初中数学题详解:等腰三角形面积求解(多解法+举一反三)

本题考查等腰三角形面积的两种核心求法——底高公式与海伦公式,训练学生从几何结构中提取垂直关系、构建直角三角形的能力,是中考高频基础题。

题目展示

已知三角形ABC中,AB=AC=5,BC=6,求三角形ABC的面积。

理解题意

已知条件

  • AB = AC = 5(两腰相等)
  • BC = 6(底边长度)

求解目标

三角形ABC的面积 $S$

关键突破

等腰三角形底边上的高也是中线和角平分线,可将原三角形沿高劈成两个全等的直角三角形,从而用勾股定理求出高。

解题思路详解

解法一:底高公式法(利用等腰三角形三线合一)

第1步:作底边BC上的高AD

∵ AB = AC,∴ △ABC为等腰三角形,作AD ⊥ BC于D,则D为BC中点(三线合一),故 公式。

突破点:抓住‘等腰→高即中线’这一关键性质,将问题转化为直角三角形求解。

第2步:在Rt△ABD中用勾股定理求高AD

在Rt△ABD中,公式,公式,则 公式。

突破点:直角三角形已知斜边与一条直角边,直接开方得另一条直角边(即高)。

第3步:代入底高公式求面积

底 公式,高 公式,故面积 公式。

突破点:公式应用需明确底与对应高的垂直关系,此处BC与AD严格垂直且D在BC上,满足条件。

解法二:海伦公式法(通用无图解法)

第1步:计算半周长 $s$

三边为 公式,公式,公式,则半周长 公式。

突破点:海伦公式适用于任意三角形,无需作辅助线,但需确保三边满足三角形不等式(此处 $5+5>6$,成立)。

第2步:代入海伦公式 $S = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$

公式。

突破点:乘积化简时注意分组:$8\times2=16$,$3\times3=9$,$16\times9=144$,开方得整数结果,验证计算可靠性。

最终答案

答案

12

出题人思路分析

出题人刻意设置整数边长(5,5,6)使高为整数4,引导学生发现三线合一结构;同时三边构成‘双5底6’经典模型,既可练勾股定理,又可验海伦公式,体现一题多解思想,强化公式适用条件辨析能力。

知识点总结

核心公式与概念

等腰三角形三线合一:顶角平分线、底边中线、底边高线重合
三角形面积公式:$S = \frac{1}{2} \times \text{底} \times \text{高}$
海伦公式:$S = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$,其中 $s = \frac{a+b+c}{2}$
勾股定理:直角三角形中 $c^2 = a^2 + b^2$

举一反三练习

变式练习1(基础复刻)

等腰三角形DEF中,DE = DF = 13,EF = 10,求其面积。

提示:作底边EF上的高DG,先求EG = 5,再用勾股定理求DG。
参考答案:60

变式练习2(思维延伸)

等腰三角形GHI中,GH = GI = 7,面积为 $14\sqrt{3}$,求底边HI的长度。

提示:设HI = x,则高为 $\sqrt{49 – (x/2)^2}$,列方程 $\frac{1}{2} \cdot x \cdot \sqrt{49 – \frac{x^2}{4}} = 14\sqrt{3}$,两边平方解x。
参考答案:14

常见误区提醒

易错点1

错误表现:误将腰长5当作高,直接算 $\frac{1}{2} \times 6 \times 5 = 15$。

错误原因:混淆‘腰’与‘高’的概念,未意识到腰不垂直于底边。

正确做法:必须通过三线合一或勾股定理求出底边上的高,不可直接代入腰长。

易错点2

错误表现:用海伦公式时半周长算错,如写成 $s = 6 + 5 + 5 = 16$,漏除2。

错误原因:机械记忆公式而忽略定义,未理解‘s’是半周长而非周长。

正确做法:牢记 $s = \frac{a+b+c}{2}$,代入前先加总再除2,或分步计算避免跳步。

易错点3

错误表现:作高后误认为垂足D在BC延长线上,导致BD = 6或3.5等错误取值。

错误原因:忽视等腰三角形中垂足必落于底边中点这一确定性结论,凭主观想象定位。

正确做法:紧扣‘三线合一’性质:等腰三角形底边上的高一定过中点,D必为BC中点,BD = DC = 3。

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