问题 解答题

正方形ABCD的对角线交点为O,两条对角线把它分成了四个面积相等的三角形.

(1)平行四边形ABCD的两条对角线交点为O,若△AOB,△BOC,△COD,△DOA面积分别为S1,S2,S3,S4,试判断S1,S2,S3,S4的关系,并加以证明;

(2)四边形ABCD的两条对角线互相垂直,交点为O,若△AOB,△BOC,△COD,△DOA面积分别为S1,S2,S3,S4,试判断S1,S2,S3,S4的关系,并加以证明;

(3)四边形ABCD的两条对角线交点为O,若△AOB,△BOC,△COD,△DOA面积分别为S1,S2,S3,S4,试判断S1,S2,S3,S4的关系,并加以证明;

(4)四边形ABCD的两条对角线相等,交点为O,∠BAC=∠BDC,若△AOB,△BOC,△COD,△DOA面积分别为S1,S2,S3,S4,试只用S1,S3或只用S2,S4表示四边形ABCD的面积S.

答案

(1)∵四边形ABCD是平行四边形,

∴OA=OC,

∵△AOB,△BOC的边OA,OC上的高相同,

∴S1=S2

同理S2=S3,S3=S4,S4=S1

∴S1=S2=S3=S4

(2)∵AC⊥BD,垂足为O,

∴S1=

1
2
OA?OB,S2=
1
2
OB?OC,S3=
1
2
OC?OD,S4=
1
2
OD?OA,

∴S1S3=S2S4

(3)设点B到线段AC所在直线的距离为h1,点D到线段AC所在直线的距离为h2

∴S1=

1
2
OA?h1,S2=
1
2
OC?h1,S3=
1
2
OC?h2,S4=
1
2
OA?h2

∴S1S3=S2S4

(4)∵BAC=∠BDC,∠AOB=∠DOC,

∴∠DCA=∠ABD,

当AB与CD不平行时,必相交于一点,

设线段BA与CD的延长线交于点E,

∵AC=BD,∠AEC=∠DEB,

∴△AEC≌△DEB,

∴AE=DE,CE=BE,

∴AB=DC,

∴△AOB≌△DOC,

∴S1=S3

∵S1S3=S2S4

∴S12=S2S4

∴S=S1+S2+S3+S4=2S1+S2+S4=S2+S4+2

S2S4
(或=(
S2
+
S4
2);

当AB与CD平行时,则△ABD与△BAC同底等高,有S1+S2=S1+S4

∴S2=S4

∵S1S3=S2S4

∴S22=S1S3,S=S1+S3+2S2=S1+S3+2

S1S3
(或=(
S1
+
S3
2).

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