
快速求面积之进阶版——蝴蝶模型
之前我们在《快速求面积之初级版》中学习了三个基本模型,今天我们再由此推导出一个新模型——蝴蝶模型。连接任意一个四边形的对角线,会将四边形分成四个部分,它的形状类似于蝴蝶,称之为“蝴蝶模型”,其背后关于面积和边的比例性质引出了一系列定理,称之为“蝴蝶定理”。

一、任意四边形中的比例关系(“蝴蝶定理”)
如图所示,四边形ABCD是任意一个四边形,被两条对角线分成了四部分,其面积分别为S1、S2、S3、S4,则有:

结论1:S1:S2=S4:S3或S1×S3=S2×S4
证明:
∵S1:S2=DO:OB,S4:S3=DO:OB(同底共边模型)
∴S1:S2=S4:S3
结论2:DO:OB=(S1+S4):(S2+S3)或AO:OC=(S1+S2):(S3+S4)
证明:根据结论1和比例的性质可以直接得到结论2。
二、梯形中比例关系(“梯形蝴蝶定理”)

如图所示,四边形ABCD是梯形,被两条对角线分成了四部分,其面积分别为S1、S2、S3、S4,则有:
结论1:
证明:

结论2:
证明:

结论3:
对应的份数为
证明:根据结论2可以直接得到结论3。
三、应用
蝴蝶定理为我们提供了解决不规则四边形面积问题的一个途径。通过构造模型,一方面可以使不规则四边形的面积关系与四边形内的三角形相联系;另一方面,也可以得到与面积对应的对角线的比例关系。
【例1】一块种植花卉的矩形土地如图所示,AD边长是AB的2倍,E是CD的中点,甲、乙、丙、丁、戊区域分别种植白花、红花、黄花、紫花、白花。问种植白花的面积占矩形土地面积的( )。

A.3/4 B.2/3 C.7/12 D.1/2
【答案】C
【解析】因为E是CD中点,所以不妨设DE=1,AB=2。因为A、B、E、D四点构成一个梯形蝴蝶模型,由蝴蝶定理可得各部分面积:甲=4,乙=2,丙=1,丁=2。又因为
,所以丙+丁=戊=3。得到白花面积的占比为(甲+戊):总=7:12。
因此,选择C选项。
【例2】如图,长方形ABCD的面积是36,E是AD的三等分点,AE=2ED,则阴影部分的面积为 。

【答案】2.7
【解析】如图,连结OE。

根据蝴蝶定理可得:


根据蝴蝶定理可得:



蝴蝶模型我们先学到这里,下次学习另一个也是由基础模型推导而得的快速求面积之进阶模型,敬请期待!














