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数学新干线.TXT 佚名 3938 字 4个月前

题方法了。

解题 比直线短

我们砌一道以三角形顶点为中心的弧形墙。

(图略)

按照下列方法可以求出弧长。

设三角形的高为h(m)、根据勾股定理

(算式省略)

因此,三角形的面积约等于4330(平方米)

把这个面积平均分成两份,并且设圆弧的半径是r(m)

(算式省略)

圆弧长l为

l=(算式省略)

答案

砌一道以三角形顶点为中心的弧形墙。

5、三个半圆的定理 20分

问题

把直角三角形的每一边作为直径画三个半圆,请问三个半圆之间的关系?

(图略)

提示

这是勾股定理的应用问题。

解题 三个半圆的定理

半圆p的面积+半圆q的面积

=(算式省略)

=(算式省略)

(根据勾股定理,由于(算式省略),所以

=(算式省略)

=半圆r的面积

答案

半圆p的面积+半圆q的面积=半圆r的面积

(图略)

小知识

即使不是正方形、半圆形,只要是以直角三角形的各边做为图形的一部分的各种图形

都是相似的。

图形p的面积+图形q的面积= 图形r的面积的公式是永远成立的。

6、希波克拉底的定理 15分

问题

希波克拉底(bc450年左右)是希腊的哲学家。

[如图所示,把直角三角形的各边作为直径画圆时,请证明斜线部分面积的和等于直角

三角形的面积]。

(图略)

提示

这和三个半圆的定理很相似啊。

解题 希波克拉底的定理

三个半圆的定理是(p1+p2)+(q1+q2)=r

r是以c为直径的半圆的面积。

就右图(图略)来讲,

r=直角三角形的面积+(p2+q2)

因此

(p1+p2)+(q1+q2)

=直角三角形的面积+(p2+q2)

所以

p1+q2=直角三角形的面积

小知识

以直角等腰三角形的直角为中心,以直角边为半径,画四分圆;以三角形斜边为直径画半圆,得到月牙儿状图形。此月牙面积等于三角形的面积。

四分圆的面积=(算式省略)

半圆的面积=(算式省略)

因此

四分圆的面积=半圆的面积

两边同时减去三角形和斜线部分之间的弓形的面积,那么

直角三角形的面积=月牙儿的面积

(图略)

提高能力

圆 = 三角形?

(图略)

请在上面1~5图中选出唯一一个不同的图形。

你会说[这不是全部都不一样吗?] 本来是这样的。在[只有同样的图形才相同]的情况

时是这样。

[相似的图形也相同]这种见解也是成立的。这种时候1和2就成为一样的了。

可是不管是哪一种也选不出来只有一个不同的图形啊?为此,要用其他的方法去看图形

了。

在橡胶薄膜上画出图形,把薄膜抻长或缩短时就会变成三角形、四角形、椭圆形、及

圆形等各种形状。

对追求图形本质的新科学来说,抻长、缩短、歪斜、重叠等都可以看成是相同的。我们

把这个叫做同相。

只有5图,无论你怎样抻长、缩短、歪斜,因为无法变成其他的图形,所以5和其他图

形都不一样。因此,要是选出只有一个不同图形的话,只能是选5图了。

7、中心点在哪儿呢? 15分

问题

有个人想在圆盘的中心点钉上钉子挂在墙上。钉子如果不在中心看起来会不顺眼,所以

尽可能的找到准确的中心位置。工具只有一个直角尺。

那么怎样做才好呢?

(图略)

提示

直角尺是木匠使用的用金属折成直角形的尺。

解题 中心点在哪儿呢?

如图所示,把直角尺的直角合在圆周的一个点上,再找到两个直角边和圆的接触点,将

两点连线。按照同样的方法再另画出一条线,两条直线的交点就是圆的中心点。这是泰勒斯定理“直径的两端和圆周上的任意一点相连后形成的角是直角”的应用。

(图略)

小知识

由于三角形的内角和为180度,所以

(算式省略)=180度。。。。。。1

由于oa、ob、op是圆的半径,所以三角形oap和三角形obp是等边三角形。

由于等边三角形的两个底角相等,即

(算式省略)。。。。。。。。。。。。2

根据1、2, (算式省略)=180度

所以 (算式省略)=90度

由上列算式证明,角abp是直角。

第二部分第6节

8、反论(奇谈怪论)的篇章

“反论章节”的功能

有两个不同大小的蛋糕,媳妇和婆婆两个人吃。婆婆说“你先请吧。”

媳妇先拿大的去吃了。婆婆看到后说“要是让我先吃,我肯定会选那个

小的是吧。” 媳妇说“母亲,您有什么不满意的吗?这不是按照您所想的

拿了吗?”

反论智力题的内容是把反论做为教材的。可以考虑成是理论问题的变形。

因此,他们的效果几乎是相同的。只是反着说而已,更能锻炼人们的直觉判断能

力。

1、 谎言村的诚实者 15分

问题

诚实村的村民一定诚实,谎言村的村民肯定说谎。这两个村相邻,村民们常有往来。

正好有人来到了这里,可是不知道是哪一个村庄。要想知道是哪一个村庄,怎样问才好

呢?

(图略)

提示

由于两村的村民来回走动,即使随便找个人问也不知道是哪个村的。如果所到的村庄是

诚实村,你可以考虑一个诚实村和谎言村的人都一样回答的问题。

解题 谎言村的诚实者

来人问到[请问你是住在这个村里的吗?],回答如下列表格所显示的那样,如果是诚实

村的人回答是肯定的,如果是谎言村的人回答也是肯定的。

询问的人 = 诚实 询问的人 = 说谎

诚实村 是 是

谎言村 不是 不是

2、你永远不会秃 5分

问题

[你的头发很多呀,拔掉一根你的头发吧。只是拔掉一根又不会有太大的影响。你不会秃顶的。

假设没拔头发时是第n回,拔掉一根头发后是第n+1回。我们确认了第n回的情况和后来只是拔掉一根头发的第n+1的情况完全是两种不同的秃顶情况。

于是,无论拔掉多少头发都不会变成秃顶的。所以,完全把头发拔光你也不会变秃顶的]

那么,要想避开这个反论应该怎么办才好呢?

提示

让我们好好考虑一下秃顶到底是怎么一回事?

(图略)

解题 你永远不会秃

如果明白秃顶的定义是什么,像这样的反论就不成立了。

比如说,我们明确了[头发在少于3万根以下的时候叫秃顶]这个定义以后,那么假设第n回的头发是3万根+1时,拔掉一根的n+1的情况下就变成了[秃顶]。

3、三角形的两边之和等于另一边 15分

问题

[设三角形abc的ab边的中心点为d、ac边的中心点为e、bc边的中心点为f。然后,连接各中心点d、f、e形成平行四边形adfe。

在这个平行四边形里,ad和ef的长度相等,ae和df的长度相等。因此,ab和ac的长度之和等于连接bd、df、fe、ec的曲线的长度。

下面也同样,曲线bdfe的长度等于曲线bghifjkl的长度。 再接下来还是同样。。。。。。,

经过无数次重复之后,这个像锯齿似的曲线就会和底边bc重合。所以,三角形的两边之和等于另外一边。]

那么,怎样能回避这个反论呢?

(图略)

提示

请用显微镜看。

解题 三角形的两边之和等于另一边

不管锯齿变得怎样细小,如果用显微镜看还是锯齿。不管怎样折叠弯曲,锯齿的长度还

是等于ab+ac。

底边bc是点b和点c之间最短距离是直线,不管锯齿变得怎样细小,即使看起来好像和直线完全重合了一样,也不会变成直线。

小知识

后来成为文艺春秋出版社社长的菊池 宽最讨厌几何和数学。看到[证明三角形的两边

之和大于另一边]的考试题出来时,竟然在答案上写到[这个证明就是,连狗都知道绕开走

]

欧几里得(bc330?~ bc275?)利用[线段的长短随着它所对应的角度而变。角度越大线

段的长度就越大]的定理作出了证明。

(图略)

4、所有的圆周都相等 15分

问题

[把盘子立在桌子上在不使其滑倒的情况下旋转一圈。于是,可以看到盘子的同心圆--

盘子的底部也在一同旋转。如果在不使盘子滑倒的情况下旋转一圈的话,就形成了圆。所以,大的圆也就是盘子的圆周和小的圆也就是盘子的底部的圆周长相同。也就是说,所有圆周的长度都相等。]

那么,怎样解决这个反论呢?

(图略)

提示

画一个图试一试。

解题 所有的圆周都相等

1在进入正题之前

设三角形abc的两边ab和ac的的中心点分别为m和n。

在bc上的任意一点d和a连接,在mn上的交点为p,那么d和p是1比1相对应

的。因此,bc上所有的点在mn上都有相对应的点。

并且,mn上所有的点在bc上也都有相对应的点。

也就是说,bc上的点和mn上的点都是1对1相对应着的。

然而,mn的长度是bc的一半。像这样不同的两条线上的点,即使每一个点都是1对1相对应,但是并不能说两条线就相等。

(图略)

2圆周长

如图所示(