那天陪猴子玩完周長以後自己窮極無聊,開始想這個問題。
於是發現一個「定理」。
這個定理是什麼捏?
這個定理就是:
一、任何固定周長圍出來的平面,如果有凸角,則其邊長外推之後四邊形周長必與之相等。
二、任何固定周長圍出來的平面,如果有凹角,則其周長必大於將之圍住的四邊形。
果然是一個亂七八糟的定理。
不過我個人覺得這兩個定理在算周長的時候亂好用一把的,嗯嗯( 自我安慰一番)。
發明了這麼偉大的定理能拿來幹嘛呢?
我想啊想啊,想把他拿來證明「固定周長所圍出來的四邊形,以正方形的面積為最大」。
什麼毛病?這個證明又不是新聞,誰都知道啊!
證明給我看證明給我看。
歐!很簡單啊!就假設周長為常數 k ,四邊形長寬各為 x, y。
則 y = k/2 - x
面積 = x y = x (k/2 -x ) = kx/2 - xx = - ( xx - kx/2 + kk/ 16) + kk/16
= - ( x - k/4) ^2 + kk/16 <= kk/16
所以面積最大值 = kk/16
面積最大時, x = k/4 = y -> 正方形
故得證
P.S. 有來賓提供,代數的解法有另外一種非常簡單的解法。那就是,
假設長方形的邊長各為 x + a 和 x - a ,則
長方形面積 = ( x + a ) ( x - a ) = x^2 - a ^2 小於等於 x ^2
故得證
<== 這樣解太漂亮了會不會?
( P.S. 此解法最漂亮的在他的假設,假設設得漂亮,解題就超漂亮了)
感謝來賓黃夫人提供此無敵解法!!!!!!!
嗯嗯,很好,這是用代數的方法解出來的。
那如果面對一隻二年級的不懂平方,也不懂代數的小猴子,
要怎麼證明這件事情呢??呢呢呢呢呢?
於是,我想啊想啊,想出下面這個應用草莓定理來證明這件事情的方法。
如下圖。
藍色的部分是正方形,綠色的部分是長方形,而且兩者的周長相等。
將長方形的短邊對齊正方形的一邊 => b < a
因為 a > b => ax > bx => 所以圍出來的正方形面積必大於長方形的面積。
你騙人,根本沒有用到草莓定理。(摔筆)
對啦對啦,是真的沒有用到,哈哈,可是有用到那天教猴子把凸塊外推算周長的方法。
( 詳見前文)
哈!
但是,以下是我運用草莓定理的證明,哈,想捶我的人請努力搥桌子。
我把長方形視為一個有外凸的形狀的極限圖形,如下圖。
圖(1)是一個在正方形挖了洞的有凸角的平面,根據草莓定理 ( 沒有用到很難過就對了啦),
有塗顏色的部分的周長必等於外圍的正方形但面積必小於它。
然後捏,就把那根凸出來的角啊兩邊互相逼近互相逼近,一直逼近到細細一根的圖 (3) 喔,
請注意,此時那個倒霉的凸角形周長還是等於外面那個正方形喔,可是它的面積越來越小了。
然後撲的一聲,那根凸角的兩邊突然一直逼近一直逼近逼近到幾乎快要黏在一起了,
歐耶,它變成長方形了(圖4 )。
但是它的周長還是等於外面那個正方形喔,只是那根凸角的兩邊黏得太近你分不出來而已。
故得證。
這樣有沒有很賴皮?哇哈哈哈哈哈哈!!!!
O.S. 來賓請掌聲鼓勵一下好咩,這個方法人家想了好幾天捏!!!
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