1. 添加辅助线并设边长参量,计算 $\triangle ABF$ 与 $\triangle AEF$ 的面积
连接 EF 和 BF。设正方形 ABCD 的边长为 6a。
因为 DE=2AE,F 是 CD 的中点,所以:
AE=31AD=2a,DF=21CD=3a
在 △ABF 中,底边 AB=6a,高为正方形边长 6a,则:
Area(△ABF)=21×6a×6a=18a2
在 △AEF 中,底边 AE=2a,高为 DF=3a,则:
Area(△AEF)=21×2a×3a=3a2
2. 运用风筝模型(共底三角形面积比)求出线段比 $BG : EG$
△ABF 与 △AEF 共享底边 AF,根据风筝模型,两三角形的面积比等于它们在 AF 上的对应高之比,也等于交点 G 分割线段 BE 的比例:
EGBG=Area(△AEF)Area(△ABF)=3a218a2=16
3. 根据等高三角形面积比求出 $\triangle ABE$ 的面积,进而求出正方形 $ABCD$ 的面积
在 △ABE 中,G 为 BE 上一点,△AGB 与 △AEG 同高(高为点 A 到 BE 的距离),因此它们的面积比等于底边之比:
Area(△AEG)Area(△AGB)=EGBG=6
已知 Area(△AEG)=1,可得:
Area(△AGB)=6×1=6
因此 △ABE 的面积为:
Area(△ABE)=Area(△AEG)+Area(△AGB)=1+6=7
又因为 AE=31AD,△ABE 的面积占正方形 ABCD 面积的:
21×31=61
所以正方形 ABCD 的面积为:
Area(ABCD)=6×Area(△ABE)=6×7=42