如图,正方形PQRS有三个顶点分别在三角形ABC的三条边上,BQ=QC,请求出正方形PQRS的面积.

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  • 解题思路:如下面左图所示,连接PR,根据题意可以表示出三角形APR,三角形BPQ,三角形CQR与三角形ABC的面积之间的关系,进而表示出三角形PQR的面积与三角形ABC的面积之间的关系,于是得出正方形PQRS的面积与三角形ABC的面积之间的关系,从而得出三角形ABC中除正方形之外的其余部分的面积与三角形ABC的面积之间的关系;然后再利用旋转的方式,如下面右图所示,将三角形BPQ以点P为中心逆时针旋转90°至三角形OPS,同样将三角形CQR以点R为中心,顺时针旋转90°至三角形ORS的位置,由BQ=CQ等关系可以得出图中两个阴影三角形恰好构成完整的四边形SPOR,连接AO,可以证明三角形APO,三角形ARO都是直角三角形,于是可以求出四边形APOR的面积,然后可以得出三角形ABC的面积,进而求出正方形PQRS的面积.

    如上面左图所示,连接PR,根据题意有:S△APR=S△ABC×[7/13]×[9/11]=[63/143]S△ABC

    S△BPQ=S△ABC×[6/13]×[1/2]=[3/13]S△ABC

    S△CQR=S△ABC×[2/11]×[1/2]=[1/11]S△ABC

    所以S△PQR=S△ABC-S△APR-S△BPQ-S△CQR=(1-[63/143]-[3/13]-[1/11])S△ABC=[34/143]S△ABC

    因此,S正方形PQRS=2S△PQR=[68/143]S△ABC

    S四边形APSR+S△BPQ+S△CQR=(1-[68/143])S△ABC=[75/143]S△ABC

    如上面右图所示,将△BPQ以点P为中心逆时针旋转90°至△OPS,同样将△CQR以点R为中心,顺时针旋转90°至△ORS的位置,

    因为BQ=CQ,∠PSO+∠RSO=∠PQB+∠RQC=90°,

    所以两个阴影三角形可以构成完整的四边形SPOR.

    连接AO,因为∠OPS+∠APS=∠BPQ+∠APS=90°,

    所以△APO为直角三角形,同理△ARO也是直角三角形.

    所以S四边形APSR+S△BPQ+S△CQR=S四边形APSR+S△OPS+S△OQS=S四边形APOR=S△APO+S△ARO=[1/2]×7×6+[1/2]×9×2=30(cm2),

    因此S△ABC=30÷[75/143]=[2×143/5],

    S正方形PQRS=[2×143/5]×[68/143]=[136/5]=27.2(cm2).

    答:正方形PQRS的面积是27.2cm2

    点评:

    本题考点: 组合图形的面积.

    考点点评: 本题难度很大,解决的关键是辅助线的添加,特别是通过旋转进行面积的转化.