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几何证明咨询:求证△ABC中四边形CDFE与△AFB面积相等

证明四边形CDFE的面积等于△AFB的面积

这道题可以借助三角形重心的性质同高三角形面积比例关系来推导,步骤如下:

  • 第一步:确定交点F的身份
    因为D、E分别是AC、BC的中点,所以AE和BD是△ABC的两条中线,它们的交点F是△ABC的重心。根据重心的核心性质:重心将每条中线分成2:1的两段,也就是 AF:FE = 2:1BF:FD = 2:1

  • 第二步:用面积比例推导各部分面积
    设△ABC的总面积为S:

    1. 先看△AEC:E是BC中点,所以△AEC的面积是△ABC的一半,即 S△AEC = S/2
      △AFC和△FEC共享从C到AE的高,它们的面积比等于底边长的比 AF:FE = 2:1。设 S△FEC = k,则 S△AFC = 2k
      S△AEC = S△AFC + S△FEC,可得 2k + k = S/2,解得 k = S/6,也就是 S△FEC = S/6

    2. 再看△BDC:D是AC中点,所以△BDC的面积也是△ABC的一半,即 S△BDC = S/2
      △BFC和△FDC共享从C到BD的高,面积比等于底边长的比 BF:FD = 2:1。设 S△FDC = m,则 S△BFC = 2m
      S△BDC = S△BFC + S△FDC,可得 2m + m = S/2,解得 m = S/6,也就是 S△FDC = S/6

    3. 计算四边形CDFE的面积:S四边形CDFE = S△FEC + S△FDC = S/6 + S/6 = S/3

  • 第三步:计算△AFB的面积
    看△ABE:E是BC中点,所以 S△ABE = S/2
    △AFB和△FEB共享从B到AE的高,面积比等于 AF:FE = 2:1,因此 S△AFB = (2/3) * S△ABE = (2/3)*(S/2) = S/3

  • 结论
    因为 S四边形CDFE = S/3S△AFB = S/3,所以两者面积相等。

内容的提问来源于stack exchange,提问作者Roy

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