學習重點 掌握等高圖形的面積比等於底邊比,並能由面積比反推線段長度比。 矩形分割時,先確認各區是否共用相同的長或寬,再決定能否直接把面積比當成邊長比。 利用正方形中心到四邊的距離相等,比較以不同邊上線段為底的三角形面積。 將四邊形切成兩個三角形,把面積和轉化成底邊長的和;即使不知道正方形邊長,也能比較大小。 核心觀念 一、面積比化成邊長比:關鍵是共同的因數 矩形面積=長×寬;三角形面積=底×高÷2。比較面積時,若兩個圖形具有共同的高,就能約去相同因數,留下底邊長的比較。 等高矩形:面積比=底邊比。例如兩矩形的高都是 h,底分別為 x、y,面積比就是 xh:yh=x:y。 等寬矩形:面積比=另一方向的邊長比。例如兩矩形的寬都是 w,長分別為 x、y,面積比就是 xw:yw=x:y。 等高三角形:面積比=底邊比,因為共同的高與共同的「÷2」都能約去。 這個關係可以雙向使用:已知底邊比,可以求面積比;已知面積比,也可以在確認等高後,反推底邊比。 二、矩形土地分割:先看配置,再用比例 矩形土地分成三塊,面積比為3:2:1,表示總面積共有 6 份,三區分別占全部的 1/2、1/3、1/6。這些是面積所占的比例,是否也是邊長所占的比例,仍要看分割方式。 分割配置可以使用的關係解題重點 三塊矩形平行排列,共用相同的高各區底邊比=3:2:1面積比可直接轉成沿分割方向的邊長比。 一塊矩形占一側,另兩塊在另一側上下排列先合併上下兩塊,再比較左右兩側先找出等高的大矩形,再處理另一側內部的分割。 比較的兩塊矩形,長與寬都不同面積比=兩邊長乘積的比不能只看其中一條邊,須利用其他已知條件。 以「一側占 3 份、另一側由 2 份與 1 份組成」的配置為例,左右兩側面積比為 3:(2+1)=1:1。兩側若等高,寬度就相等;另一側上下兩區若等寬,高度比才是 2:1。 「先切一刀、再切另一側」的分割,第一刀分出的兩側邊長比,取決於哪一塊單獨在一側: 單獨一側的區域第一刀兩側面積比(=該方向邊長比)另一側內部再分(=另一方向邊長比) 高麗菜(3 份)3:(2+1)=1:1白蘿蔔:菠菜=2:1 白蘿蔔(2 份)2:(3+1)=1:2高麗菜:菠菜=3:1 菠菜(1 份)1:(3+2)=1:5高麗菜:白蘿蔔=3:2 注意:第一刀的比是沿第一刀垂直方向的邊長比;另一側內部的比是另一方向的邊長比,兩者不能混用。 因此,處理這類分割圖時,可依序採用:標面積份數→合併成大矩形→找共同邊長→換成線段比。若題目以 a、b 標示線段,還要確認它們各自代表整段或部分線段、位於哪一個方向,以及所求是 a/b 還是 b/a。若 a、b 位於不同方向,就不能只用面積比,須再搭配題目給的其他邊長條件。 三、正方形中心的性質:四個方向都能找到相同的高 設正方形邊長為 s,中心為 O,則 O 到四條邊的垂直距離都等於 s/2。令這個共同距離為 h,凡以 O 為頂點、以正方形某一邊上的線段為底的三角形,高都是 h。 所以,兩個三角形的底即使位於不同邊,仍可利用等高關係比較面積。例如底邊長分別為 x、y,兩個三角形的面積比就是 x:y。 此處的「高」是 O 到底邊所在直線的垂直距離,不是 O 到底邊端點的斜線長。判斷等高時,應找垂直距離,不要憑三角形外觀看起來高或矮。 四、四邊形的面積:切成三角形,再合併底邊 在正方形中,若 S、T 分別位於頂點 A 相鄰的兩條邊上,連接 OA,就能把四邊形 OSAT 分成三角形 OSA 與 OAT。這兩個三角形的底分別為 AS、AT,高都是中心到正方形邊的距離 h。 因此,四邊形 OSAT 的面積=AS×h÷2+AT×h÷2=(AS+AT)×h÷2。 若 E、F 位於正方形同一條邊上,則三角形 OEF 的面積為 EF×h÷2。兩個圖形相比時,共同的 h÷2 可以約去,得到: 三角形 OEF 面積:四邊形 OSAT 面積=EF:(AS+AT)。 EF 大於 AS+AT,三角形面積較大。 EF 等於 AS+AT,兩個圖形面積相等。 EF 小於 AS+AT,四邊形面積較大。 例如 EF=2 公分,AS=AT=1 公分,因為 2=1+1,所以兩個圖形面積相等。比較時不必求出 h,也不必知道正方形邊長。 常考陷阱 「正方形邊長未知,所以無法比較」:求出面積數值與比較面積大小是兩件事。只要兩邊有相同的高度因數,就能約去未知數,直接比較底邊或底邊總和。 「四邊形一定比三角形大」:邊數不能決定面積。應先分割四邊形,再用面積公式比較,不能憑圖形名稱或外觀判斷。 只比較 EF 與 AS,漏掉 AT:四邊形包含兩個三角形,必須比較 EF 與 AS+AT;只算其中一塊會低估四邊形面積。 「底在不同邊,所以高度不同」:一般情況需要檢查,但正方形中心到四邊等距。因此,符合位置條件的三角形,即使底在不同邊上,仍然等高。 把斜線當作高:OA、OE、OF 等連線不一定垂直於所選底邊,不能直接拿來代入高度。高必須與底邊所在直線垂直。 「面積比為 3:2:1,所以任何邊長比都是 3:2:1」:只有在共用同一方向邊長時,面積比才能化成另一方向的邊長比。遇到上下、左右混合分割,應先合併區域。 把部分線段當成全長:若一段占 2 份、另一段占 1 份,兩段之比為 2:1,但前一段占合計長度的比例是 2:3。作答前先確認比較對象。 比值前後顛倒:算出 1:2 卻選了 2:1,或把 a/b 寫成 b/a。選項常同時列出互為倒數的答案,作答前再對一次 a、b 的位置。 依圖面比例估長度:示意圖不一定按比例繪製。線段比應由已知長度、面積份數與共同高度推得。 記憶口訣 等高比底,等寬比長;矩形先合,面積再換。 中心到邊一樣遠,四邊形切開加底邊;共同高度能約去,邊長未知也能比。