斜路面积先认宽度:用平移与横截面化繁为简|2023云南省考第51题
内容摘要:从原题条件出发,逐项核验选项;配5道完整原创迁移练习及独立解析。
完整题面
51. 如下图所示,某地计划修建一个长 50 米,宽 40 米的长方形观光园。现在需要在观光园中修建几条 鹅卵石小道供游客行走,其中一条是长为 50 米,宽为 2 米的水平直线型小路,另外两条修成斜线型, 并且要求这两条斜线型小路任何地方的水平方向宽度都是 1 米,问修完小路后观光园剩下部分的面 积是多少平方米:
A.1862 B.1880 C.1950 D.1960
原卷页图:核对图表与选项
答案为A,观光园剩余面积是1862平方米。关键在于读准“水平方向宽度都是1米”,并从原图确认两段斜路分别占据横路上方和下方的区域。
题干与原图提供了哪些依据
观光园的水平长度为50米,竖直宽度为40米。水平小路贯穿观光园左右两边,竖直宽度为2米,面积为50×2=100平方米。
原图还明确了两段斜路的位置:上方斜路连接观光园上边界与横路上侧边界,下方斜路连接横路下侧边界与观光园下边界。它们在横路以外没有重叠。
因此,两段斜路各自跨越的竖直高度虽然没有分别给出,但高度之和可以确定:40-2=38米。图示位置关系是这一步的依据,不能只凭“另外两条斜路”几个字推断。
首选解法:把水平宽度当作底,合并两段高度
设上方、下方斜路的竖直高度分别为h₁、h₂,则h₁+h₂=38。
每段斜路都是平行四边形。取其水平边作为底,底长就是题目给出的1米;与这条水平底边对应的高,是该段斜路的竖直高度。因此:
上方斜路面积=1×h₁;
下方斜路面积=1×h₂;
两段斜路面积之和=1×(h₁+h₂)=38平方米。
也可以用平移理解:把两段等底的平行四边形移到便于比较的位置,合并计算它们的高度。这里利用的是等底面积相加,不要求两段斜路在原图中处于同一条直线上。
观光园总面积=50×40=2000平方米。
小路总面积=100+38=138平方米。
剩余面积=2000-138=1862平方米。
独立交叉解法:直接计算每一层剩下多少
沿水平方向观察观光园。
处于横路内的各层全部铺路,没有剩余面积;这些层合计高2米。
处于横路之外的任意一层,都只经过对应的一段斜路。该层总长50米,斜路占去1米,剩余水平长度始终为49米。斜路左右两侧的剩余部分怎样分配,不影响总长度。
把这些细层累加,剩余面积=49×(40-2)=49×38=1862平方米,与面积相减法一致。
这一解法也说明:在本题约束下,斜路向左或向右移动、倾斜程度发生变化,只要始终处于园内、水平截宽仍为1米、跨越的竖直范围不变,面积就不变。
A—D逐项判断
| 选项 | 数值 | 判断依据 |
|---|---|---|
| A | 1862 | 正确。总面积2000,横路100,两段斜路合计38。 |
| B | 1880 | 错误。该结果对应总铺路面积120;扣除横路100后,只给两段斜路留下20平方米,与38平方米不符。 |
| C | 1950 | 错误。该结果只扣除了50平方米,已经小于横路本身的100平方米。 |
| D | 1960 | 错误。该结果只扣除了40平方米,同样小于横路本身的面积。 |
容易出错的地方
第一,把水平宽度误当成垂直于斜路边界的宽度。两者方向不同,通常并不相等。本题已经给出水平截宽,直接与竖直高度相乘即可,无须求倾角或斜边长度。
第二,把两段斜路分别都按高40米计算。原图中的每段斜路只跨越各自所在的上方或下方区域,两段高度合计才是38米。
第三,先把斜路按贯穿全园的高40米计算,再加上横路面积,却没有扣除交叠。原图实际提供的是横路外的两段斜路,直接按38米计算,能避免重复扣除。
第四,用图片上的像素估计上下区域的高度。示意图用于确认连接关系;面积计算应使用题目给出的尺寸。这里不需要知道h₁、h₂各是多少。
怎样迁移到新题
先确定宽度的测量方向,再选相配的高度:水平截宽对应竖直高度,竖直截宽对应水平长度。
随后按道路结构分层。每层若只有一条恒定水平截宽的斜路,就用“截宽×层高”;若有多条互不重叠的路,就先把截宽相加;若道路交叉,就计算占用区间的并集,或者用容斥扣除重复部分。
如果截宽随位置均匀变化,可以按梯形面积取两端宽度的平均值;如果给出的是垂直于路边界的宽度,则须先根据方向关系换算,不能直接套用本题的1×38。
5道原创迁移练习
以下题目与数据均为青云教学原创模拟,不对应现实机构统计。
原创迁移练习1
【教学模拟】一块东西长72米、南北宽45米的长方形展园,修建两条贯穿东西边界、互不重叠的水平道路,南北宽度分别为3米和2米。这两条道路将园内其余部分分成南、中、北三个区域。每个区域内各修一段斜路,连接该区域的南北边界;每段斜路完全位于对应区域内,在任意高度的水平截宽均为1.5米。除上述道路外没有其他铺装。展园剩余未铺装面积是多少平方米?
A.2790
B.2820
C.2880
D.2940
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答案:B
两条水平道路合计占用南北高度3+2=5米,面积为72×5=360平方米。其余三个区域的高度合计45-5=40米,三段斜路面积合计1.5×40=60平方米。未铺装面积为72×45-360-60=2820平方米,选B。独立核验:水平道路以外,每一层的未铺装长度都是72-1.5=70.5米,故未铺装面积为70.5×40=2820平方米。A、C、D均与这两个计算结果不符。
迁移维度:由一条横路推广到多条横路;合并多个区域的高度,识别道路位置变化不影响面积。
原创迁移练习2
【教学模拟】一块东西长64米、南北宽36米的长方形庭院,修建一条贯穿东西边界、南北宽4米的水平主路。主路以北的区域高10米,以南的区域高22米。北侧区域内有两段互不重叠的斜路,各自连接该区域的南北边界,水平截宽均恒为w米;南侧区域内有一段连接该区域南北边界的斜路,水平截宽恒为2w米。所有斜路均完全位于对应区域内。铺路后未铺装面积为1920平方米,w等于多少米?
A.1
B.1.5
C.2
D.2.5
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答案:C
庭院总面积为64×36=2304平方米,水平主路面积为64×4=256平方米,斜路总面积为2304-256-1920=128平方米。北侧两段斜路合计面积2w×10=20w,南侧斜路面积2w×22=44w,故64w=128,w=2,选C。独立核验:北侧每层两路合计截宽为2w,南侧每层截宽也为2w,所以未铺装面积为(64-2w)×32。令其等于1920,得64-2w=60,仍得w=2。四个选项对应的未铺装面积依次为1984、1952、1920、1888平方米,只有C满足条件。
迁移维度:由面积反求截宽;综合道路条数与宽度倍数,而非只统计斜路数量。
原创迁移练习3
【教学模拟】一块东西长60米、南北宽40米的长方形活动场,以南边界为高度0米、北边界为高度40米。一条水平道路贯穿东西边界,占据高度16米至20米的区域。高度0米至16米的区域内有一条道路,其水平截宽从南边界的1米均匀增加到高度16米处的3米。高度20米至40米的区域内有两条互不重叠的道路,均连接该区域南北边界,水平截宽分别恒为1米和2米。所有道路都完全位于活动场内,除此之外没有其他铺装。未铺装面积是多少平方米?
A.2052
B.2084
C.2128
D.2068
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答案:D
水平道路面积为60×4=240平方米。南侧道路的水平截宽均匀变化,平均截宽为(1+3)÷2=2米,面积为2×16=32平方米。北侧两路合计面积为(1+2)×20=60平方米。未铺装面积为60×40-240-32-60=2068平方米,选D。独立核验:南侧未铺装截长从59米均匀减至57米,面积为(59+57)÷2×16=928平方米;北侧未铺装截长恒为57米,面积为57×20=1140平方米,合计2068平方米。A把南侧道路全按宽3米计算,B全按宽1米计算,C漏扣北侧两路,均不成立。
迁移维度:从恒定截宽推广到线性变化截宽;结合梯形平均宽度与分层面积。
原创迁移练习4
【教学模拟】一块长方形广场东西长60米、南北宽20米。用x表示距西边界的水平距离,用y表示距南边界的竖直距离,单位均为米。广场内铺设三条道路:水平道路覆盖9≤y≤11的全部区域;斜路甲在每个高度y占据10+y≤x≤12+y的水平区间;斜路乙在每个高度y占据40-y≤x≤42-y的水平区间。两条斜路均贯穿0≤y≤20的高度范围,道路交叠处只计一次铺装。未铺装面积是多少平方米?
A.1010
B.1008
C.1012
D.1018
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答案:A
广场面积为60×20=1200平方米,水平道路面积为60×2=120平方米,两条斜路面积各为2×20=40平方米。每条斜路与水平道路的交叠面积均为2×2=4平方米。两条斜路从y=14开始交叠,到y=16结束;交叠截宽从0均匀增至y=15时的2米,再均匀减至0,交叠面积为1×2÷2+1×2÷2=2平方米。该交叠区与水平道路不相交,因此不存在三路公共区域。道路并集面积为120+40+40-4-4-2=190平方米,未铺装面积为1010平方米,选A。独立核验:水平道路之外的总高度为18米,两斜路面积之和为4×18=72平方米,扣除它们彼此重叠的2平方米,得到额外铺装70平方米;剩余面积为60×18-70=1010平方米。B漏加了两斜路重复扣除的2平方米;C、D也不等于道路并集计算结果。
迁移维度:从分离斜路推广到交叉斜路;通过水平区间求交叠面积并使用容斥。
原创迁移练习5
【教学模拟】一块东西长80米、南北宽30米的长方形园地,修建一条贯穿东西边界的水平道路,占据距南边界14米至16米的区域。另修一条贯穿南北边界的直线斜路,两侧边界平行,垂直于斜路边界测得的宽度为3米。斜路中心线经过南边界上距西边界20米的点,沿中心线每向北前进4米,就向东前进3米。斜路在园内所有高度处均不接触东西边界,超出园界的部分不计。两条道路交叠处只计一次铺装。园地剩余未铺装面积是多少平方米?
A.2128
B.2156
C.2168
D.2135
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答案:D
斜路方向对应水平3、竖直4、斜边5的直角三角形。设斜路水平截宽为b,则该水平线段在垂直于斜路方向上的投影长为4b÷5。由4b÷5=3,得b=15÷4=3.75米。横路面积为80×2=160平方米,横路以外的斜路面积为3.75×(30-2)=105平方米,故未铺装面积为80×30-160-105=2135平方米,选D。独立核验:完整斜路面积为3.75×30=112.5平方米,与横路的交叠面积为3.75×2=7.5平方米,道路并集为160+112.5-7.5=265平方米,剩余2400-265=2135平方米。B把垂直于斜路边界的3米直接当作水平截宽;A、C也不满足换算后的面积关系。
迁移维度:区分水平截宽与垂直于斜路边界的宽度;利用方向比例换算后处理交叠。
引用与权威来源
常见问题
第51题的参考作答和依据是什么?
参考作答A。根据所附整页原图,水平小路贯穿50米长的方向,宽2米;上、下两段斜路分别连接园界与横路边界,水平截宽均为1米,两段竖直高度合计40-2=38米。铺路面积为50×2+1×38=138平方米,剩余50×40-138=1862平方米,选A。
本篇提供多少道原创迁移练习?
本篇含5道完整原创迁移练习,提供选项、参考答案与解析。原创情境和数据均为教学模拟。