图形七巧板:3步通关“割补法”,不规则面积一招搞定!:典型例题精讲
适用年级
五年级
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-20
你好,同学!我是你的数学导游阿星。今天,我们来闯关一个听起来很酷,但原理超级生活化的方法——「割补法」。
想象一下,你有一块形状像云朵或者小狗的饼干,你怎么知道它有多大呢?直接算?太难了!我们最拿手的是算长方形或正方形饼干的面积(长×宽)。割补法就是我们的“数学厨房”,把任何奇形怪状的饼干,通过“切一刀”或者“补一块”,变成我们熟悉的长方形,问题就解决啦!
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💡 阿星起步:割补法的底层逻辑
为什么要学它?
因为生活中和考试里,很少有图形是标准的长方形。比如你家花园的一角、一块不规则的地毯、一张被撕掉一角的纸…直接算面积?无从下手!割补法就是给你的“空间改造术”,把陌生的、不规则的“怪图形”,变成我们最熟悉、最好算的老朋友——长方形。
它的本质是什么?(讲人话版)
它的本质是 “转化” 和 “等积变形”。
1. 转化:把一道你不会的难题(算怪图形面积),变成一道你肯定会做的简单题(算长方形面积)。这就像你不会修电脑,但你会把电脑搬到维修店,让专业的人(长方形公式)来修。
2. 等积变形:在“切”和“补”的过程中,图形的总面积没有变。就像你把一块完整的橡皮泥捏成小狗,再捏成小猫,橡皮泥的多少(体积/面积)是不变的。我们只是改变了它的形状,方便我们测量。
核心动作就两个:
* 割(切):把图形多出来的部分切下来。
* 补(移):把切下来的部分,挪到缺少的地方去。
最终目标:拼凑成一个完整的 长方形 或 正方形,然后用公式 面积 = 长 × 宽 一击必杀。
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🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】
下图是一个“凹”字形图形(像一个长方形被挖掉一个小正方形),已知外面大长方形的长是10厘米,宽是6厘米,被挖掉的小正方形边长是2厘米。求这个“凹”字形的面积。
(我们可以把它想象成一块被咬了一口的长方形饼干。)
阿星拆解:
第1步:观察图形,选择方法。 这个图形缺少一块,是个“凹”字形。我们很难直接给它一个“长”和“宽”。但如果我们把它“补”上缺的那一块,它不就变成一个完整的长方形了吗?
第2步:运用“补”的思维。 在脑海里,把那个缺的 2cm × 2cm 的小正方形补回去。这样,原来的“凹”形 + 补上的小正方形 = 一个完整的大长方形。
第3步:计算完整图形面积。 补全后的大长方形,长是10厘米,宽是6厘米。它的面积是:
\[ S_{大长方形} = 长 × 宽 = 10 × 6 = 60 \, (平方厘米) \]
第4步:减去补上的部分。 我们补上的那个小正方形不是原图形的一部分,所以要把它减去。小正方形面积是:
\[ S_{小正方形} = 边长 × 边长 = 2 × 2 = 4 \, (平方厘米) \]
第5步:得到原图形面积。
\[ S_{凹字形} = S_{大长方形} - S_{小正方形} = 60 - 4 = 56 \, (平方厘米) \]
答:这个“凹”字形的面积是56平方厘米。
【进阶例题】
下图是一个“L”形图形(像两个长方形拼在一起),它的数据标注如图所示。求这个“L”形的面积。
(陷阱提示:注意看长度单位!)
5米
┌───────┐ 3米
│ │
│ A ├───┐ 2米
│ │ │
└───────┤ B │
│ │
└───┘
4米
阿星敲黑板:
陷阱在哪里?—— 单位! 题目中混用了“米”和“厘米”。这是数学里最常见的坑!计算面积时,单位必须统一。我们一般把大单位(米)化成小单位(厘米),或者全部用米来计算。
第1步:统一单位。 我们把所有“厘米”都化成“米”,因为“米”是主要单位。
\[ 3米 = 3米,\quad 4米 = 4米,\quad 5米 = 5米,\quad 2米 = 2米 \]
(本题数据已统一,但思维上必须养成先检查单位的好习惯!)
第2步:观察图形,选择方法。 这个“L”形可以看作是两个长方形A和B拼起来的。我们可以用“割”的思维,在中间竖着切一刀,把它分成左右两个标准的长方形。
第3步:运用“割”的思维。 从图形顶部那个拐角处竖直向下切,把图形分成:
左边长方形A:宽是5米,长(高)是3米。
右边长方形B:宽是2米,长(高)是4米。
第4步:分别计算,然后相加。
\[ S_A = 5 × 3 = 15 \, (平方米) \]
\[ S_B = 2 × 4 = 8 \, (平方米) \]
\[ S_{L形} = S_A + S_B = 15 + 8 = 23 \, (平方米) \]
答:这个“L”形的面积是23平方米。
【拔高例题】
社区里有一块绿地,形状如下图(一个平行四边形,但求的是它内部阴影部分的面积)。已知平行四边形的底是12分米,高是8分米。被挖去一个底为4分米,高为6分米的小平行四边形(阴影部分)。求剩余部分(空白部分)的面积。
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/ 空白 / |
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| | 阴 |
| | 影 |
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思维迁移:
这个场景看起来复杂了,图形变成了平行四边形。但别怕!我们的核心武器“转化思维”依然管用。我们要求的是“空白部分”面积。
方法一(直接割补,高级玩法): 仔细观察,如果我们把阴影的小平行四边形“平移”到空白区域的右侧,是不是刚好可以把整个大平行四边形补成一个完整的长方形?是的!
补成的长方形,它的“长”就是大平行四边形的底12分米,“宽”就是大平行四边形的高8分米。
\[ S_{长方形} = 12 × 8 = 96 \, (平方分米) \]
这个长方形的面积,就是原来“空白部分”和“阴影部分”拼成的总面积。但题目只问空白部分?等一下…我们好像直接得到了整个图形的面积,而阴影部分可以单独算。
方法二(更稳妥的通用思路): 用“整体减部分”的思想,这和【入门例题】的“补”法异曲同工。
第1步: 把整个图形(空白+阴影)看成一个整体,即大平行四边形。它的面积是:
\[ S_{大} = 底 × 高 = 12 × 8 = 96 \, (平方分米) \]
第2步: 计算被挖去的阴影部分(小平行四边形)面积:
\[ S_{阴影} = 底 × 高 = 4 × 6 = 24 \, (平方分米) \]
第3步: 从整体中减去阴影部分,就是空白部分面积:
\[ S_{空白} = S_{大} - S_{阴影} = 96 - 24 = 72 \, (平方分米) \]
答:剩余部分(空白部分)的面积是72平方分米。
看,虽然图形穿上了“平行四边形”的马甲,但我们解题的“转化”灵魂没变:要么把图形拆解、移动(割补),要么用整体减去多余部分。万变不离其宗!
📝 阿星必背口诀:
图形七巧板,切补变长方。
总面积不变,公式来帮忙。
遇凹则想补,遇凸则想割。
单位先统一,计算准又快!
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🚀 举一反三:变式挑战
一个“凸”字形(像一个长方形上面摞着一个小长方形),下方大长方形长9cm,宽5cm;上面小长方形长4cm,宽2cm,且在大长方形的正上方。求这个“凸”字形的总面积。
用一个“割补法”转化后得到的长方形面积为48平方厘米,已知这个长方形的长是8厘米。如果原图形是通过把一个正方形切掉一个宽为1厘米的长条后形成的,请问原正方形的边长是多少?
下图是一个直角阶梯的形状,每一级台阶的宽度都是20厘米,高度都是15厘米。阶梯的总宽度是80厘米,总高度是60厘米。求这个阶梯图形(所有台阶面+竖面)的总面积。
(提示:试试用“割补法”把它拼成一个长方形,想想这个长方形的长和宽分别和总宽度、总高度有什么关系?)
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解析与答案
【详尽解析】
* 变式一(模仿练习):
思路:典型的“割”或“加”。可以看作上下两个长方形面积之和。
\[ S_{大} = 9 × 5 = 45 \, (cm^2) \]
\[ S_{小} = 4 × 2 = 8 \, (cm^2) \]
\[ S_{总} = 45 + 8 = 53 \, (cm^2) \]
答: 总面积为 53 平方厘米。
* 变式二(逆向思维):
思路:逆向推导。割补后的长方形面积是48平方厘米,长是8厘米,则其宽为:
\[ 宽 = 48 ÷ 8 = 6 \, (厘米) \]
这个长方形是由正方形切掉一个宽1厘米的长条形成的。这意味着,长方形的宽(6厘米)加上被切掉的宽度(1厘米),就等于原正方形的边长。
\[ 正方形边长 = 6 + 1 = 7 \, (厘米) \]
答: 原正方形边长为 7 厘米。
* 变式三(综合挑战):
核心提示:这是一个非常经典的割补法应用。不要把每个台阶的面积分开算,太麻烦。将图中所有水平的台阶面(蓝色部分)向下平移,将所有竖直的台阶立面(红色部分)向右平移。你会发现,它们可以完美地拼成一个完整的长方形!
这个长方形的长 = 阶梯的总宽度 = 80厘米
这个长方形的宽 = 阶梯的总高度 = 60厘米
因此,总面积 = 这个拼成的长方形面积。
\[ S = 80 × 60 = 4800 \, (平方厘米) \]
答: 阶梯图形的总面积为 4800 平方厘米。
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