且P、Q、R、S 分別為 ¯AB、¯DB、¯DC、¯AC 的中點,
(1) 求證 PQRS 是平行四邊形
(2) 求 PQRS 的面積。
【解】
(1)
在 △ABC 中,P、S 是兩邊中點,則
¯PS//¯BC 且 ¯PS=12¯BC
同理,¯QR//¯BC 且 ¯QR=12¯BC
得 ¯PS//¯QR 且 ¯PS=¯QR
由於一組對邊平行且相等, PQRS 為平行四邊形。
【解1】
設 ¯AC 與 ¯DB 交於 E 點,並連接 ¯AD
(i)
△ABC−△DBC =(△EAB+△EBC)−(△EDC+△EBC) =△EAB−△EDC =(△EAB+△EAD)−(△EDC+△EAD) =△BAD−△CAD =M−m
(ii)∵ P、Q、R、S 分別為 ¯AB、¯DB、¯DC、¯AC 的中點,
∴PBCS=34△ABC,△CSR=14△CAD △BPQ=14△BAD,QRCB=34△DBC
由 (i) 和 (ii) 得 PQRS 面積 =ABCD−△APS−RSAD−△BPQ−QRCB =PBCS+△CSR−△BPQ−QRCB =34△ABC+14△CAD−14△BAD−34△DBC =34(△ABC−△DBC)−14(△BAD−△CAD) =34(M−m)−14(M−m) =12(M−m)
【解2】
作 ¯AI⊥↔BC 交 ¯PS 和 ¯QR 於 F,G 兩點,作 ¯DJ⊥↔BC
設 ¯AI=h1, ¯DJ=h2
P、Q、R、S 分別為 ¯AB、¯DB、¯DC、¯AC 的中點 ⇒¯FI=12h1,¯GI=12h2,¯QR=12¯BC
PQRS面積=¯QRׯFG =12¯BC×(¯FI−¯GI) =12¯BC×12(h1−h2) =12(12¯BC×h1−12¯BC×h2) =12(△ABC−△DBC) =12(M−m)
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