在前面的讲解中,我们已经通过转换的方法推导了平行四边形和三角形的面积公式。今天,我们同样可以运用这种转换思路来求解梯形的面积。我们将以解决一个实际问题为切入点:假设车窗的玻璃形状是梯形,我们该如何计算其面积呢?通过这个问题,我们将引入
5种推导梯形面积计算公式的方法
方法一:拼组法(1):用两个相同的梯形拼成一个平行四边形。
将两个完全一样的梯形按照一定的方向拼合,能够形成一个大的平行四边形。在这个大平行四边形中,底边等于梯形的上底与下底之和,高则是梯形的高。由此,平行四边形的面积可以表示为底乘以高,即(梯形的上底 + 下底)× 高。因为这个大平行四边形的面积是两个梯形面积的总和,我们得出结论:
梯形的面积等于(上底 + 下底)× 高 ÷ 2。
方法二:拼组法(2):用两个相同的直角梯形拼成一个长方形。
这种方法实际上是前一种拼组法的一个特例。如果两个梯形是直角梯形,它们不仅可以拼成平行四边形,还能拼成长方形。通过图示可知,长方形的长度等于梯形的上底与下底之和,宽度则等于梯形的高。长方形的面积计算公式为(上底 + 下底)× 高。由于这个大长方形的面积也是两个梯形面积的总和,我们同样可以得出:
梯形的面积等于(上底 + 下底)× 高 ÷ 2。
方法三:分割法(1):将梯形分割成一个小三角形和一个大三角形。
通过在梯形的上底顶点与下底顶点之间绘制一条对角线,可以将梯形分割成一个小三角形和一个大三角形。这两个三角形的高相同,其中小三角形的底为梯形的上底,大三角形的底为梯形的下底。小三角形的面积为上底 × 高 ÷ 2,大三角形的面积为下底 × 高 ÷ 2。综合这两个三角形的面积,我们可以得到:
梯形的面积 = 小三角形的面积 + 大三角形的面积 = (上底 + 下底)× 高 ÷ 2。
方法四:分割法(2):将梯形分割成一个平行四边形和一个三角形。
通过在梯形的上底顶点处,向下底边上绘制一条分割线,可以将梯形分割成一个平行四边形和一个三角形。两个图形的高度相同,平行四边形的底边是梯形的上底,而三角形的底边是(下底 - 上底)。梯形的面积等于平行四边形的面积加上三角形的面积,即:
梯形的面积 = 平行四边形的面积 + 三角形的面积 = 上底 × 高 + (下底 - 上底)× 高 ÷ 2 = (上底 + 下底)× 高 ÷ 2。
方法五:割补法:将梯形通过“割补”转化为一个平行四边形。
将梯形的上底沿着其高度的中点对折,使对折线平行于上底和下底,然后将下半部分的一个角向上折叠,将其分割成一个小三角形和一个小平行四边形。接下来,将小三角形剪下并补到上半部分的梯形边上,从而形成一个平行四边形。这个平行四边形的高与梯形相同,底边则是梯形上底与下底之和的一半。
梯形的面积 = 平行四边形的面积 = 底 × 高 = (上底 + 下底)× 高 ÷ 2。
推导梯形面积公式的过程与平行四边形和三角形的面积计算类似,都基于对“旧知”的应用来推导“新知”。这表明在学习新知识时,能够结合已有的知识,通过“转换”思维来解决问题。这种方法无论面对怎样看似复杂的问题,都会显得轻松简单。你掌握了这个方法吗?