小明遇到一个问题:如图1,正方形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD和DA边上靠近A、B、C、D的n等分点,连接AF、BG、CH、DE,形成四边形MNPQ.求四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比(用含n的代数式表示).
小明的做法是:
先取n=2,如图2,将△ABN绕点B顺时针旋转90゜至△CBN′,再将△ADM绕点D逆时针旋转90゜至△CDM′,得到5个小正方形,所以四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比是;
请你参考小明的做法,解决下列问题:
(1)取n=3,如图3,四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比为______(直接写出结果);
(2)在图4中探究,n=4时四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比为______(在图4上画图并直接写出结果);
(3)猜想:当E、F、G、H分别是AB、BC、CD和DA边上靠近A、B、C、D的n等分点时,四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比为______(用含n的代数式表示);
(4)图5是矩形纸片剪去一个小矩形后的示意图,请你将它剪成三块后再拼成正方形(在图5中画出并指明拼接后的正方形).
网友回答
解:(1)正方形ABCD的面积是10个小正方形,四边形MNPQ是4个小正方形,
∴四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比为:=;
(2)如图1.
正方形ABCD的面积是17个小正方形,四边形MNPQ是9个小正方形,
∴四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比为:;
(3)正方形ABCD的面积是n2+1个小正方形,四边形MNPQ是(n-1)2个小正方形,
∴四边形MNPQ与正方形ABCD的面积比为:;
(4)如图2.
设每个小正方形的面积是1,图形面积是10,
所以拼接后的正方形的边长是,
∴拼接后的正方形的是正方形ABCD.
解析分析:(1)查出旋转后的正方形的个数是10,中间四边形中正方形的个数是4,然后计算即可求解;
(2)根据四等分点再找出其它的等分点,仿照图3的作法画出图形,然后再查出旋转后的正方形的个数是17,中间四边形中正方形的个数是9,然后计算即可求解;
(3)根据前四个图形的数据规律,分子是序数减1,再平方,分母是序数的平方再加上1,写出即可;
(4)根据面积是10,所以拼接后的正方形的边长是,然后根据网格的特点进行剪接.
点评:本题考查了正方形的性质,旋转的性质,以及设计作图,难度不大,读懂题目提供的信息是解题的关键.