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113學年福和國中第1學期第2次段考數學 第18題 詳解

七巧板正方形面積〔2-3〕 · 單選 · 題目出處:113 學年度第 1 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立福和國民中學)

題目
七巧板是一種智力遊戲,英文名稱為「Tangram」,由七種圖形的板子組成,分別有一塊正方形、一塊平行四邊形及五塊等腰直角三角形,這五塊等腰直角三角形有三種尺寸,其中,最大與最小的三角形各有兩塊,且形狀、大小分別相同。用七巧板拼出的圖形要由全部的七塊板子組成,由於每塊都是幾何圖形,所以這七塊板子可以拼成千種以上相等面積的圖形,且板與板之間要有連接,即點與點、線與線或點與線的連接。下方是用七巧板所拼成的風車、天鵝和帆船。〔2-3〕

下圖(一)為利用七巧板拼成的大正方形,若平行四邊形的短邊與小正方形的邊長都是 22 公分,則拼成的大正方形面積為多少平方公分?
(A) 1616
(B) 16216\sqrt{2}
(C) 3232
(D) 32232\sqrt{2}
正方形(圖(一))內以對角線與其他線段切割成七巧板七塊圖形。大正方形內有一條從左邊中點連到上邊中點的斜線,被小正方形的頂點分成上下兩段,兩個標示「2」分別標在這兩段旁:下段是小正方形的邊、上段是平行四邊形的短邊(兩個 2 都在正方形內部,不在大正方形自己的上邊或左邊上)。正方形內另有一條水平短線與數條由角到角、角到邊中點的直線,分割出大小三角形、一個小正方形與一個平行四邊形。(風車、天鵝、帆船三張示例圖僅為 Tangram 玩法說明的裝飾插圖,不承載本題解題資訊,未收錄。)
圖(一)

答案(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    讀出兩個標示的 2

    圖中兩個標示 2 的線段分別是平行四邊形的短邊與小正方形的邊長。從圖上看,小正方形的邊同時就是緊鄰它那塊最小三角形的股(兩塊板子正是沿著這條線段相接的),所以最小的等腰直角三角形兩股也都是 2 公分。
  2. 2

    一層一層放大邊長

    最小三角形股 =2=2,斜邊 =22=2\sqrt{2}。中三角形的股等於小三角形的斜邊,所以中三角形股 =22=2\sqrt{2}、斜邊 =22×2=4=2\sqrt{2}\times\sqrt{2}=4。最大三角形的股等於中三角形的斜邊,所以大三角形股 =4=4、斜邊 =42=4\sqrt{2}
  3. 3

    找出大正方形的邊長

    兩塊大三角形的斜邊正好貼在大正方形的邊上,所以大正方形的邊長 =42=4\sqrt{2} 公分。
  4. 4

    算面積

    面積 =(42)2=42×(2)2=16×2=32=(4\sqrt{2})^{2}=4^{2}\times(\sqrt{2})^{2}=16\times2=32(平方公分),故選 (C)。
  5. 5

    用七塊面積加總驗算

    兩塊大三角形各 12×4×4=8\dfrac{1}{2}\times4\times4=8,共 16;中三角形 12×22×22=4\dfrac{1}{2}\times2\sqrt{2}\times2\sqrt{2}=4;兩塊小三角形各 12×2×2=2\dfrac{1}{2}\times2\times2=2,共 4;小正方形 2×2=42\times2=4;平行四邊形由兩塊小三角形拼成也是 4。合計 16+4+4+4+4=3216+4+4+4+4=32,與上面一致。
答案
(C)

關鍵觀念:#面積 #根式運算

常見卡點
最常見的錯是邊長算對了卻把平方算錯:把 (42)2(4\sqrt{2})^{2} 寫成 16216\sqrt{2},只平方了係數卻留著根號,就選到 (B)。要記得 (2)2=2(\sqrt{2})^{2}=2,所以是 16×2=3216\times2=32。也有人算出大三角形的股是 4 就以為那是大正方形的邊長,得 42=164^{2}=16 而選 (A);貼在正方形邊上的是大三角形的斜邊 424\sqrt{2}。另一個坑是搞不清七巧板的尺寸關係:小三角形的斜邊等於中三角形的股,中三角形的斜邊等於大三角形的股,大三角形的斜邊才是大正方形的邊。

還是卡住嗎?

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