5. 学校教学楼前有一块长 10 米、宽 6 米的长方形空地。学校准备在这块空地上新建一个花圃,需要种植牡丹、月季、百合这三种不同品种的花,
该如何设计花圃的建造方案呢?用你学过的各种平面图形表示出每种花的实际种植区域,并计算出每种花的实际种植面积。
答案:1. 首先设计方案(方案不唯一):
我们可以把长方形空地按不同的平面图形划分。例如,将长方形空地的一半划分为一个等腰三角形种牡丹,再将剩下的一半平均分成
两个小长方形,一个种月季,一个种百合。
已知长方形空地长$a = 10$米,宽$b = 6$米,根据长方形面积公式$S=ab$,可得长方形空地面积$S = 10×6=60$平方米。
2. 然后计算牡丹的种植面积:
等腰三角形的底为$10$米,高为$6$米,根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$($a$为底,$h$为高)。
这里$a = 10$米,$h = 6$米,所以牡丹种植面积$S_{牡丹}=\frac{1}{2}×10×6$
$S_{牡丹}=30$平方米。
3. 接着计算月季和百合的种植面积:
剩下的面积为$60 - 30=30$平方米。
剩下的部分平均分成两个小长方形,小长方形的长可以是$10$米,宽$b_{1}=\frac{6}{2}=3$米。
根据长方形面积公式$S = ab$,对于月季和百合种植区域(小长方形),$a = 10$米,$b_{1}=3$米。
月季种植面积$S_{月季}=10×3 = 15$平方米,百合种植面积$S_{百合}=10×3 = 15$平方米。
另一种方案:
1. 设计方案:
把长方形空地划分为一个半圆(种牡丹)、一个梯形(种月季)和一个三角形(种百合)。假设半圆的直径$d = 6$米
(以长方形的宽为半圆直径),梯形的上底$a_{1}=4$米,下底$a_{2}=10 - 3=7$米($3$是半圆半径),高$h = 6$米,
三角形的底$a_{3}=3$米,高$h = 6$米。
2. 计算牡丹种植面积:
根据圆的面积公式$S=\pi r^{2}$($r$为半径),半圆面积$S_{牡丹}=\frac{1}{2}\pi r^{2}$,$r=\frac{d}{2}=3$米,$\pi$取$3.14$,
则$S_{牡丹}=\frac{1}{2}×3.14×3^{2}=\frac{1}{2}×3.14×9 = 14.13$平方米。
3. 计算月季种植面积:
根据梯形面积公式$S=\frac{(a + b)h}{2}$($a$、$b$为上、下底,$h$为高),这里$a = 4$米,$b = 7$米,$h = 6$米,
$S_{月季}=\frac{(4 + 7)×6}{2}=\frac{11×6}{2}=33$平方米。
4. 计算百合种植面积:
根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ah$,这里$a = 3$米,$h = 6$米,$S_{百合}=\frac{1}{2}×3×6 = 9$平方米。
如果按照第一种方案(等腰三角形、小长方形方案):牡丹种植面积$30$平方米,月季种植面积$15$平方米,
百合种植面积$15$平方米。(答案不唯一,可根据自己设计的图形按相应面积公式计算)