Question

（2008•淄博）正方形ABCD的对角线交点为O，两条对角线把它分成了四个面积相等的三角形．
（1）平行四边形ABCD的两条对角线交点为O，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面积分别为S₁，S₂，S₃，S₄，试判断S₁，S₂，S₃，S₄的关系，并加以证明；
（2）四边形ABCD的两条对角线互相垂直，交点为O，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面积分别为S₁，S₂，S₃，S₄，试判断S₁，S₂，S₃，S₄的关系，并加以证明；
（3）四边形ABCD的两条对角线交点为O，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面积分别为S₁，S₂，S₃，S₄，试判断S₁，S₂，S₃，S₄的关系，并加以证明；
（4）四边形ABCD的两条对角线相等，交点为O，∠BAC=∠BDC，若△AOB，△BOC，△COD，△DOA面积分别为S₁，S₂，S₃，S₄，试只用S₁，S₃或只用S₂，S₄表示四边形ABCD的面积S．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据平行四边形的性质可证得四个小三角形面积相等；
（2）我们可以表示出这四个面积，S₁=OA•OB，S₂=OB•OC，S₃=OC•OD，S₄=OD•OA，于是我们发现S₁S₃=S₂S₄；
（3）虽然两条对角线不垂直了，但是思路和（2）是一样的；
（4）应该分AB与CD平行或不平行两种情况进行分析．
解答：解：（1）∵四边形ABCD是平行四边形，
∴OA=OC，
∵△AOB，△BOC的边OA，OC上的高相同，
∴S₁=S₂，
同理S₂=S₃，S₃=S₄，S₄=S₁，
∴S₁=S₂=S₃=S₄．

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

（3）设点B到线段AC所在直线的距离为h₁，点D到线段AC所在直线的距离为h₂，
∴S₁=OA•h₁，S₂=OC•h₁，S₃=OC•h₂，S₄=OA•h₂，
∴S₁S₃=S₂S₄；

（4）∵BAC=∠BDC，∠AOB=∠DOC，
∴∠DCA=∠ABD，
当AB与CD不平行时，必相交于一点，
设线段BA与CD的延长线交于点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）；
当AB与CD平行时，则△ABD与△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）．
点评：本题主要考查了全等三角形的性质以及三角形面积公式的灵活运用．要注意（4）中要分AB，CD平行和不平行两种情况来求解．