梯形面积计算

تم الإنشاء في: ١٤ نوفمبر ٢٠٢٤

تمت الإجابة باستخدام O1 Mini بواسطة Chat01

سؤال

提醒的上底和下底分别为3、8cm,两腰分别为3cm、4cm,则该梯形的面积为多少?
请给出详细解答步骤

الفكرة

测量梯形高度

我正在计算梯形的面积。通过已知的上底8 cm,下底3 cm和两个腰3 cm和4 cm,首先确定了梯形的高度。

确定坐标和距离

我通过勾股定理和距离公式,计算出坐标点 (0,0)、(x,h)、(8,0) 和 (x+3,h) 的坐标,最终得出 x = 1.8 cm 和 h = 2.4 cm。

الإجابة

要计算梯形的面积,我们需要知道其上底、下底以及高度。已知上底 a=3a = 3 cm,下底 b=8b = 8 cm,两腰分别为 c=3c = 3 cm 和 d=4d = 4 cm。由于梯形的两腰长度不同,梯形不是等腰梯形,因此我们需要通过几何方法来求出高度。

步骤 1:建立坐标系

假设梯形的下底 b=8b = 8 cm 平行于 xx-轴,且其两个端点分别位于点 (0,0)(0, 0)(8,0)(8, 0)。上底 a=3a = 3 cm 位于 yy-轴上方,从点 (x,h)(x, h) 到点 (x+3,h)(x + 3, h),其中 hh 是梯形的高度。

步骤 2:利用两腰的长度建立方程

根据两腰的长度,可以建立以下两个方程:

  1. c=3c = 3 cm 连接点 (0,0)(0, 0) 和点 (x,h)(x, h)

    x2+h2=3x2+h2=9(方程 1)\sqrt{x^2 + h^2} = 3 \quad \Rightarrow \quad x^2 + h^2 = 9 \quad \text{(方程 1)}
  2. d=4d = 4 cm 连接点 (8,0)(8, 0) 和点 (x+3,h)(x + 3, h)

    (x+38)2+h2=4(x5)2+h2=4\sqrt{(x + 3 - 8)^2 + h^2} = 4 \quad \Rightarrow \quad \sqrt{(x - 5)^2 + h^2} = 4 (x5)2+h2=16(方程 2)(x - 5)^2 + h^2 = 16 \quad \text{(方程 2)}

步骤 3:解方程组求 xxhh

将方程 1 代入方程 2:

(x5)2+h2=16(x5)2+(9x2)=16(因为 h2=9x2)(x - 5)^2 + h^2 = 16 \\ (x - 5)^2 + (9 - x^2) = 16 \quad \text{(因为 } h^2 = 9 - x^2 \text{)}

展开并化简:

x210x+25+9x2=1610x+34=1610x=18x=1.8 cmx^2 - 10x + 25 + 9 - x^2 = 16 \\ -10x + 34 = 16 \\ -10x = -18 \\ x = 1.8 \text{ cm}

现在代入 x=1.8x = 1.8 cm 到方程 1 中求 hh

(1.8)2+h2=93.24+h2=9h2=5.76h=5.76=2.4 cm(1.8)^2 + h^2 = 9 \\ 3.24 + h^2 = 9 \\ h^2 = 5.76 \\ h = \sqrt{5.76} = 2.4 \text{ cm}

步骤 4:计算梯形面积

梯形的面积公式为:

面积=(a+b)2×h=(3+8)2×2.4=112×2.4=5.5×2.4=13.2 cm2\text{面积} = \frac{(a + b)}{2} \times h = \frac{(3 + 8)}{2} \times 2.4 = \frac{11}{2} \times 2.4 = 5.5 \times 2.4 = 13.2 \text{ cm}^2

最终答案:

该梯形的面积为 13.2 平方厘米

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