正方形里的四边形
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面积
勾股定理
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初中数学 -- 2021年10月14日

摘要
已知正方形内的四边形其对角线长和面积,如何求正方形的面积?
设是一个四边形,
分别为
四条边的中点.
如何证明绿色四边形
的面积是
面积的一半?
假设四边形是凸的, 如图所示(凹的情况也类似). 添加两条辅助线和
, 如虚线所示.
首先需要证明:三角形的面积是三角形
面积的四分之一.
根据题意,有线段是
的中位线,即线段
与线段
平行, 长度为其一半. 则
与
相似, 比例常数为二分之一.
因此, 三角形的面积是三角形
面积的四分之一.
同理, 三角形的面积也是
面积的四分之一.
因此,
同理,
由此可见, 和
这四个三角形的面积加起来是
的一半.
故内部四边形的面积是
面积的一半.
从证明中, 我们发现顺次连结四边形各边中点而成的四边形是一个平行四边形.
它被称为瓦里尼翁平行四边形, 面积是原四边形面积的一半.
展开正文...
如图, 分别过点
作对边的垂线, 得矩形
.
设正方形
的边长为
. 由勾股定理, 得
.
又

,
且
, 所以
,
得
,
解得
,
所以
, 即
.