圖形王國一年一度的科舉考試已經(jīng)進(jìn)入尾聲,奧幾何同學(xué)以優(yōu)異的成績獲得殿試資格,接下來他要面對(duì)的是糊涂王的考核……
糊涂王:奧幾何,什么是周長?
奧幾何:封閉圖形一周的長度就是這個(gè)圖形的周長。
糊涂王:有什么求周長的公式嗎?
巧算周長
星期五,距離放學(xué)還有30分鐘。
自習(xí)課,教室內(nèi)的同學(xué)們昏昏欲睡。
“楊弘!楊弘!”我一看,是張皮皮這皮小子,性格跟他的名字一樣——調(diào)皮!
“干嗎?”我不耐煩地回了句。
“周末去哪玩兒?”“不知道?!薄芭阄胰ヅ郎桨??!薄安蝗ァ!薄叭グ扇グ?,我自己沒意思。”“沒興趣?!薄爸灰隳苋ィ裁礂l件隨便開?!?/p>
“這可是你說的?!蔽蚁氲綇埰てぷ钆伦鰯?shù)學(xué)題,頓時(shí)計(jì)上心來。我拿過一張紙和一支筆,唰唰唰畫了一張圖。
如圖所示,一個(gè)大長方形被三條線段分成了四個(gè)小長方形,各條線段長度見圖(單位:厘米)。
看了一眼愁眉苦臉的皮皮,我繼續(xù)說道:“只要你計(jì)算出圖中所有長方形的周長之和,我就陪你去?!?/p>
我本以為他要放棄了,誰想這反而激起了他的斗志。只見他一改嬉皮笑臉的狀態(tài),認(rèn)真計(jì)算起來:
想求周長之和,首先應(yīng)該查清長方形的數(shù)量。為避免計(jì)算過程中的漏算,可以給各部分編上號(hào)。
這樣,可以得到的單個(gè)長方形有:a、b、c、d,共4個(gè);由兩部分組成的長方形有:a-b、b-c、c-d,共3個(gè);由三部分組成的長方形有:a-b-c、b-c-d,共2個(gè);由四部分組成的長方形有a-b-c-d,1個(gè)。所以一共有長方形4+3+2+1=10(個(gè)).
長方形的數(shù)量算出來后,就可以算出每個(gè)長方形的周長:
a周長=(2+4)×2=12(厘米);b周長=(2+3)×2=10(厘米);c周長=(2+1)×2=6(厘米);d周長=(2+2)×2=8(厘米)。
(a-b)周長=(2+4+3)×2=18(厘米);(b-c)周長=(2+3+1)×2=12(厘米);(c-d)周長=(2+1+2)×2=10(厘米)。
(a-b-c)周長=(2+4+3+1)×2=20(厘米);(b-c-d)周長=(2+3+1+2)×2=16(厘米)。
(a-b-c-d)周長=(2+4+3+1+2)×2=24(厘米)。
所以,圖中所有長方形的周長之和為:12+10+6+8+18+12+10+20+16+24=136(厘米)。
張皮皮算完,一臉得意地看著我,我笑著說道:“你的答案的確是對(duì)的,但……過程太啰唆了,有沒有簡便算法呢?”
聽到我的話,皮皮沉思了好一會(huì)兒才說道:“大長方形的長:每條邊上長為4、3、1、2的線段分別被全部長方形計(jì)算了4、6、6、4次;大長方形的寬:因?yàn)楣灿?+3+2+1=10個(gè)長方形,所以長度為2的寬被計(jì)算了10×2=20次,所以,總周長就是:2×(4×4+3×6+1×6+2×4)+2×20=136(厘米)?!?/p>
“周末見!”我收拾好書包,笑嘻嘻地拍了拍他的肩膀!
活用平移解難題
晚上,媽媽一臉緊張地坐在電視機(jī)前,盯著“三一五”晚會(huì)的直播。
但今晚有我特別喜愛的電視劇,直接搶遙控器又沒這個(gè)膽子,只好旁敲側(cè)擊地勸媽媽放棄電視。
“其實(shí)這晚會(huì)看不看嘛,都行。要是發(fā)現(xiàn)自己沒被騙,那就是浪費(fèi)時(shí)間;要是被騙了,反而更鬧心?!薄跋窭蠇屵@樣英明神武,怎么可能上別人的當(dāng)?”“你說對(duì)不,老爸你也勸勸嘛!”……
我正自顧自地說來說去。老媽突然給我來了個(gè)死亡對(duì)視,然后用緩慢的語氣說:“說得很有道理,那我就不看了!”
我剛要?dú)g呼,老媽下句話卻讓我如墜冰窟。“咱們來解道數(shù)學(xué)題?!?/p>
不等我分辨,一道題已經(jīng)擺在我的面前:
求所示圖形的周長(單位:厘米)
“這就是兩個(gè)邊長為50和10的長方形嘛,簡單!”我略一思索,立刻動(dòng)筆計(jì)算起來:【(50+10)×2】×2=240(厘米)
“錯(cuò)!”媽媽簡單干脆,“粗心鬼,重新審題?!?/p>
“呀!多算了一條邊GH。只要……”我正要修改,忽然發(fā)現(xiàn)了問題,“根據(jù)題意是無法知道EF的長度的?!?/p>
這一次我細(xì)心許多,仔細(xì)觀察圖形后發(fā)現(xiàn):也許,可以用平移法來解!
矩形EFHG的邊長EF與GH長度一樣,正好可以移到GH處,這樣就可以使矩形ABCD變得完整。所以,這個(gè)組合圖形的周長就是矩形ABCD的周長再加上矩形EFGH的兩條已知邊長HF和GE。
即:(50+10)×2+50×2=220(厘米)
我正想炫耀,誰想媽媽已經(jīng)回到了電視前,喃喃自語道:“小弘要是算對(duì)了,就再出一道!”
變化中的規(guī)律
“楊弘,好久不見!”
周末,我睡了個(gè)大懶覺,剛迷迷糊糊地從臥室挪出來,就聽見一個(gè)熟悉的聲音!
“小沫!”我立刻來了精神,小沫是我以前的同桌兼好友,后來她跟隨父母去了別的城市。這一走,已經(jīng)有2年了!
“你回來了?”我不可置信地問道。
“她都來了半個(gè)小時(shí)了,就你還當(dāng)個(gè)懶豬,睡個(gè)沒完!”媽媽笑吟吟地從廚房探出頭?!澳銈兒煤镁劬?,我給你們準(zhǔn)備好吃的!”
可2年不見,我倆竟然有些生疏,不知道聊什么。忽然,我想到過去我們倆有個(gè)共同的愛好——數(shù)學(xué)難題,也許一道數(shù)學(xué)題就能重新拉近距離,找到當(dāng)初的感覺呢。
“這么久不見,讓我瞧瞧你的數(shù)學(xué)有沒有長進(jìn)?”我笑著說。
小沫點(diǎn)點(diǎn)頭。我立刻拿出昨天研究了好久才計(jì)算出來的一道數(shù)學(xué)難題:
將若干個(gè)邊長為1的正六邊形拼接起來,得到一個(gè)拼接圖形,如圖:
“要拼接成周長等于18的拼接圖形,需要多少個(gè)單位六邊形?還要畫出對(duì)應(yīng)的圖形哦?!?/p>
我說道:“要先從變化中尋找規(guī)律?!?/p>
小沫笑著點(diǎn)點(diǎn)頭,立刻用草紙計(jì)算起來:
在拼接圖形時(shí),每增加一個(gè)單位六邊形,拼接圖形的周長要么不增加,要么增加2或4!
“不愧是小沫,一上來就找到了解題的關(guān)鍵?!蔽倚睦锇迪?。
小沫繼續(xù)在紙上一邊畫,一邊喃喃自語:無論怎么拼,兩個(gè)六邊形拼在一起的圖形的周長只能是10,18-10=8,那么只要計(jì)算出在兩個(gè)六邊形基礎(chǔ)上加多少個(gè)六邊形讓周長是18就好啦。
因?yàn)槠唇訄D形時(shí),周長只有增加2或4兩種情況,8=4+4=4+2+2=2+2+2+2。
所以當(dāng)拼接圖形的周長等于18時(shí),所拼接的單位六邊形有4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)。
4個(gè):
5個(gè):
6個(gè):
小沫計(jì)算完,抬頭笑著對(duì)我說:“這道題真夠難的,你的數(shù)學(xué)水平提升不小嘛!”
“那當(dāng)然,”嘴上這么說,我在心里卻暗暗慚愧,我可是算了一晚上呢!“不過你還是疏忽了一點(diǎn),當(dāng)6個(gè)圖形圍起來的時(shí)候恰好可以覆蓋一個(gè)六邊形的所有邊,所以拼接的六邊形也可以是7個(gè)?!?/p>
小沫愣了一下,說:“哇,臭小子,給我講講,這兩年你的數(shù)學(xué)怎么進(jìn)步這么快。要不然,我饒不了你?!?/p>
奧幾何:有!長方形的周長=(長+寬)×2;正方形的周長=邊長×4。
糊涂王:你說的都是規(guī)則的圖形,要是碰到不規(guī)則的圖形怎么辦?
奧幾何:對(duì)于不規(guī)則的幾何圖形,可以用轉(zhuǎn)化的方法讓它們變成基本圖形,再利用周長公式求解。
糊涂王:有什么好的轉(zhuǎn)化方法嗎?
奧幾何:那……我這次殿試結(jié)果?
糊涂王:即刻起,本年度殿試的狀元、榜眼、探花都授予奧幾何一人。
奧幾何:感謝國王,我這就介紹幾種常見的轉(zhuǎn)化方法!