OC = \( 3 + 7 = 10 \) cm。
- BD = BO + OD。题目只给了BO=4cm,没给OD?等等!仔细看,两条对角线垂直相交,被交点O分成了四段。对于面积来说,我们其实可以用 \( S = \frac{AC \times BD}{2} = \frac{(AO+OC) \times (BO+OD)}{2} \)。但我们不知道OD呀?
3. 关键洞察:实际上,风筝模型的面积还有另一种算法:面积等于两条对角线被交点分成的四个小三角形面积之和。即 S = SΔAOB + SΔBOC + SΔCOD + SΔDOA。
4. 化繁为简:因为AC⊥BD,所以每个小三角形都是直角三角形,直角边就是AO、BO、CO、DO这些线段。
SΔAOB = \( \frac{AO \times BO}{2} = \frac{3 \times 4}{2} = 6 \)
SΔBOC = \( \frac{OC \times BO}{2} = \frac{7 \times 4}{2} = 14 \)
SΔCOD = \( \frac{OC \times OD}{2} \) ... 又卡在OD了?
5. 最终解法:我们不需要知道OD!我们可以用整体的风筝公式。我们已经算出AC=10,而BD是未知的。但是,观察四个三角形,我们发现可以两两配对:
S = (SΔAOB + SΔBOC) + (SΔCOD + SΔDOA) = \( \frac{BO \times (AO+OC)}{2} + \frac{OD \times (AO+OC)}{2} \)
把(AO+OC)=10提出来:S = \( \frac{(BO + OD) \times 10}{2} = \frac{BD \times 10}{2} \)
看!又回到了 \( S = \frac{AC \times BD}{2} \)。所以我们发现,只要知道一条对角线的全长和另一条被分成的任意一段,是求不出面积的,必须知道两条对角线各自的全长。原题可能意图是BO=4cm是BD的中点(即BD=8cm),或者是漏了OD=5cm之类。假设BD=8cm(这是一个常见变式),则面积= \( \frac{10 \times 8}{2} = 40 \) cm²。
这个思考过程告诉我们,核心永远是“两条垂直对角线的全长”,题目有时会绕个弯,把全长拆成几段给我们。
📝 阿星必背口诀:
垂直交叉像风筝,对角相乘除以二;
单位统一莫忘记,识别模型快又准!
🚀 举一反三:变式挑战
一个菱形花园的两条垂直小路径(对角线)分别长12米和6.5米,求花园的面积。
已知一个对角线垂直的四边形的面积是30平方厘米,其中一条对角线长10厘米,求另一条对角线的长度。
如图,在梯形ABCD中,AD // BC,且对角线AC⊥BD。已知AC=6cm,BD=8cm。你能求出梯形ABCD的面积吗?(提示:梯形面积=上底加下底乘高除以2,但这里可以巧妙转化为两个“风筝”三角形面积之和)
解析与答案
【详尽解析】
入门例题答案: \( 20 \) 平方厘米。
进阶例题答案: \( 0.675 \) 平方米。(关键:统一单位,15分米=1.5米)
拔高例题解析: 该题在强调对公式 \( S = \frac{AC \times BD}{2} \) 的理解。通常此类题会给出两条对角线的全长,或通过其他条件(如O是中点)可求出全长。假设BD=8cm(基于BO=4cm且O为中点的常见情形),则面积为 \( \frac{10 \times 8}{2} = 40 \) cm²。核心是寻找或求出两条垂直对角线的总长度。
举一反三答案:
1. 变式一:面积 = \( \frac{12 \times 6.5}{2} = 39 \) 平方米。
2. 变式二:由 \( 30 = \frac{10 \times 另一条}{2} \) 得,\( 60 = 10 \times 另一条 \),所以另一条对角线长 \( 6 \) 厘米。
3. 变式三:梯形的面积可以看成是△ABC和△ADC(或△ABD和△BCD)的面积之和。以△ABC和△ADC为例,它们有公共底边AC,而它们的高之和正好等于BD(因为AC⊥BD)。因此,梯形面积 = S△ABC + S△ADC = \( \frac{AC \times BO}{2} + \frac{AC \times OD}{2} = \frac{AC \times (BO+OD)}{2} = \frac{AC \times BD}{2} \)。所以答案就是 \( \frac{6 \times 8}{2} = 24 \) cm²。这正是风筝模型在特定图形中的灵活应用。
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