Hình như mình từng nói với bạn về cái bổ đề cho tam giác ABC với E, F lần lượt thuộc cạnh AC với AB thì \(\dfrac{S_{AEF}}{S_{ABC}}=\dfrac{AE.AF}{AB.AC}\) rồi đúng không?
Áp dụng bổ đề ấy cho bài toán này, ta được \(\dfrac{S_{AMQ}}{S_{ABD}}=\dfrac{AM}{AB}.\dfrac{AQ}{AD}=\dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}\)
\(\dfrac{S_{BMN}}{S_{BAC}}=\dfrac{BM}{BA}.\dfrac{BN}{BC}=\dfrac{1}{2}.\dfrac{2}{3}=\dfrac{1}{3}\)
\(\dfrac{S_{CNP}}{S_{CBD}}=\dfrac{CN}{CB}.\dfrac{CP}{CD}=\dfrac{1}{3}.\dfrac{3}{4}=\dfrac{1}{4}\)
\(\dfrac{S_{DPQ}}{S_{DAC}}=\dfrac{DQ}{DA}.\dfrac{DP}{DC}=\dfrac{1}{2}.\dfrac{1}{4}=\dfrac{1}{8}\)
Mà \(S_{ABD}=S_{BAC}=S_{CBD}=S_{DAC}=\dfrac{1}{2}S_{ABCD}=\dfrac{1}{2}.480=240\) và \(S_{AMQ}+S_{BMN}+S_{CNP}+S_{DPQ}=S_{ABCD}-S_{MNPQ}=480-S_{MNPQ}\) nên từ các đẳng thức trên suy ra \(\dfrac{480-S_{MNPQ}}{240}=\dfrac{23}{24}\) \(\Rightarrow S_{MNPQ}=250\left(cm^2\right)\)
SBMN = \(\dfrac{1}{2}\)SABN (vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh N xuống đáy AB và BM = \(\dfrac{1}{2}\)AB)
SABN = \(\dfrac{2}{3}\)SABC (vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh A xuống đáy BC và BN = \(\dfrac{2}{3}\)BC)
SABC = \(\dfrac{1}{2}\)SABCD (vì ABCD là hình chữ nhật)
SBMN = \(\dfrac{1}{2}\times\dfrac{2}{3}\times\dfrac{1}{2}\)SABCD =480 \(\times\) \(\dfrac{1}{6}\) = 80(cm2)
SAMQ = \(\dfrac{1}{2}\)SABQ(vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh Q xuống đáy AB và AM = \(\dfrac{1}{2}\)AB)
SABQ = \(\dfrac{1}{2}\)SABD (vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh B xuống đáy ADvà AQ = \(\dfrac{1}{2}\)AD)
SABD = \(\dfrac{1}{2}\)SABCD (vì ABCD là hình chữ nhật)
SAMQ = \(\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}\)SABCD = 480 \(\times\) \(\dfrac{1}{8}\) = 60(cm2)
SDPQ = \(\dfrac{1}{2}\)SAPD (vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh P xuống đáy AD và DQ = \(\dfrac{1}{2}\)AD)
PD = DC - CP = DC - \(\dfrac{3}{4}\)DC = \(\dfrac{1}{4}\)DC
SAPD = \(\dfrac{1}{4}\)SACD (vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh A xuống đáy CD và PD = \(\dfrac{1}{4}\)CD)
SACD = \(\dfrac{1}{2}\)SABCD(vì ABCD là hình chữ nhật)
SDPQ = \(\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{4}\times\dfrac{1}{2}\)SABCD = 480 \(\times\dfrac{1}{16}\) = 30 (cm2)
SCPN = \(\dfrac{3}{4}\)SCDN(vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh N xuống đáy CD và CP = \(\dfrac{3}{4}\)CD)
CN = BC - BN = BC - \(\dfrac{2}{3}\)BC = \(\dfrac{1}{3}\)BC
SCDN = \(\dfrac{1}{3}\)SCBD Vì hai tam giác có chung chiều cao hạ từ đỉnh D xuống đáy BC và CN = \(\dfrac{1}{3}\)BC)
SBCD = \(\dfrac{1}{2}\)SABCD (vì ABCD là hình chữ nhật)
SCPN = \(\dfrac{3}{4}\times\dfrac{1}{3}\times\dfrac{1}{2}\)SABCD = 480 \(\times\) \(\dfrac{1}{8}\) = \(60\) (cm2)
Diện tích của tứ giác MNPQ là:
480 - (80 + 60 + 30 + 60) = 250(cm2)
Đáp số: 250 cm2
Mình có bài toán tổng quát luôn này: Cho hình chữ nhật ABCD, các điểm M, N, P, Q lần lượt nằm trên các cạnh AB, BC, CA, AD sao cho \(AM=kAB;BN=lAC;CP=mCD;DQ=nDA\). Tính diện tích hình MNPQ theo diện tích của hình chữ nhật ABCD.
Ta thấy rằng \(\dfrac{S_{AMQ}}{S_{ABD}}=\dfrac{AM}{AB}\times\dfrac{AQ}{AD}=k\times\left(1-n\right)\)
\(\dfrac{S_{BMN}}{S_{BAC}}=\dfrac{BM}{BA}\times\dfrac{BN}{BC}=\left(1-k\right)\times l\)
Tương tự thì \(\dfrac{S_{CNP}}{S_{CBD}}=\left(1-l\right)\times m\)
\(\dfrac{S_{DPQ}}{S_{DAC}}=\left(1-m\right)\times n\).
Như vậy \(\dfrac{S_{ABCD}-S_{MNPQ}}{\dfrac{1}{2}S_{ABCD}}=\left(1-n\right)\times k+\left(1-k\right)\times l+\left(1-l\right)\times m+\left(1-m\right)\times n\)
hay \(2-\dfrac{S_{MNPQ}}{S_{ABCD}}=C\) (đặt \(C\) là cái biểu thức dài ngoằng phía bên phải dấu "=") thì khi đó \(S_{MNPQ}=\left(2-C\right)\times S_{ABCD}\).
Như vậy ta đã tính xong \(S_{MNPQ}\) theo \(S_{ABCD}\)