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Geometry · real student question

两个相似多边形的相似比是 2 : 3。用较小的多边形比较大的多边形,求它们的面积之比。选项:2:3、3:2、9:4、4:9。

Question

两个相似多边形的相似比是 2:32:3。用较小的多边形比较大的多边形,求它们的面积之比。

2:33:29:44:92:3 \qquad 3:2 \qquad 9:4 \qquad 4:9

Step-by-step solution

  1. 先把题里两种不同的比分清楚。 相似比是长度之比,而题目要的是面积之比;除非两个图形全等,否则这两个比永远不相等。直接从题面上照抄一个 2:32:3,正是这道题设下的经典陷阱。

  2. 弄明白那个平方是怎么来的。 把两个多边形都分割成三角形。大图形里的每个三角形,底和高都是小图形中对应三角形的 32\tfrac{3}{2} 倍,所以面积 12bh\tfrac12 bh 里这个倍数被乘了两次:

    面积大面积小=12(32b)(32h)12bh=(32)2\frac{\text{面积}_{\text{大}}}{\text{面积}_{\text{小}}}=\frac{\tfrac12\left(\tfrac32 b\right)\left(\tfrac32 h\right)}{\tfrac12 bh}=\left(\frac{3}{2}\right)^{2}

    把这些三角形再加回去,这个倍数不变,所以规律对整个多边形同样成立。

  3. 按题目要求的顺序套用这条规律。 「小比大」意味着边长之比是 23\dfrac{2}{3},把它平方:

    A小A大=(23)2=2232=49\frac{A_{\text{小}}}{A_{\text{大}}}=\left(\frac{2}{3}\right)^{2}=\frac{2^2}{3^2}=\frac{4}{9}

  4. 逐个排除干扰项。 2:32:3 是忘了平方;3:23:2 和 9:49:4 都把顺序颠倒了,描述的是大图形比小图形。只有 4:94:9 既平方了、顺序也对。

  5. 写出结论。 小图形与大图形的面积之比是

    A小:A大=4:9A_{\text{小}}:A_{\text{大}}=4:9

Answer

A小:A大=22:32=4:9A_{\text{小}}:A_{\text{大}} = 2^2:3^2 = 4:9

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