初中数学题详解: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,高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 = 5,BD = 3 ⇒ AD = \sqrt{AB^2 – BD^2} = \sqrt{5^2 – 3^2} = \sqrt{25 – 9} = \sqrt{16} = 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:面积公式直接应用,注意单位与数值一致性

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} = \frac{16}{2} = 8

突破点:海伦公式需先统一半周长,注意边长对应顺序不影响结果

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:乘积化简时优先合并平方因子,如 公式,再与 公式 得 公式

第3步:验证结果一致性

两种方法均得 公式,说明计算无误,且凸显等腰三角形下海伦公式可简化为 公式(此处 公式)

突破点:交叉验证提升解题信心,同时引申记忆等腰三角形面积速算公式

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,避免无理数干扰,聚焦对等腰三角形性质的理解;同时为海伦公式提供简洁运算路径,考查学生在‘几何直观’与‘代数普适’间的选择意识。

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
直角三角形勾股定理:公式(公式为斜边)
三角形面积公式:公式
海伦公式:公式,其中公式

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,利用勾股定理求DG;或直接套用海伦公式。
参考答案:60

变式练习2(思维延伸)

若等腰三角形两边长为5和6,但未说明哪边为腰,求所有可能的面积值。

提示:分两类讨论:①腰为5,底为6(即本题);②腰为6,底为5,分别求高后计算面积。
参考答案:12 或 \frac{5\sqrt{119}}{4}

常见误区提醒

易错点1

错误表现:误将AB=AC=5当作底边,用公式计算面积

错误原因:混淆底与高的对应关系,未识别等腰三角形中‘相等的边是腰而非底’

正确做法:必须明确底边是不等边BC=6,高需垂直于该边

易错点2

错误表现:在勾股定理中写成公式

错误原因:未判断直角位置,错误将直角边相加而非相减;混淆了勾股定理中斜边与直角边的关系

正确做法:牢记‘斜边² = 直角边₁² + 直角边₂²’,已知斜边AB和直角边BD,应解公式

易错点3

错误表现:海伦公式中误算半周长为公式

错误原因:记错半周长定义,误用‘平均数’代替‘半周长’(即周长的一半)

正确做法:半周长恒为公式,不是除以3;可口诀记忆:‘三边加起来,除以2就对’

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