说明:对于比较复杂的情况,经常用分类的想法进行考虑,从而得到问题的完整答案.对于此题,同学们不妨思考一下:若从中取出198或200个数,结论又是怎样?
例4 把1、2、3、4、5、6这六个数字分别填入右面的表格中,每格只填一个数字,使每一行右边的数字比左边的大,每一列下面的数字比上面的大,共有多少种不同的填法?
分析 为了叙述方便,我们先把这六个空格中所填的数字用字母a、b、c、d、e、f来表示.
因为在这六个数字中,1最小,6最大,所以先考虑1和6这两个数字.
1只能填在a处,因为1若填在其他五个格中,则从剩下的五个数字中找不出比1还小的数填在1的左边或上面.6只能填在f处(同理).
现在考虑5.5只能填在c处或e处.因为5若放在b处或d处,则从剩下的2、3、4中找不出比5大的数填在e处. ①若c=5,则b、d、e三格只能填2、3和4这三个数字,因为e>b,且e>d,所以e=4,共有以下两种填法: b=2,d=3,e=4和b=3,d=2,e=4.
②若e=5,则b、c、d三格只能填2、3和4,因为c>b,所以c=3或4,共有以下三种填法: b=2,c=3,d=4;b=2,c=4,d=3 和b=3,c=4,d=2.
综上所述,共有5种不同的填法. 解:共有5种不同的填法,它们是:
说明:在考虑1和6以后,也可以接着考虑2,请同学们不妨试一试.
例5 任取一个四位数乘以9801,用A表示其积的各位数字之和,用B表示A的各位数字之和,用C表示B的各位数字之和,那么C为多少?
解:任一个四位数乘以9801的积,必然小于98010000,数字和最大不超过97999999的数字和,即A?937+7=70. 在小于70的两位数中,数字和最大的为69,6+9=15,因此B?15.
在小于15的自然数中,数字和最大的为9,所以C?9.因为9801能被9整除,所以四位数与9801的积也能被9整除,所以A、B、C均能被9整除,因此C=9.
例6 用1~9这九个数字组成一个没有重复数字的九位数,且能被11整除,问这个九位数最大是多少? 解法1:先把由1~9这九个数字组成的没有重复数字的最大九位数排出来为:987654321. 因为(9+7+5+3+1)-(8+6+4+2)=5,所以 987654321不能被11整除.
适当调换偶数位与奇数位上的数字,使调换后奇数位上的数字和与偶数位上的数字和的差为11的倍数.因为在5个奇数,4个偶数之间进行加、减法运算(每个数只用一次)所得的结果必定为奇数,因此不能使奇数位上的数字和与偶数位上的数字和的差变为偶数,只能为奇数.因此,应使两者的差从5变为11. 11-5=6,6÷2=3,所以把1与4对换,得987651324能被11整除.
为使这个九位数为最大,再次进行调换,98765 1 3 2 4,即2与1对换,3与4对换.(这次调换只能是奇数位上的数字互换,偶数位上的数字互换,这样调换后的九位数仍能被11整除.) 因此,得所求的九位数为987652413.
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由于A+B=45,所以A、B必然为一个奇数一个偶数,于是A-B为奇数,故取k=1
a6+a8=17-(8+6)=3,
3只能等于1和2这两个自然数的和,所以合要求的九位数为987652413.
习题十二
1.一个四位数,划掉它的个位数字得第二个数;划掉它的个位、十位上的数字得第三个数.已知这三个数的和为4212,求这个四位数.
2.已知数87888990?153154155是由自然数87到155依次排列而成的,从左至右第88位上的数字是几?
3.把44444444写成多位数时,它的各个数位上的数字和为A,A的各个数位上的数字和为B,求B的各个数位上的数字和.
4.把1~9这九个数字填入下面的九个空格中,每个空格只填一个数字,每个数字只许用一次.问能否使每相邻三个格内数字之和均小于14?若能,给出一种具体的填法;若不能,请说明道理.
5.1、7、13、19、?、1003中,任意找出135个数,把它们乘起来,积的个位数字是什么? 6.用1~9这九个数字组成没有重复数字的九位数,且能被11整除,问这个九位数最小是几?
第十三讲 三角形的等积变形
我们已经掌握了三角形面积的计算公式: 三角形面积=底3高÷2
这个公式告诉我们:三角形面积的大小,取决于三角形底和高的乘积.如果三角形的底不变,高越大(小),三角形面积也就越大(小).同样若三角形的高不变,底越大(小),三角形面积也就越大(小).这说明;当三角形的面积变化时,它的底和高之中至少有一个要发生变化.但是,当三角形的底和高同时发生变化时,三角形的面积不一定变化.比如当高变为原来
角形的面积变化与否取决于它的高和底的乘积,而不仅仅取决于高或底的变化.同时也告诉我们:一个三角形在面积不改变的情况下,可以有无数多个不同的形状.本讲即研究面积相同的三角形的各种形状以及它们之间的关系. 为便于实际问题的研究,我们还会常常用到以下结论: ①等底等高的两个三角形面积相等.
②底在同一条直线上并且相等,该底所对的角的顶点是同一个点或在与底平行的直线上,这两个三角形面积相等. ③若两个三角形的高(或底)相等,其中一个三角形的底(或高)是另一个三角形的几倍,那么这个三角形的面积也是另一个三角形面积的几倍.
,它们所对的顶点同为A点,(也就是它们的高相等)那么这两个三角形的面积相等.
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同时也可以知道△ABC的面积是△ABD或△AEC面积的3倍. 例如在右图中,△ABC与△DBC的底相同(它们的底都是BC),它所对的两个顶点A、D在与底BC平行的直线上,(也就是它们的高相等),那么这两个三角形的面积相等.
例如右图中,△ABC与△DBC的底相同(它们的底都是BC),△ABC的高是△DBC高的2倍(D是AB中点,AB=2BD,有AH=2DE),则△ABC的面积是△DBC面积的2倍.
上述结论,是我们研究三角形等积变形的重要依据.
例1 用四种不同的方法,把任意一个三角形分成四个面积相等的三角形.
方法2:如右图,先将BC二等分,分点D、连结AD,得到两个等积三角形,即△ABD与△ADC等积.然后取AC、AB中点E、F,并连结DE、DF.以而得到四个等积三角形,即△ADF、△BDF、△DCE、△ADE等积.
例2 用三种不同的方法将任意一个三角形分成三个小三角形,使它们的面积比为及1∶3∶4.
方法 1:如下左图,将BC边八等分,取1∶3∶4的分点D、E,连结AD、AE,从而得到△ABD、△ADE、△AEC的面积比为1∶3∶4.
当然本题还有许多种其他分法,同学们可以自己寻找解决.
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例3 如右图,在梯形ABCD中,AC与BD是对角线,其交点O,求证:△AOB与△COD面积相等.
证明:∵△ABC与△DBC等底等高, ∴S△ABC=S△DBC
又∵ S△AOB=S△ABC—S△BOC S△DOC=S△DBC—S△BOC ∴S△AOB=S△COD.
例4 如右图,把四边形ABCD改成一个等积的三角形.
分析 本题有两点要求,一是把四边形改成一个三角形,二是改成的三角形与原四边形面积相等.我们可以利用三角形等积变形的方法,如右图,
把顶点A移到CB的延长线上的A′处,△A′BD与△ABD面积相等,从而△A′DC面积与原四边形ABCD面积也相等.这样就把四边形ABCD等积地改成了三角形△A′DC.问题是A′位置的选择是依据三角形等积变形原则.过A作一条和DB平行的直线与CB的延长线交于A′点. 解:①连结BD;
②过A作BD的平行线,与CB的延长线交于A′. ③连结A′D,则△A′CD与四边形ABCD等积.
例5 如右图,已知在△ABC中,BE=3AE,CD=2AD.若△ADE的面积为1平方厘米.求三角形ABC的面积. 解法1:连结BD,在△ABD中 ∵ BE=3AE,
∴ S△ABD=4S△ADE=4(平方厘米). 在△ABC中,∵CD=2AD,
∴ S△ABC=3S△ABD=334=12(平方厘米). 解法2:连结CE,如右图所示,在△ACE中, ∵ CD=2AD,
∴ S△ACE=3S△ADE=3(平方厘米). 在△ABC中,∵BE=3AE ∴ S△ABC=4S△ACE =433=12(平方厘米).
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例7 如右图,ABCD为平行四边形,EF平行AC,如果△ADE的面积为4平方厘米.求三角形CDF的面积.
解:连结AF、CE,∴S△ADE=S△ACE;S△CDF=S△ACF;又∵AC与EF平行,∴S△ACE=S△ACF; ∴ S△ADE=S△CDF=4(平方厘米).
例8 如右图,四边形ABCD面积为1,且AB=AE,BC=BF,DC=CG,AD=DH.求四边形EFGH的面积.
解:连结BD,将四边形ABCD分成两个部分S1与S2.连结FD,有S△FBD=S△DBC=S1 所以S△CGF=S△DFC=2S1. 同理 S△AEH=2S2,
因此S△AEH+S△CGF=2S1+2S2=2(S1+S2)=231=2.
同理,连结AC之后,可求出S△HGD+S△EBF=2所以四边形EFGH的面积为2+2+1=5(平方单位).
例9 如右图,在平行四边形ABCD中,直线CF交AB于E,交DA延长线于F,若S△ADE=1,求△BEF的面积.
解:连结AC,∵AB//CD,∴S△ADE=S△ACE 又∵AD//BC,∴S△ACF=S△ABF
而 S△ACF=S△ACE+S△AEF∶S△ABF=S△BEF+S△AEF ∴ S△ACE=S△BEF ∴S△BEF=S△ADE=1.
习题十三
一、选择题(有且只有一个正确答案):
1.如下左图,在△ABC中,D是BC中点,E是AD中点,连结BE、CE,那么与△ABE等积的三角形一共有______个.
(A)0个 (B)1个 (C)2个 (D)3个
2.如上右图,在平行四边形ABCD中,EF平行AC,连结BE、AE、CF、BF那么与△BEC等积的三角形一共有______个.
(A)0个 (B)1个(C)2个 (D)3个
3.如下左图,在梯形ABCD中,共有八个三角形,其中面积相等的三角形共有______对. (A)0对 (B)1对(C)2对 (D)3对
4.如上右图,是一个长方形花坛,阴影部分是草地,空地是四块同样的菱形,那么草地与空地面积之比是______. (A)1∶1 (B)1∶1.1 (C)1∶1.2 (D)1∶1.4
5.如右图,长方形AEGK四周上共有12个点,相邻两点的距离都是1厘米,以这些点为顶点构成的三角形面积是3平方厘米的共有______个.
(A) 24个 (B) 25个(C) 26个 (D) 27个
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