套路

同一个面积算两遍

同一块图形的面积用两套不同的公式各写一遍,令二者相等,就凭空得到一个方程。最常用的一对是「底乘高」和「两边夹一角」,前者吃的是长度,后者吃的是角。

解题套路

面积是个不认算法的量:同一块三角形,你用底乘高算也好,用两边夹角算也好,值必须一样。于是

12 a ha⏟只用长度  =  12 bcsin⁡A⏟用了一个角\underbrace{\tfrac12\,a\,h_{a}}_{\text{只用长度}} \;=\; \underbrace{\tfrac12\,bc\sin A}_{\text{用了一个角}}

就是一个白给的方程。它的价值不在「求面积」,而在把角和边焊在同一个式子里——凡是题目一边给角的三角函数值、一边问边长(或反过来),这条路都值得先试。

做法固定成三步:

  1. 挑一块两种算法都够得着的图形。 通常是待求量和已知量共同覆盖的那一块,不一定是整个三角形。
  2. 第一遍用长度算。 底乘高、格点、割补、或者「中线平分面积」这类现成的比例关系。
  3. 第二遍用角算。 12 bcsin⁡A\frac12\,bc\sin A,把题目给的那个三角函数值塞进去。

两式相等,方程就落地了。

常配的两个免费事实

  • 中线平分面积:MM 是 BCBC 中点 ⇒S△ABM=S△ACM=12S△ABC\Rightarrow S_{\triangle ABM}=S_{\triangle ACM}=\frac12 S_{\triangle ABC}。底一样长、高是同一条,用不着算。
  • 同高的两块面积之比等于底之比:BM:MC=λBM:MC=\lambda ⇒\Rightarrow S△ABM:S△ACM=λS_{\triangle ABM}:S_{\triangle ACM}=\lambda。定比分点的题里,这一条把「比例」直接换成「面积」。

为什么比硬解省事

硬做往往要在两个三角形里各列一次正弦(余弦)定理,再联立消掉那条公共边。面积法一次就把公共边写进了同一个等式:

S△ABM=12⋅AB⋅AM⋅sin⁡∠BAMS_{\triangle ABM}=\tfrac12\cdot AB\cdot AM\cdot\sin\angle BAM

里的 AMAM 是公共边,sin⁡∠BAM\sin\angle BAM 是题给的量,两边一比,公共边自己就站到了方程里,不用先单独求它。

常见失手

  • 夹角配错边。12bcsin⁡A\frac12 bc\sin A 里的 AA 必须是 bb、cc 的夹角,写成别的角就全错了。
  • 两遍算的不是同一块。第一遍算了 △ABC\triangle ABC、第二遍算成 △ABM\triangle ABM,方程当然不成立——落笔前把两次的三角形名字写出来。
  • 忘了面积恒正。sin⁡\sin 取的是那个角本身的正弦,钝角时仍为正;若中途平方,记得回头验根。

学它之前先会

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