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图形的分割与剪拼

课题:图形的分割与剪拼
图形操作型的问题可分为两大类:一类是围绕“图形变换”展开的,一类是围绕图形的分割与剪拼展开的。

图形分割与剪拼应注意以下几下方面的思考途径和解决方法: 1、图形的剪拼问题考虑图形的变换性质和如何利用变换; 2、考虑相似三角形面积比与相似比的关系; 3、考虑“勾股定理”对应的图形面积关系; 4、考虑特定数量的构成形式。

一、图形的分割
按分割的要求分为:
(1)借助于“边、角”计算的分割; (2)依“面积等分”为要求的分割;
例1 (1)已知ABC ∆中,︒=∠︒=∠5.67,90B A ,请画一条直线,把这个三角形分割成两个等腰三角形。

(2)已知ABC ∆中,C ∠是其最小的内角,过顶点B 的一条直线把这个三角形分割成了两个等腰三角形,请探求ABC ∠与C ∠之间的关系。

例2 如图(1),在ABC ∆和DEF ∆中,︒=∠=∠90D A ,42,3====DF AC DE AB 。

(1)判断这两个三角形是否相似?并说明为什么?
(2)能否分别过D A ,在这两个三角形中各作一条辅助线,使ABC ∆分割成的两个三角形与DEF ∆ 分割成的两个三角形分别对应相似?证明你的结论。

(1)
A
B
C
E
F
A B
C
例3 我们能把平分四边形面积的直线称为“好线”,利用下面的作图,可以得到四边形的“好线”:在四边形ABCD 中,取对角线BD 的中点O ,连结OC OA ,,显然,折线AOC 能把四边形ABCD 的面积平分,再过点O 作
AC OE //,交CD 于E ,则直线AE 即为一条“好线”。

(如图(1)
(1)试证明:AE 确为一条“好线”;
(2)如图(2),若AE 为四边形ABCD 的一条“好线”,F 为CD 上一点,请作出过F 的一条“好线”,并说明理由。

(1) (2)
二、将原图形剪拼成新图形
例1 下列各图中,沿着虚线将正方形剪成两部分,那么由这两部分既能拼成平行四边形,又能拼成三角形和梯形的是( )
(中点) (中点)
A
B
C
D
例2 如图(1),现有两个边长之比为1:2的正方形ABCD 与''''D C B A ,已知点',',,C B C B 在同一直线上,且点'B C 与 重合,请你利用这两个正方形,通过裁割、平移、旋转的方法,拼出两个相似比为1;3的三角形。

B A
B C
O
D
E M A
B
C D
)'(B
'C
'D
'A
例4 在图(1)至(5)中,正方形ABCD 的边长为a ,等腰直角三角形FAE 的斜边b AE 2=,且边AD 和AE 在同一直线上。

操作示例
当a b <2时,如图(1),在BA 上选取点G ,使b BG =,连结FG 和CG ,裁掉FAG ∆和CGB ∆并分别拼接到FEH ∆和CHD ∆的位置构成四边形FGCH 。

思考发现
小明在操作后发现:该剪拼方法就是先将FAG ∆绕点F 逆时针旋转 90°到FEH ∆的位置,易知EH 与AD 在同一直线上。

连结CH ,由 剪拼方法可得BG DH =,故CHD ∆CGB ∆≅,从而又可将CGB ∆
绕点C 顺时针旋转90°到CHD ∆的位置。

这样,对于剪拼得到的四
边形FGCH (如图(1),过点F 作AE FM ⊥于点M (图略),利用
SAS 公理可判断CHD HFM ∆≅∆,易得FG GC HC FH ===, )2(a b < (1)
︒=∠90FHC ,进而根据正方形的判定方法,可以判断出四边形 FGCH 是正方形。

)2(a b = (2) )22(a b a << (3)
)(a b =(4)
实践探究
(1)正方形FGCH 的面积是 ;(用含b a ,的式子表示)
(2)类比图(1)的剪拼方法,请你就图(2)至(4)的三种情形分别画出剪拼在成一个正方形的示意图。

联想拓展 小明通过探究后发现:当a b ≤时,此类图形都能剪拼成正方形,且所选取的点G 的位置在BA 方向上随着b 的增大而不断上移。

当a b >时,如图(5)的图形能否剪能一个正方形?若能,请你在图中画出剪拼的示意图;若不能,简要说明理由。

C
H D
C
C
C
E
E
例5 蓝天希望学校正准备建一个多媒体教室,计划做长120cm ,宽30cm 的长条形桌面,现只有长80cm ,宽45cm 的木板,请你为该校设计不同的拼接方案,使拼起来的桌面符合要求。

(只要求画出裁剪,拼接图形,并标上尺寸。


(1)
(2)
6、在ABC ∆中,沿着中位线EF 一刀剪切后,用得到的AEF ∆和四边形EBCF 可以拼成平行四边形EBCP ,剪切线与拼图如图示,仿上述的方法,按要求完成下列操作设计,并画出图示。

(1)在ABC ∆中,增加条件 ,沿着 一刀剪切后可以拼成矩形; (2)在ABC ∆中,增加条件 ,沿着 一刀剪切后可以拼成菱形; (3)在ABC ∆中,增加条件 ,沿着 一刀剪切后可以拼成正方形; (4)在AB C ∆)(AC AB ≠中,一刀剪切后也可以拼成等腰梯形,首先要确定剪切线,其操作过程(剪切线的作法)是: 。

A
B
P F
E
(E )。

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