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【小学数学模型】06|鸟头模型共角两边相乘,面积比值秒定

【小学数学模型】06|鸟头模型共角两边相乘,面积比值秒定

数学模型 · 小学数学 · 第 06 篇

06|鸟头模型

共角两边相乘,面积比值秒定

学段:小学学科:几何难度:压轴考频:中频
模型关键词:鸟头模型

一、开门见山:这节课解决什么问题

同学们有没有见过这样的题:图里两个三角形叠在一起,共用一个角,题目只告诉你几条边的长度和一个三角形的面积,让你求另一个三角形的面积?很多同学一看到就发懵——高不知道、底不知道,面积怎么求?这节课我们要学的「鸟头模型」,就是专门对付这种题的。因为两个三角形从公共角顶点伸出去,形状像一只鸟的头和嘴,所以得了这个有趣的名字。它是小升初几何压轴题的常客,一旦掌握,这类看似「条件不足」的题,两三步就能秒杀。

二、知识清单:先把地基打牢

●三角形的面积公式:S=12× 底 × 高。鸟头模型的一切结论都从它推出来,这是我们的「总根」。

●什么是「夹角的两条边」:角是由两条射线张开的,紧挨着角的两条边就叫夹这个角的边。鸟头模型里比较的就是这两组夹边的乘积。

●比例的基本运算:会化简比、会用分数乘除。比如 4×38×6=1248=14,这种乘除化简要又快又准。

●公共角、相等角、互补角:两个三角形共用一个角叫公共角;两个角一样大叫相等角;两个角加起来是 180∘ 叫互补角。这三种情况鸟头模型都适用。

●「边的对应关系」:两个三角形比较时,哪条边和哪条边对应,一定要看清楚——都从角的顶点出发、落在同一条射线上的边才是一组对应边。

三、概念讲透:这个模型到底在说什么

我们先把这个模型的结论亮出来:若 △ABC 与 △ADE 共享角 A,也就是两组边分别落在从 A 出发的两条射线上,那么

S△ABCS△ADE=AB×ACAD×AE

同学们注意看,分子是 △ABC 夹角 A 的两条边的乘积,分母是 △ADE 夹角 A 的两条边的乘积——面积比就等于「夹角两组边的乘积之比」,跟角本身多大没关系。

那为什么成立呢?我们别死记,来个直观理解。三角形的面积 =12× 两边之积 × 两边夹角的正弦。两个三角形共用角 A,角的正弦就完全一样!所以两个面积一相除,12 约掉了,角的正弦也约掉了,剩下的恰好是 AB×ACAD×AE。你看,共角把「公共的角」约掉了,最后只留下边的比——这就是鸟头模型的灵魂。用小学的话说:角一样,决定面积大小的就只剩两条夹边的长短了,一条边差几倍贡献几倍,两条边各差几倍就乘起来。

再说说什么时候用。考场上看到题干出现这些特征,脑子里就要立刻跳出鸟头:①两个三角形有一个公共角,两边分别搭在同两条射线上(可能一个在角内部、一个「包」在外面);②虽然没有公共角,但告诉了两个角相等,甚至是两个角互补——互补时把其中一个三角形「翻」过去,就变成相等角的形态,结论照样用,这就是有的资料说的「歪头鸟」。要区分的是:如果两个三角形没有共角关系,比如随便摆的两个三角形,那鸟头模型帮不上忙,老老实实用底乘高。另外和「相似三角形」的区别也提一句:小学阶段我们不学相似,鸟头模型其实就是「夹角相等」这一半条件的相似,我们只用乘积比这一条结论就够了。

四、核心公式(每个字母都要认识)

S△ABCS△ADE=AB×ACAD×AE

●S△ABC、S△ADE:共角的两个三角形的面积,谁放分子,谁的夹边乘积就放分子,位置必须一致。

●AB、AC:△ABC 中夹着公共角 A 的两条边。

●AD、AE:△ADE 中夹着公共角 A 的两条边,注意 D 在 B 所在射线上、E 在 C 所在射线上,别串了。

●常见变形:已知边的比例时更方便,如 S△ADES△ABC=ADAB×AEAC,两组比例直接相乘,很多题用它一步出答案。

●取值提醒:乘积之比可以大于 1 也可以小于 1,方向别搞反——大三角形面积在上,分子乘积必然也大,可用来自查。

五、图形长什么样

模型结构示意图

看图要点结合下图,先在图中指认模型的关键要素,再对照下方思路框架理解。拿到一道疑似鸟头的题,同学们按这条思维链走:

●第一步:找角。图中两个三角形有没有公共角?没有的话,有没有相等角或互补角?找到了,鸟头模型才启动。

●第二步:配边。把公共角顶点定住,分清哪两条边在第一条射线上、哪两条边在第二条射线上,一一配对。

●第三步:写乘积。分子写「所求三角形」两条夹边的乘积,分母写「已知面积三角形」两条夹边的乘积。

●第四步:算比例。化简乘积之比,用已知面积乘(或除)这个比例,得到答案。

●第五步:回头验。检查对应关系有没有写反:面积大的三角形,夹边乘积一定大,方向不对立刻回头。

六、标准解题流程

1找到共角(公共角 / 相等角 / 互补角)。

批注 这是模型的「开关」,图里线多时用彩色笔把公共角描出来,一眼锁定。

2分别写出夹角两边的长度乘积。

批注 最容易错的一步!一定要「各自三角形的边各自乘」,千万别把四个边长交叉相乘。

3面积比 = 对应乘积之比。

批注 谁求面积谁放分子,方向反了答案就颠倒;算完用「大三角形乘积大」自查一遍。

七、例题精讲:从基础到变式

例1(基础)

题目

∠A 是 △ABC 与 △APQ 的公共角,AB=4,AC=3,AP=8,AQ=6,S△APQ=24,求 S△ABC。

例1 题图

审题关键

圈出「公共角 ∠A」——鸟头模型启动;再圈出四个边长,看清 AB、AC 属于小三角形,AP、AQ 属于大三角形。

规范解答

∠A 是两个三角形的公共角,由鸟头模型,S△ABCS△APQ=AB×ACAP×AQ=4×38×6=1248=14所以 S△ABC=24×14=6。

答案6

方法提炼

不求底、不求高,只比较「夹角两边的乘积」,这就是鸟头模型的威力——条件不足的题,用比例照样算。

例2(变式)

题目

(变式)共角模型中 AB/AP=1/2,AQ/AC=3,S△ABC=5,求 S△APQ。

例2 题图

审题关键

这回不给具体边长,给的是比例;注意两组比例的方向不一样——AB/AP 是小比大,AQ/AC 是大比小,方向要看仔细。

规范解答

由鸟头模型,S△APQS△ABC=AP×AQAB×AC=APAB×AQAC=2×3=6所以 S△APQ=5×6=30。

答案30

方法提炼

变式把「边长」换成了「比例」,方法完全迁移:把乘积比拆成两组边的比例相乘即可。还提醒我们:只要知道两条边各放大几倍,面积就放大几倍的乘积。

八、小升初常考题型精讲

题型一:直接套用型(给边长求面积)

题目

△ABC 与 △ADE 共角 A,AB=3,AC=4,AD=6,AE=8,S△ABC=6,则 S△ADE= ____。

题型一 题图

审题关键

所求的是 S△ADE,把它放分子,AD×AE 就该在分子上。

规范解答

S△ADES△ABC=AD×AEAB×AC=6×83×4=4812=4S△ADE=6×4=24。

答案24

方法提炼

先定方向(求谁谁上分子),再算乘积比,一步到位。

题型二:比例条件型(给边之比求面积)

题目

△ABC 与 △ADE 共角 A,AB=2、AC=3、AD=6、AE=9,S△ABC=5,则 S△ADE= ( )

A.15 B.30 C.45 D.90

题型二 题图

审题关键

数字不用乘出具体积也行——ADAB=3,AEAC=3,两组比先约简更轻松。

规范解答

由共角(鸟头)模型,S△ADES△ABC=AD×AEAB×AC=6×92×3=546=9S△ADE=5×9=45。

答案C.45

方法提炼

两组边各自同比例放大时,面积比 = 两个比例的乘积,3×3=9,口算即出。

题型三:双比例相乘型

题目

△ABC 与 △ADE 共角 A,AD/AB=AE/AC=2,S△ABC=7,则 S△ADE= ____。

题型三 题图

审题关键

条件是「两个比都等于 2」,直接用乘积比公式,不用求任何边长。

规范解答

S△ADES△ABC=ADAB×AEAC=2×2=4S△ADE=7×4=28。

答案28

方法提炼

两条夹边各扩 2 倍,面积就扩 2×2=4 倍——「扩几倍,乘起来」。

题型四:反求小型(已知大面积反求小面积)

题目

△ABC 与 △ADE 共角 A,S△ADE=40,AD/AB=5/2,AE/AC=4/5,则 S△ABC= ( )

A.16 B.20 C.40 D.80

题型四 题图

审题关键

已知大三角形面积,反求小三角形——比例算出来是「大比小」,要用除法。

规范解答

S△ADES△ABC=ADAB×AEAC=52×45=2反求小三角形:S△ABC=40÷2=20。

答案B.20

方法提炼

先算出「大比小」的比值,再判断乘还是除;两个分数比例相乘时先约分(5 约掉),快而不易错。

题型五:乘积比综合型

题目

△ABC 与 △ADE 共角 A,S△ABC=12,AD/AB=3,AE/AC=2,则 S△ADE= ____。

题型五 题图

审题关键

直接套「面积比 = 两个边比的乘积」。

规范解答

面积比 =3×2=6,S△ADE=12×6=72。鸟头模型是「乘积比」,两条边各扩 3 倍和 2 倍,面积扩 6 倍。

答案72

方法提炼

三个数——12、3、2——口算 12×3×2=72,考场上这类题就是送分题,前提是模型认得准。

九、真题再现:经典考题拆解

(经典考题)

题目

△ABC 与 △ADE 共角 A,AB=6,AC=5,AD=3,AE=2,S△ABC=45,求 S△ADE。

(经典考题) 题图

审题关键

这次「大三角形」△ABC 面积已知,求角内部的「小鸟」△ADE,方向别套反。

规范解答

由鸟头模型,S△ADES△ABC=AD×AEAB×AC=3×26×5=630=15S△ADE=45×15=9。

答案9

方法提炼

小鸟在大鸟「嘴里」还是「外头」,公式一模一样;变的只是谁大谁小。乘积 6<30,面积 9<45,方向自查通过。

(改编自常见考题)

题目

△ABM 与 △ACN 中,∠BAM=∠CAN,AB=4,AM=6,AC=5,AN=3,S△ABM=12,求 S△ACN。

(改编自常见考题) 题图

审题关键

两个三角形没有公共角,但 ∠BAM=∠CAN 是相等角——鸟头模型的「相等角」形态,照样能用。

规范解答

夹相等角的两组边分别是 AB、AM 和 AC、AN,由鸟头模型,S△ACNS△ABM=AC×ANAB×AM=5×34×6=1524=58S△ACN=12×58=608=7.5。

答案7.5

方法提炼

鸟头模型不要求角「公用」,只要求角「相等」(互补也行)——考题常把两个三角形分开画来迷惑你,抓住「角相等 + 夹边乘积比」就破局。

十、易错点与避坑指南

✗ 常见错误四个边长随便交叉相乘,比如写成 AB×AEAD×AC。→

✓ 正确做法两组边必须分别「夹着」公共角,一个三角形的两条夹边乘在一起,对应关系不能写反。防错口诀:谁家的边谁家乘。

✗ 常见错误看到两个角加起来是 180∘(互补),以为模型用不上直接放弃。→

✓ 正确做法互补角是共角模型的「歪头」形态,同样适用——把其中一个三角形沿公共顶点翻折 180∘,互补角就变成相等角,公式照用,别漏。

✗ 常见错误比例方向混乱,S△ADES△ABC 的分子放了 △ABC 的夹边乘积。→

✓ 正确做法面积与夹边乘积「同上同下」,所求三角形的面积放分子,它的夹边乘积就放分子;算完用「乘积大者面积大」检查方向。

✗ 常见错误没有共角关系的两个三角形也硬套鸟头。→

✓ 正确做法先确认公共角或相等(互补)角存在,模型才成立;否则老老实实找底和高。

十一、考场口诀与一句话总结

「共角鸟头两边乘,谁的面积谁分子;比大用乘比小除,互补歪头照样使。」
鸟头模型的本质是——两个三角形只要夹角相等(或互补),面积比就等于夹这个角的两条边乘积之比,与角的大小无关。
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