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四、运用平移解决实际问题

图形的运动(二) · 四年级
讲清楚它是什么

定义 通过平移将分散图形拼合或转化为规则图形,从而计算面积或周长的解题策略。

从哪来 本节为图谱记录的起点,无前置知识点记录。基于学生已掌握的“平移的概念”及“长方形/正方形面积计算”等基础几何知识展开。

为什么 平移不改变图形的形状和大小,只改变位置。利用这一特性,可以将不规则图形(如阶梯状、L形)中的“凹凸”部分平移填补,使其转化为规则的长方形或正方形。这样就能利用已掌握的规则图形公式快速求解,体现了“化繁为简”和“转化思想”的数学核心。

实物操作法
准备一张画有L形阴影的硬纸板,旁边放一个空白的长方形框。让学生动手把L形突出的部分剪下来,平移到空缺处,拼成一个完整的长方形。
适合:直观形象思维强、动手能力强、对抽象逻辑感到困难的视觉型学习者。
动态演示法
使用几何画板或PPT动画,展示一个阶梯状图形。动画中,将每一级台阶的竖直部分向上平移,水平部分向右平移,最终所有线条汇聚成一个长方形的边框。强调“线段长度不变,只是位置移动”。
适合:逻辑推理能力较强、善于观察动态变化、喜欢探究规律的逻辑型学习者。
生活类比法
以“整理衣柜”或“拼图游戏”为例。比如衣柜里的衣服杂乱无章(不规则),通过把衣服往一边推(平移),就能腾出整齐的空间(规则区域)。计算这个整齐空间的面积,就是计算原来杂乱区域的面积。
适合:生活经验丰富、喜欢联系实际、对纯数学符号感到枯燥的体验型学习者。
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练一道
基础题
求下图阴影部分的面积。(单位:厘米) 图形描述:一个长10cm、宽6cm的长方形,右上角被挖去一个长4cm、宽2cm的小长方形。
变式
(面积平移/割补)**: 求下图阴影部分的面积。(单位:分米) 图形描述:一个不规则多边形,可以看作是一个长10dm、宽6dm的长方形,右侧中间凸出一个长4dm、宽2dm的小长方形。
看解答过程
这里运用了“容斥原理”,本质也是通过平移或分割思想,避免重复计算重叠区域。
试试手自己判
检测题
一个长方形花坛,长20米,宽15米。在花坛内部修了两条互相垂直的小路,路宽均为2米(如图所示,十字交叉)。求花坛中草坪部分的面积。
看答案和判分标准
答案:草坪面积 = 总面积 - 小路面积 小路面积 = 横向路面积 + 纵向路面积 - 重叠部分面积 横向路:$20 \times 2 = 40$ (m²) 纵向路:$15 \times 2 = 30$ (m²) 重叠部分:$2 \times 2 = 4$ (m²) 小路总面积:$40 + 30 - 4 = 66$ (m²) 草坪面积:$20 \times 15 - 66 = 300 - 66 = 234$ (m²) 或者使用平移法(更优解): 将四块草坪通过平移拼在一起,相当于一个长 $(20-2)$ 米、宽 $(15-2)$ 米的长方形。 草坪面积 = $(20 - 2) \times (15 - 2) = 18 \times 13 = 234$ (m²)。
判对标准:
1. 若学生使用“总面积-小路面积”且正确减去重叠部分,得234,判对。
2. 若学生使用“平移法”,列出 $(20-2) \times (15-2)$ 并计算正确,判对(且更优)。
3. 若学生直接 $20 \times 15 - (20 \times 2 + 15 \times 2)$,未减重叠部分,得238,判错。
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