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108學年鷺江國中第3次段考數學 第28題 詳解

箏形面積計算 · 填充 · 題目出處:108 學年度第 2 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

答案200+2003200+200\sqrt3看逐步解析 ↓

題目
如右圖,小華想製作一只風箏,首先他在紙上剪出一個箏形ABCDABCD,其中AB=AD\overline{AB}=\overline{AD}BC=CD\overline{BC}=\overline{CD}BAD=90°\angle BAD=90°BCD=60°\angle BCD=60°,接著再準備兩根竹棍固定在對角線上,若不計竹棍的寬度,當AB=20\overline{AB}=20公分,則此風箏(箏形ABCDABCD)面積為________平方公分。
風箏形ABCD:A在最上方、C在最下方(AC為較長對角線,畫成粗黑直線貫穿全圖);B在左、D在右(BD為較短對角線,畫成粗棕色線段,與AC垂直相交於O點,交點處標直角記號)。四個三角形分區塗色:$\triangle ABO$(左上)淺藍色、$\triangle AOD$(右上)黃綠色、$\triangle BOC$(左下)黃綠色、$\triangle COD$(右下)淺藍色。頂角A被AC分成左右兩半:左半(靠B側)標「45°」、右半(靠D側)標「45°」;底角C同樣被分成左右兩半:左半標「30°」、右半標「30°」。B點標示角度「1」,位置在對角線BD上方、AB與BD之間(即$\angle ABD$,上半部);D點標示角度「2」,位置在對角線BD下方、BD與DC之間(即$\angle BDC$,下半部)。C點下方另有一個橙黃色類似緞帶/香蕉形狀的小裝飾圖案,與題目數學內容無關。

逐步解析

  1. 1

    用箏形的對角線性質

    箏形 ABCDABCDAB=AD\overline{AB}=\overline{AD}CB=CD\overline{CB}=\overline{CD},所以對角線 AC\overline{AC} 垂直平分 BD\overline{BD},交點設為 OO,並且 AC\overline{AC} 平分 BAD\angle BADBCD\angle BCD。因此 BAO=45\angle BAO=45^\circBCO=30\angle BCO=30^\circ
  2. 2

    解上半個直角三角形

    ABO\triangle ABOAOB=90\angle AOB=90^\circBAO=45\angle BAO=45^\circ,是等腰直角三角形,邊長比為 1:1:21:1:\sqrt2。斜邊 AB=20\overline{AB}=20,所以 AO=BO=202=102\overline{AO}=\overline{BO}=\frac{20}{\sqrt2}=10\sqrt2
  3. 3

    解下半個直角三角形

    BOC\triangle BOCBOC=90\angle BOC=90^\circBCO=30\angle BCO=30^\circ,是 3030^\circ6060^\circ9090^\circ 的直角三角形。對 3030^\circ 的邊是 BO\overline{BO}、對 6060^\circ 的邊是 OC\overline{OC},兩者比為 1:31:\sqrt3,所以 OC=3×102=106\overline{OC}=\sqrt3\times10\sqrt2=10\sqrt6
  4. 4

    算出兩條對角線

    BD=2BO=202\overline{BD}=2\overline{BO}=20\sqrt2。至於 AC\overline{AC}OO 並不是它的中點,要把兩段相加:AC=AO+OC=102+106\overline{AC}=\overline{AO}+\overline{OC}=10\sqrt2+10\sqrt6
  5. 5

    用對角線算面積

    兩條對角線互相垂直,面積 =12×AC×BD=12×(102+106)×202=102×(102+106)=200+2003=\frac12\times\overline{AC}\times\overline{BD}=\frac12\times(10\sqrt2+10\sqrt6)\times20\sqrt2=10\sqrt2\times(10\sqrt2+10\sqrt6)=200+200\sqrt3。所以風箏面積為 200+2003200+200\sqrt3 平方公分。
答案
200+2003200+200\sqrt3

關鍵觀念:#箏形 #對角線 #面積計算

常見卡點
最大的陷阱是以為兩條對角線互相平分。箏形只有長的那條會平分短的那條,短的並不會平分長的,所以長對角線必須把上下兩段分開算再相加,不能直接乘二。另外別忘了頂角被對角線平分之後才是四十五度和三十度,直接拿九十度和六十度去算會全錯。

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