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108學年鷺江國中第3次段考數學 第21題 詳解

重疊正方形全等證明與面積和 · 非選 · 題目出處:108 學年度第 1 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

答案(1) BC=DC\overline{BC}=\overline{DC}CE=CF\overline{CE}=\overline{CF}1=3\angle1=\angle3BCD=1+2=90°=ECF=2+3\angle BCD=\angle1+\angle2=90°=\angle ECF=\angle2+\angle3),故BECDFC\triangle BEC\cong\triangle DFC(SAS)(※1=3\angle1=\angle3需加以說明才給分) (2) 面積和=2×DFC=ECFG=32=9=2\times\triangle DFC=\square ECFG=3^2=9(平方公分)看逐步解析 ↓

題目
右圖為正方形ABCDABCD與正方形ECFGECFG的重疊情形,其中DD點在EG\overline{EG}上,連接BE\overline{BE}DF\overline{DF},請回答下列問題: (1) 請完整說明為何BEC\triangle BECDFC\triangle DFC全等的理由。(4%4\%) (2) 承(1),若AB=4\overline{AB}=4公分,GF=3\overline{GF}=3公分,則BEC\triangle BECDFC\triangle DFC的面積和為多少平方公分?請完整寫出解題過程與答案。(4%4\%)
左側正方形ABCD(A左上、B左下、C右下、D右上,四邊 AB、BC、CD、DA 都有畫出(CD 這一邊的線較深))與右側正方形ECFG重疊,兩者共用C點(正方形ABCD右下角同時是正方形ECFG的一個頂點)。正方形ECFG另三頂點:E 幾乎落在正方形 ABCD 的正中心,略在對角線 BD 的上方、G緊鄰D的右上方(D、G兩點非常接近但不重合)、F在整個圖形最右側。D點落在正方形ECFG的一邊GE上(E、D、G三點共線,D介於E、G之間、靠近G端)。另畫出兩條連線:B到E(線段BE)、D到F(線段DF);正方形ECFG四邊EC、CF、FG、GE均有畫出。C點處由左至右標示三個角度記號1、2、3。
右圖

逐步解析

  1. 1

    找出兩組相等的邊

    第 (1) 小題。ABCDABCD 是正方形,四邊等長,所以 BC=DC\overline{BC}=\overline{DC}ECFGECFG 也是正方形,所以 CE=CF\overline{CE}=\overline{CF}。這兩組邊分別是 BEC\triangle BECDFC\triangle DFC 的對應邊。
  2. 2

    說明夾角相等

    圖上在 CC 點由左至右標了 1\angle12\angle23\angle3,其中 1=BCE\angle1=\angle BCE3=DCF\angle3=\angle DCF,而 2=ECD\angle2=\angle ECD 被兩個角共用。因為 BCD=1+2=90°\angle BCD=\angle1+\angle2=90°(正方形 ABCDABCD 的內角)、ECF=2+3=90°\angle ECF=\angle2+\angle3=90°(正方形 ECFGECFG 的內角),兩式相減把共用的 2\angle2 消掉,得 1=3\angle1=\angle3
  3. 3

    完成全等證明

    BEC\triangle BECDFC\triangle DFC 中:BC=DC\overline{BC}=\overline{DC}1=3\angle1=\angle3CE=CF\overline{CE}=\overline{CF}。兩組邊與它們的夾角對應相等,所以 BECDFC\triangle BEC\cong\triangle DFC(SAS 全等)。
  4. 4

    面積搬到正方形裡

    第 (2) 小題。全等三角形面積相等,所以 BEC=DFC\triangle BEC=\triangle DFC,面積和 =2×DFC=2\times\triangle DFC。正方形 ECFGECFG 的邊長 =GF=3=\overline{GF}=3,其中 GE\overline{GE}CF\overline{CF} 是一組對邊,互相平行且相距 33DD 落在 GE\overline{GE} 上,所以 DFC\triangle DFCCF=3\overline{CF}=3 為底時,高正好是 33
  5. 5

    算出面積和

    DFC=12×3×3=92\triangle DFC=\frac{1}{2}\times3\times3=\frac{9}{2}(平方公分),面積和 =2×92=9=2\times\frac{9}{2}=9(平方公分),剛好就是正方形 ECFGECFG 的面積 32=93^2=9。所以 BEC\triangle BECDFC\triangle DFC 的面積和為 99 平方公分。
答案
(1) BC=DC\overline{BC}=\overline{DC}CE=CF\overline{CE}=\overline{CF}1=3\angle1=\angle3BCD=1+2=90°=ECF=2+3\angle BCD=\angle1+\angle2=90°=\angle ECF=\angle2+\angle3),故BECDFC\triangle BEC\cong\triangle DFC(SAS)(※1=3\angle1=\angle3需加以說明才給分) (2) 面積和=2×DFC=ECFG=32=9=2\times\triangle DFC=\square ECFG=3^2=9(平方公分)

關鍵觀念:#全等三角形 #正方形 #面積計算

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常見卡點
第一小題最常見的失分是只寫「兩個都是正方形,所以邊相等、角都是 90°90°」就宣告全等,卻沒有交代 1=3\angle1=\angle3 是怎麼來的——那一步必須靠兩個 90°90° 相減、消掉共用的 2\angle2。第二小題則常拿 AB=4\overline{AB}=4 去硬算,但 DFC\triangle DFC 的底和高都由小正方形決定,44 這個數字完全用不到。

還是卡住嗎?

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