Question

（2008•淄博）正方形ABCD的對(duì)角線交點(diǎn)為O，兩條對(duì)角線把它分成了四個(gè)面積相等的三角形．
（1）平行四邊形ABCD的兩條對(duì)角線交點(diǎn)為O，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面積分別為S₁，S₂，S₃，S₄，試判斷S₁，S₂，S₃，S₄的關(guān)系，并加以證明；
（2）四邊形ABCD的兩條對(duì)角線互相垂直，交點(diǎn)為O，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面積分別為S₁，S₂，S₃，S₄，試判斷S₁，S₂，S₃，S₄的關(guān)系，并加以證明；
（3）四邊形ABCD的兩條對(duì)角線交點(diǎn)為O，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面積分別為S₁，S₂，S₃，S₄，試判斷S₁，S₂，S₃，S₄的關(guān)系，并加以證明；
（4）四邊形ABCD的兩條對(duì)角線相等，交點(diǎn)為O，∠BAC=∠BDC，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面積分別為S₁，S₂，S₃，S₄，試只用S₁，S₃或只用S₂，S₄表示四邊形ABCD的面積S．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)可證得四個(gè)小三角形面積相等；
（2）我們可以表示出這四個(gè)面積，S₁=OA•OB，S₂=OB•OC，S₃=OC•OD，S₄=OD•OA，于是我們發(fā)現(xiàn)S₁S₃=S₂S₄；
（3）雖然兩條對(duì)角線不垂直了，但是思路和（2）是一樣的；
（4）應(yīng)該分AB與CD平行或不平行兩種情況進(jìn)行分析．
解答：解：（1）∵四邊形ABCD是平行四邊形，
∴OA=OC，
∵△AOB，△BOC的邊OA，OC上的高相同，
∴S₁=S₂，
同理S₂=S₃，S₃=S₄，S₄=S₁，
∴S₁=S₂=S₃=S₄．

（2）∵AC⊥BD，垂足為O，
∴S₁=OA•OB，S₂=OB•OC，S₃=OC•OD，S₄=OD•OA，
∴S₁S₃=S₂S₄；

（3）設(shè)點(diǎn)B到線段AC所在直線的距離為h₁，點(diǎn)D到線段AC所在直線的距離為h₂，
∴S₁=OA•h₁，S₂=OC•h₁，S₃=OC•h₂，S₄=OA•h₂，
∴S₁S₃=S₂S₄；

（4）∵BAC=∠BDC，∠AOB=∠DOC，
∴∠DCA=∠ABD，
當(dāng)AB與CD不平行時(shí)，必相交于一點(diǎn)，
設(shè)線段BA與CD的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)E，
∵AC=BD，∠AEC=∠DEB，
∴△AEC≌△DEB，
∴AE=DE，CE=BE，
∴AB=DC，
∴△AOB≌△DOC，
∴S₁=S₃，
∵S₁S₃=S₂S₄，
∴S₁²=S₂S₄，
∴S=S₁+S₂+S₃+S₄=2S₁+S₂+S₄=S₂+S₄+2（或=（+）²）；
當(dāng)AB與CD平行時(shí)，則△ABD與△BAC同底等高，有S₁+S₂=S₁+S₄，
∴S₂=S₄，
∵S₁S₃=S₂S₄，
∴S₂²=S₁S₃，S=S₁+S₃+2S₂=S₁+S₃+2（或=（+）²）．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了全等三角形的性質(zhì)以及三角形面積公式的靈活運(yùn)用．要注意（4）中要分AB，CD平行和不平行兩種情況來(lái)求解．