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几何面积问题

九年级 · 人教版九年级上册 · 知识点 08 / 10

讲解

几何面积题的套路只有一句:把图上的长度用同一个未知数表示出来,然后套面积公式,得到一个一元二次方程。真正的难点是「用同一个未知数表示所有边」,而不是解方程。

上面这个围栏实验就是典型:总长固定,一边靠墙,问怎么围面积最大。这里的面积是关于 x 的二次函数,而在「已知面积求 x」的题目里,它就变成了一元二次方程——同一个式子的两种问法。拖动滑块看面积怎么随宽度变,你会发现面积相同的宽度通常有两个,这正是方程有两个根的原因。

解出来的两个根,经常只有一个是合理的。比如算出宽是 3 和 12,而题目说「宽不超过 5 米」,那 12 就得舍掉。所以这类题的最后一步永远是:回到题目的实际条件里筛一遍。不筛就是错答案。

遇到「中间修一条小路」「四角各剪去一个正方形」这类题,别在脑子里空想。画一张草图,把每一段的长度标上 x,面积关系会自己浮出来。这一步花两分钟,能省掉十分钟的纠结。

现实里能做什么

装修、铺砖、围院子,都在解这个方程

一块地要围围栏、一面墙要贴瓷砖、一个箱子要剪角折起来——只要尺寸受约束、又要满足某个面积,列出来就是一元二次方程。算出两个解再按实际条件取舍,这正是干活时的真实流程。

知识要点

  • 设未知数时优先设「最短的那条边」,能让其他边都用加法表示
  • 面积关系式是列方程的入口:矩形 = 长 × 宽,三角形 = 底 × 高 ÷ 2
  • 解完必须检验:边长、面积都不能为负,且要符合图形实际
  • 「小路」「围栏」「剪角」类题目,先画图再列式,别硬想

典型例题(点击展开题解)

例 1用 40 米长的围栏靠着一面墙围成一个面积为 192 平方米的矩形菜园,求矩…
用 40 米长的围栏靠着一面墙围成一个面积为 192 平方米的矩形菜园,求矩形的长和宽。
  1. 设宽为 x 米。靠墙的一边不用围栏,所以围栏围的是两条宽加一条长,长为 40 − 2x 米。
  2. 由面积列方程:
    x(40 − 2x) = 192
  3. 展开并整理成一般形式:
    40x − 2x² = 192 → 2x² − 40x + 192 = 0 → x² − 20x + 96 = 0
  4. 因式分解(两个数和为 −20、积为 96):
    (x − 8)(x − 12) = 0
  5. 解得 x = 8 或 x = 12。两个都要检验:x = 8 时长 24 米;x = 12 时长 16 米。两组都使边长为正,都成立。
宽 8 米、长 24 米,或宽 12 米、长 16 米。面积相同的矩形通常有两种围法,这就是两个根的实际含义。
例 2一块长 30 米、宽 20 米的矩形草坪,要在中间修两条等宽且互相垂直的小路…
一块长 30 米、宽 20 米的矩形草坪,要在中间修两条等宽且互相垂直的小路(分别平行于两边),剩下草坪面积为 456 平方米,求小路的宽。
  1. 设小路宽为 x 米。两条路把草坪切成了四块,但可以整体看成「把两块路平移出去」。
  2. 去掉路之后,剩余部分的尺寸是 (30 − x) 和 (20 − x):
    (30 − x)(20 − x) = 456
  3. 展开:
    600 − 50x + x² = 456
  4. 整理成一般形式:
    x² − 50x + 144 = 0
  5. 因式分解:
    (x − 2)(x − 48) = 0
  6. 解得 x = 2 或 x = 48。路宽 48 米超过了草坪宽度 20 米,不可能,舍去。
小路宽 2 米。另一根 48 必须按实际情况舍去——这是面积题最常见的取舍。

这个知识点出现在哪些题型里