1、如下圖,在一張由一組水平線和一組垂直線組成方格紙上,如果任意相鄰平行線之間的距離都相等,我們就把這樣兩組平行線的交點(diǎn)稱為格點(diǎn)(如下圖中的紅點(diǎn)),把圖中相鄰兩個格點(diǎn)的距離看著一個單位長度,把每個小正方形的面積看作一個面積單位(如圖中帶陰影的方格)。
一個多邊形的頂點(diǎn)如果全是格點(diǎn),這個多邊形就叫做格點(diǎn)多邊形,本講就,學(xué)習(xí)求格點(diǎn)多邊形的面積問題。這種格點(diǎn)多邊形的面積計(jì)算起來很方便,一般有三種方法:①規(guī)則的格點(diǎn)多邊形,可以運(yùn)用多邊形的面積公式求出面積;②一些簡單而又特殊的格點(diǎn)多邊形,可以通過數(shù)格子求出面積;③較復(fù)雜的不規(guī)則圖形,一般用皮克公式計(jì)算。其中數(shù)格子的方法比較原始,很少用。
任意格點(diǎn)多邊形,只要數(shù)出多邊形周界上的格點(diǎn)的個數(shù)及圖內(nèi)格點(diǎn)的個數(shù),就可用下面的皮克公式算出面積:
格點(diǎn)多邊形面積=圖內(nèi)格點(diǎn)個數(shù)+周界格點(diǎn)數(shù)÷2-1
這個公式是皮克(Pick)在1899年給出的,被稱為“皮克定理”,這是一個實(shí)用而有趣的定理。
皮克定理的證明:
將格點(diǎn)圖中的每個點(diǎn)看作以這個點(diǎn)為圓心、以單位面積正方形的邊長的一半為半徑的圓。格點(diǎn)多邊形圖內(nèi)的點(diǎn)對應(yīng)的圓的面積都是圖形面積的一部分;而在多邊形邊界上的點(diǎn)對應(yīng)的圓的面積只有一半屬于這個多邊形,且多邊形每個角上的圓屬于圖內(nèi)的面積都不到半個圓,少了其外角對應(yīng)的扇形面積,因任意多邊形的外角和是360度,正好是個整圓,所以周界上圓在圖內(nèi)的面積為:周界格點(diǎn)數(shù)÷2-1
所以格點(diǎn)多邊形面積為:圖內(nèi)格點(diǎn)個數(shù)+周界格點(diǎn)數(shù)÷2-1。
皮克定理的證明過程比較抽象,孩子難以理解。本講只要求孩子初步認(rèn)識格點(diǎn)面積公式,掌握格點(diǎn)面積公式的應(yīng)用,到初中還會進(jìn)一步學(xué)習(xí)皮克定理。
2、
【解析】:
圖①是個平行四邊形,周界上有10個格點(diǎn),圖內(nèi)有4個格點(diǎn),根據(jù)格點(diǎn)面積公式,圖①的面積為:4+10÷2-1=8;
圖②是個梯形,周界上有8個格點(diǎn),圖內(nèi)有2個格點(diǎn),根據(jù)格點(diǎn)面積公式,圖②的面積為:2+8÷2-1=5;
圖③是個三角形,周界上有6個格點(diǎn),圖內(nèi)有4個格點(diǎn),根據(jù)格點(diǎn)面積公式,圖③的面積為:4+6÷2-1=6;
以上3個圖形都是規(guī)則圖形,但四年級學(xué)生還沒有學(xué)過這3種圖形的面積計(jì)算,不能用面積公式計(jì)算。
圖④是個六邊形,周界上有8個格點(diǎn),圖內(nèi)有9個格點(diǎn),根據(jù)格點(diǎn)面積公式,圖④的面積為:9+8÷2-1=12。
這四個圖形也可以用數(shù)格子的方法計(jì)算面積。
3、
下圖中喇叭、小貓、小狗的面積各是多少?
【解析】:
這三個圖形都適合用格點(diǎn)面積公式計(jì)算面積。
喇叭周界上有8個格點(diǎn),圖內(nèi)沒有格點(diǎn),面積為:0+8÷2-1=3;
小貓周界上有20個格點(diǎn),圖內(nèi)有2個格點(diǎn),面積為:2+20÷2-1=11;
小狗圖案可以看著是兩個格點(diǎn)多邊形組成,先分別求出每個格點(diǎn)多邊形的面積,再求出總面積。
軀干面積:0+12÷2-1=5;
尾巴面積:0+4÷2-1=1;
總面積:5+1=6。
像小狗圖案這樣,由兩個或兩個以上獨(dú)立的格點(diǎn)多邊形拼成的多邊形,要求其總面積,一般先求出每個獨(dú)立多邊形的面積,再求和,以免發(fā)生漏數(shù)多個獨(dú)立圖形公共格點(diǎn)的錯誤。
下面是一個漂亮禮盒的平面圖,請你求出它的面積。
4、
【解析】:
這個禮盒平面圖是由3個獨(dú)立的格點(diǎn)多邊形組成的。
左邊三角形面積可以用皮克公式求出:4+4÷2-1=5;
右邊三角形面積可以用皮克公式求出:2+6÷2-1=4;
下面長方形長為6、寬為3,可以直接用長方形面積公式算出面積:6×3=18;
所以上圖總面積為:5+4+18=27。
5、你知道下圖中共有多少個圖形嗎?每個圖形的面積各是多少?
【解析】:
這里所說的圖形既包括凸多邊形,也包括凹多邊形。圖中有8個三角形: AEC,AED,ADC,ABD,ABC,EBD,EBC,DBC;有3個四邊形:ADBC,ABDC,ABCD。
可以用皮克公式算出每個圖形的面積,例如四邊形ADBC的面積為:
21+8÷2-1=24。
其它圖形的面積:(略)。