行百科
当前位置: 首页 > >  常识 > > 

水平宽铅垂高求三角形面积 ,系列之铅垂法

2024-07-19 11:00:02

求三角形的面积是几何题中常见问题之一,可用的方法也比较多,比如面积公式、割补、等积变形、三角函数甚至海伦公式,本文介绍的方法是在二次函数问题中常用的一种求面积的方法——铅垂法.

问题描述

在平面直角坐标系中,已知A(1,1)、B(7,3)、C(4,7),求△ABC的面积.


【分析】显然对于这样一个位置的三角形,面积公式并不太好用,割补倒是可以一试,比如这样:


构造矩形ADEF,用矩形面积减去三个三角形面积即可得△ABC面积.这是在“补”,

同样可以采用“割”:



此处AE+AF即为A、B两点之间的水平距离.

由题意得:AE+BF=6.

下求CD:

根据A、B两点坐标求得直线AB解析式为:


由点C坐标(4,7)可得D点横坐标为4,

将4代入直线AB解析式得D点纵坐标为2,

故D点坐标为(4,2),CD=5,

综上,S=0.5×6×5=15.

铅垂法

方法总结

作以下定义:

(1)水平宽:A、B两点之间的水平距离;

(2)铅垂高:过点C作x轴的垂线与AB交点为D,线段CD即为AB边的“铅垂高”.


如图可得:


【解题步骤】

(1)求A、B两点水平距离,即水平宽;

(2)过点C作x轴垂线与AB交于点D,可得点D横坐标同点C;

(3)求直线AB解析式并代入点D横坐标,得点D纵坐标;

(4)根据C、D坐标求得铅垂高;

(5)利用公式求得三角形面积.

真题演练

2019海南中考(删减)

如图,已知抛物线y=ax²+bx+5经过A(-5,0)、B(-4,-3)两点,与x轴的另一个交点为C.

(1)求该抛物线的表达式;

(2)点P为该抛物线上一动点(与点B、C不重合),设点P的横坐标为t.当点P在直线BC的下方运动时,求△PBC的面积的最大值.


【分析】

(1)y=x²+6x+5;

(2)取BC两点之间的水平距离为水平宽,过点P作PQ⊥x轴交直线BC于点Q,则PQ即为铅垂高.


根据A、C两点坐标得AC=4,

根据B、C两点坐标得直线BC解析式:y=x+1,

设P点坐标为(m,m²+6m+5),

则点Q(m,m+1),

得PQ=-m²-5m-4,

考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积就最大.

【小结】选两个定点作水平宽,设另外一个动点坐标来表示铅垂高.

【思考】如果第3个点的位置不像上图一般在两定点之间,如何求面积?

铅垂法大全

铅垂法其实就是在割补,重点不在三个点位置,而是取两个点作水平宽之后,能求出其对应的铅垂高!因此,动点若不在两定点之间,方法类似:

(1)取AB作水平宽,过点C作铅垂高CD.


(2)取AC作水平宽,过点B作BD⊥x轴交直线AC于点D,BD即对应的铅垂高,



(3)取BC作水平宽,过点A作铅垂高AD.


甚至,还可以横竖互换,在竖直方向作水平宽,在水平方向作铅垂高.

(4)取BC作水平宽,过点A作铅垂高AD.


(5)取AC作水平宽,过点B作铅垂高BD.


(6)取AB作水平宽,过点C作铅垂高CD.


说这么多做法也不是要记住的,基本上从(3)开始往后都是用不上的,

那为啥还要看这些?

看都看了,又何必再问为什么了……

真题演练

2019绵阳中考(删减)

在平面直角坐标系中,将二次函数y=ax²(a>0)的图像向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),OA=1,经过点A的一次函数y=kx+b(k≠0)的图像与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个交点为D,△ABD的面积为5.

(1)求抛物线和一次函数的解析式;

(2)抛物线上的动点E在一次函数的图像下方,求△ACE面积的最大值,并求出此时点E的坐标.


【分析】

(1)抛物线解析式:y=0.5x²-x-1.5;

一次函数解析式:y=0.5x+0.5.

(2)显然,当△ACE面积最大时,

点E并不在AC之间.

已知A(-1,0)、C(0,0.5),

设点E坐标为(m,0.5m²-m-1.5),

过点E作EF⊥x轴交直线AD于F点,


则F点横坐标为m,

代入一次函数解析式得F(m,0.5m+0.5),

可得:EF=-0.5m²+1.5m+2.

考虑到水平宽是定值,故铅垂高最大面积最大.

记点什么

既然都是固定的算法,那就可以总结一点小小的结论了,

对坐标系中已知三点A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3),

按铅垂法思路,可得:


如果为了好看,也可以这么写:


好像也并不是很好看~

如果做题不怕被扣过程分的话,比如我就不怕,因为我不考试,那就不妨,直接用~