理论教育 巴霍姆为何选择梯形而非矩形?关于面积的有趣几何学发现

巴霍姆为何选择梯形而非矩形?关于面积的有趣几何学发现

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:巴霍姆走出的路线是一个梯形,他原本想走出一个矩形,结果却走成了梯形,这是因为事先没有算好。走出来的这个梯形和矩形相比,哪个对他更有利呢?也就是说,若矩形的周长相等,一定能找出一个面积最大的来。若将前面列出来的每个矩形进行比较,我们就会看出,矩形的两个边长差距越小,面积就越大。这意味着当矩形变成正方形时,面积最大。

巴霍姆为何选择梯形而非矩形?关于面积的有趣几何学发现

【问题】巴霍姆为了得到更多的地,最后竟然连命都没了。那么,他到底走了多远呢?实际上,这个数值很容易就能够计算出来,为10+13+2+15=40(俄里)。

巴霍姆走出的路线是一个梯形,他原本想走出一个矩形,结果却走成了梯形,这是因为事先没有算好。走出来的这个梯形和矩形相比,哪个对他更有利呢?这个问题很有趣。他走什么形状,才能获得最多的土地呢?

【解答】若一个矩形的周长为40俄里,它的形状可以有很多种,每种的面积都不一样。比如,可以有以下几种情况:

假如边长分别为14和6,则面积为14×6=84(平方俄里)。

假如边长分别为13和7,则面积为13×7=91(平方俄里)。

假如边长分别为12和8,则面积为12×8=96(平方俄里)。

假如边长分别为11和9,则面积为11×9=99(平方俄里)。(www.daowen.com)

从上面的几种情况能够得出,虽然各种矩形的周长相等,面积却各不相同。不过,它们的面积都比梯形大。若矩形的周长为40俄里,面积小于刚才的梯形的情况也存在:

假如边长分别为18和2,则面积为18×2=36(平方俄里)。

假如边长分别为19和1,则面积为19×1=19(平方俄里)。

假如边长分别为,则面积为(平方俄里)。

因此,对于第一个问题,我们无法作答。周长相等时,有些矩形面积大,有些梯形面积大。但是对于第二个问题,我们完全可以作出解答。也就是说,若矩形的周长相等,一定能找出一个面积最大的来。

若将前面列出来的每个矩形进行比较,我们就会看出,矩形的两个边长差距越小,面积就越大。因此可以下结论:当两边的差距为0时,该矩形的面积最大。这意味着当矩形变成正方形时,面积最大。因此,只有走出一个正方形,巴霍姆得到的土地才最多,会比他在故事中走出的多出22平方俄里。

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