[奥数课堂]让静止的图形动起来

[奥数课堂]让静止的图形动起来

以静变动，让静止的图形动起来，这是一种动态的思想方法，这种思想方法在求解几何图形面积时是常常用到的。现举例如下：

　　一、旋转的思想方法

　　将所给图形中的某一部分绕一个固定点旋转一定（或适当）的角度，变为较明显的简单而又直观的图形。

　　例1 如图1中的两个三角形都是正三角形，大三角形的面积是小三角形面积的多少倍？

　　分析与解 观察图1可见，只需将小三角形绕圆心旋转60°，得到如图2所示的图形。小三角形将大三角形分别割成面积相等的四块。因此大三角形的面积是小三角形面积的4倍。

　　例2 求图3中阴影部分的面积。（π取3）（单位：厘米）

　　分析与解 观察图3发现，只要将图中右边的阴影部分绕圆心逆时针方向旋转90°就得到图4所示的形状。所求的阴影部分的面积就是大扇形的面积与空白部分（三角形）面积的差。即

　　

　　二、移动的思想方法

　　1.点的移动：将图中的某一点看作一个“动点”沿直线移动，使原来分着的空白部分合并在一起变成一个简单明了的图形。

　　例3 如图5，已知长方形的长是8厘米，宽是4厘米，图中阴影部分面积是10平方厘米，求OD长多少厘米？

　　分析与解 观察图5，把图中的阴影部分看作两个三角形（即△ABO和△CBO），将这两个三角形中的A点和C点分别看作“动点”平移到如图6所示的A'点和C'点（等底等高，面积相等），等积变形为一个简单的三角形A'C'O。因为阴影部分面积是10平方厘米，A'C'的长为4厘米，所以OB的长度为（10×2÷4=）5（厘米），因此OD的长度是（8-5=）3（厘米）。

　　2.面的移动：将所给图形中的某个图形沿直线上下左右移动，把复杂的图形转化成简单的图形，使原来面积不等变成相等。

　　例4 有红、黄、绿三块大小一样的正方形纸片，放在一个正方形盒内，它们之间互相叠合（如图7），已知露在外面的部分中，红色面积是20，黄色面积为14，绿色面积是10，那么正方形盒子的面积是多少？

　　分析与解 根据题目的条件，观察图7，发现黄色正方形沿着正方形盒子的边线慢慢向左平移，黄色纸片的小部分逐渐被红色纸片所盖没，绿色纸片却逐渐在增加，黄色纸片盖住的部分就是绿色纸片增加的部分。直移到红色与黄色两纸片下上对齐。此时绿色纸片也暴露到了最大的程度（如图8），而且黄色纸片与绿色纸片的面积是相等的。即黄色和绿色的面积都为（（10+14）÷2=）12。我们把留出的空白部分假设为白色，从图中可看出，红、黄两纸片有一边相同，绿、白两纸片也有一边相同，所以它们各自面积之比等于相应边长的比。便有：

　　

　　因此，所求正方形盒子的面积为

　　20+12+12+7.2=51.2

　　三、翻折的思想方法

　　将所给图形的某一部分以某一直线为对称轴翻折，使原来复杂的图形变为直观图形。

　　例5 如图9，长方形的长是8，宽是6，A和B是宽的中点，求长方形内阴影部分的面积。

　　分析与解 观察图9，根据题目的条件可知直线AB将原大长方形分成大小一样的两个小长方形。只需把下面的小长方形以直线AB为对称轴向上翻折，就把下面长方形内的阴影部分合并到如图10所示的上面的长方形中。我们知道阴影部分的面积就是小长方形面积的一半，即所求阴影部分的面积为

　　8×（6÷2）÷2=12。

　　例6 在图11中，圆的半径为r，求阴影部分的面积。

 

　　分析与解 以图11中的水平直径作为对称轴，将上半部分往下翻折，使阴影部分拼合成两个三角形（如图12）。可以看出，所求的阴影部分面积等于梯形面积与空白部分（即三角形面积）的差。所以

　　阴影部分面积=（2r+4r）×r÷2-2r×r÷2=2r²