等腰三角形面积求解

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,训练学生根据已知边长灵活选择工具的能力。

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(等腰三角形两腰相等)
  • BC = 6(底边长度)

求解目标

三角形ABC的面积

关键突破

等腰三角形底边上的高也是中线和角平分线,可将原三角形分割为两个全等的直角三角形,利用勾股定理快速求高。

解题思路详解

解法一:底高公式法(几何构造法)

第1步:作底边BC上的高AD

∵ AB = AC,∴ △ABC为等腰三角形,AD⊥BC且D为BC中点 ⇒ BD = DC = \frac{1}{2} \times 6 = 3

突破点:利用等腰三角形‘三线合一’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

AB^2 = AD^2 + BD^2 ⇒ 5^2 = AD^2 + 3^2 ⇒ AD^2 = 25 – 9 = 16 ⇒ AD = 4

突破点:直角三角形中已知斜边与一条直角边,可唯一确定另一条直角边

第3步:代入三角形面积公式

S = \frac{1}{2} \times \text{底} \times \text{高} = \frac{1}{2} \times BC \times AD = \frac{1}{2} \times 6 \times 4 = 12

突破点:面积本质是底与对应高的乘积的一半,此处底与高严格垂直且可精确计算

解法二:海伦公式法(代数通用法)

第1步:计算半周长s

三边为 a = BC = 6, b = AC = 5, c = AB = 5 ⇒ s = \frac{a + b + c}{2} = \frac{6 + 5 + 5}{2} = 8

突破点:海伦公式适用于任意三角形,先统一处理边长信息

第2步:代入海伦公式

S = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)} = \sqrt{8(8-6)(8-5)(8-5)} = \sqrt{8 \times 2 \times 3 \times 3} = \sqrt{144} = 12

突破点:注意括号内均为正数,确保三角形存在;乘积化简时优先合并平方因子

第3步:验证结果一致性

与解法一结果完全一致,说明两种方法互为验证,增强答案可信度

突破点:多法验证是解决几何计算题的重要习惯,尤其当数值较整时可快速交叉检验

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),使高恰好为整数4,引导学生发现‘三线合一’的几何捷径;同时该组边长也满足海伦公式下被开方数为完全平方数(144),兼顾代数通法训练。题目隐含考查对等腰三角形性质的理解深度与公式的适用边界判断能力。

知识点总结

核心公式与概念

等腰三角形三线合一:底边上的高、中线、顶角平分线重合
三角形面积公式:公式
海伦公式:公式,其中公式
勾股定理:在Rt△中,斜边平方等于两直角边平方和

举一反三练习

变式练习1(基础复刻)

已知等腰三角形两边长为10,底边为12,求其面积。

提示:先求底边上的高,利用勾股定理:高公式
参考答案:48

变式练习2(陷阱升级)

已知三角形三边为5、5、8,能否构成三角形?若能,求面积。

提示:先验证三角形不等式:5+5>8成立;再用海伦公式或底高法(此时高为虚数?不,实际高=公式)
参考答案:12

常见误区提醒

易错点1

错误表现:误将腰长5当作高,直接算公式

错误原因:混淆‘腰’与‘高’的概念,未作高线构造,忽视等腰三角形中高不等于腰(除非是等腰直角)

正确做法:必须通过勾股定理或三线合一性质求出真实高AD,不可主观代换

易错点2

错误表现:海伦公式中半周长计算错误,如写成公式

错误原因:记错半周长定义(是周长的一半,不是三边平均值);或受平均数思维干扰

正确做法:牢记公式,本题公式,非公式

易错点3

错误表现:开方时写公式,或漏写面积单位/绝对值

错误原因:忽略面积是非负标量,开方结果取算术平方根;或受解方程思维影响保留负解

正确做法:面积恒为正数,公式,无需±符号;最终答案只写数值12(初中阶段默认无单位或单位为‘平方单位’)

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