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同底三角形面積比 ➔ 線段比例 (HKDSE Math Core)

Math

核心概念:同底三角形的面積比

喺 DSE Core 幾何(以至 Coordinate Geometry / 2D Space)入面,有一條極常用、但好多人會混淆嘅秘技:

ABC\triangle ABCABD\triangle ABD共同底邊 ABAB。 若連接兩頂點的直線 CDCD(或其延長線)同底邊 ABAB 相交於點 PP,則:

[ABC][ABD]=CPPD\frac{[\triangle ABC]}{[\triangle ABD]} = \frac{CP}{PD}

意思即係:同底三角形的面積比 = 兩頂點到交點 PP 的線段比例

ABCDPh1h2

圖中 CC 在底邊 ABAB 之上、DD 在其下,虛線 h1h_1h2h_2 係由兩頂點垂直拉落 ABAB 的高,直角位已標示。直線 CDCD 穿過 ABABPP


證明(用相似三角形)

第一步 - 用高表示面積比。CCDD 各自向底邊 ABAB(或其延長線)作垂足,設兩條高分別為 h1h_1h2h_2。因為兩個三角形同底 ABAB

[ABC][ABD]=12ABh112ABh2=h1h2\frac{[\triangle ABC]}{[\triangle ABD]} = \frac{\tfrac{1}{2}\,AB\cdot h_1}{\tfrac{1}{2}\,AB\cdot h_2} = \frac{h_1}{h_2}

第二步 - 砌出一對相似三角形。 兩條高同直線 CDPCDP 會構成兩個直角三角形(記為 CP\triangle CP\text{足}DP\triangle DP\text{足})。佢哋有:

  • 一對對頂角相等(CDCDABAB 相交於 PP),
  • 各自都有一個直角 90\angle 90^\circ

AA 相似:

CPDP\triangle CP\text{足} \sim \triangle DP\text{足}

第三步 - 由相似得線段比。 相似三角形對應邊成比例,高對應斜邊:

h1h2=CPPD\frac{h_1}{h_2} = \frac{CP}{PD}

結論。 合併第一同第三步:

[ABC][ABD]=CPPD\frac{[\triangle ABC]}{[\triangle ABD]} = \frac{CP}{PD} \qquad\blacksquare

DSE 應用場景

  • MC 秒殺:題目俾咗 CCDD 座標或比例 CP:PDCP:PD,要你比兩邊面積比 - 直接套定理,唔使逐個計底同高。
  • Coordinate Geometry / Vector (M2):常用嚟將「面積比」轉成「共線線段比」,再用 Section Formula(分點公式)求座標或位置向量。
  • 記法:底相同 ⟹ 面積比只睇高;高同 CP,PDCP, PD 又成比例 ⟹ 面積比 =CP:PD=CP:PD
#Geometry#Ratio of Area#Similar Triangles#DSE CoreJun 24, 2026