等积变形模型:顶点滑动面积不变
等积变形模型研究底不变、顶点沿与底平行的直线滑动时三角形面积不变的规律:同底等高的三角形面积相等,是三角形面积转化最基础的手法,俗称「拉窗帘」。
结构:三角形 的顶点 沿与 平行的直线滑到 ,虚线 、、 表示滑动后的位置。
标准形:已知两个三角形同底(或等底)且等高(顶点在底边平行线上),判定面积相等并进行面积转化。
适用前提与边界条件
- 顶点必须在「与底边平行的直线」上滑动,离开这条平行线高就变了,面积不再相等
- 底边(或底边所在直线)保持不变,只移动对面的顶点
求解策略
- 找底:确认两个三角形共用同一条底边
- 验高:确认两顶点在与底边平行的同一条直线上,即等高
- 判等:由底相同、高相等得面积相等
- 转化:把要求的三角形面积换成同底等高、位置更有利的三角形
模型结构
如图,三角形 的底边 固定不动,顶点 沿与 平行的直线滑动到 ;虚线画出了滑动轨迹 与新位置三角形 的两条边。
核心结论与推导
结论:同底等高的两个三角形面积相等:
推导:三角形的面积只由底和高决定。、 在与 平行的同一条直线上,由「平行线间距离处处相等」,两个三角形以 为底时高相等,底又相同,所以
中的底与高都没有变,面积自然相等。
注意:面积不变,但 、 滑到 、 后长度一般改变,所以周长并不守恒。
典例精析
例:如图,,三角形 的面积是 。求三角形 的面积。
解:两个三角形同底 ,顶点 、 在底边的平行线上,属于等积变形,故
常见变式
- 夹在平行线间型:两个三角形的底落在同一条直线上,相对顶点落在另一条平行线上,面积直接相等。
- 平行四边形顶点滑动型:平行四边形一边固定、对边沿其所在直线滑动,面积不变。
- 面积差转化型:求两个有公共部分的图形面积差时,用等积变形把其中一块换成同积但不重叠的位置,差量立刻显现。
对比与联系
| 模型 | 不变量 | 关键位置 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 等积变形 | 面积 | 顶点在底边平行线上 | 面积转移、求差 |
| 割补法 | 面积 | 剪下一块平移补全 | 化不规则为规则 |
| 一半模型 | 面积占一半 | 顶点在对边上 | 矩形内三角形面积 |
| 等高模型 | 面积比 | 同高不同底 | 面积比等于底之比 |
正例与反例
✅ 正例
- 图中顶点由 滑到 ,,则
❌ 反例
- 顶点沿不平行于 的方向移动时,三角形的高改变,不能判定面积相等
高频误解与考试易错
- 以为顶点随便动面积都不变:只有沿底边平行线滑动才等高,沿其他方向运动会改变高
- 图形周长不变当成面积不变:等积变形只保证面积,两腰长度和周长通常会改变
- 底边换了仍套结论:等积的两个三角形必须共用同一条底边(或等长的底边)
常见问题
为什么叫「拉窗帘」?
底边 像窗帘杆,顶点像窗帘环在一根与杆平行的轨道上滑动;窗帘拉到哪个位置,布(三角形)的大小都不变。
这个模型的依据是什么?
三角形面积 底 高 。顶点在底边的平行线上滑动时,到底边的距离(高)处处相等,底也相同,所以面积相等。
只能用于三角形吗?
平行四边形同样适用:上下底在一对平行线上,同底等高的平行四边形面积相等。它还是后面割补法、一半模型、燕尾模型的共同基础。
依据与出处
- 人教版(2024 审定)五年级上册 第六单元《多边形的面积》(三角形的面积)