每个梯形平行四边形都是吗?
给定梯形ABCD(AD||BC),将BC扩展到E,以便CE=AD以及AD到F,以便FA=BC。
考虑以下推导[Movshovitz-Hadar公司,第70-71页]:
表示FA=BC=b和AD=CE=a。让我们也x=AG, y=生长激素, z=瑞士。有几对相似的三角形。
三角形CBG和ADG相似,表示比例
b/a=重心/重心=(y+z)/x。
换句话说,
三角形AFH和CEH相似,意味着
b/a=AH/CH=(x+y)/z。
换句话说,
从(2)中减去(1),我们得到
z-x=(a/b)(x-z)。
除以(z-x)并取绝对值得出|a|/|b|=1,也就是说,|a=b。但这只有在ABCD是平行四边形时才可能实现。有什么矛盾吗?
解释
工具书类
- N.Movshovitz-Hadar,J.Webb,一等于零和其他数学惊喜:悖论、谬论、思维波动,重点课程出版社(1998年12月15日)
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当然,并非所有梯形都是平行四边形。(事实上,就定义而言,可能没有一个是这样的。根据其中一个定义,梯形是一个四边形,有两个平行且不相等的边。)
那么我们在哪里作弊了?通过取无意义恒等式的绝对值,a/b=-1。为什么它毫无意义?因为a和b都是作为梯形的两个底座的长度引入的。所以很自然,两者都必须是积极的。那我们怎么会有这样的身份呢?啊,这就是犯错误的地方!
显然,我们不应该被(z-x)。只有一个原因,即当表达式为零时,不应该被表达式除。因此,我们间接得出了正确的结论:x=z。 AG=瑞士。
更直接地,我们通过考虑其他对相似的三角形得出了相同的结论。由于FA和BC平行且相等,四边形AFBC是一个平行四边形。ACED是另一个。因此,BF||ACΔBDF与ΔGDA相似,因此
x/BF=a/(a+b)。
换句话说,
三角形BEF和CEH相似,即。
z/BF=a/(a+b),
或者,
通过比较(3)和(4),我们得出结论:x=z。
还有其他方法可以获得这种身份。例如(W.McWorter),观察ACED也是一个平行四边形,因此DE||AC||BF。因此,通过欧几里得I.37,三角形BDF和BEF的面积相同。三角形GDE和CEH分别构成三角形BDF和CEH的相同分数;因此,它们的面积也相等。根据前面的论证,它们与基数AD和CE具有相等的高度,这表明后者是相等的,AD=CE。
当然,从(1)和(2)代数上也可以得到相同的结果。事实上,这两者暗示着
(x+y)/z=(z+y)/x。
将其改写为x²+xy=z²+zy,或使用函数f(w)=w²+wy, f(x)=f(z)。但f是a抛物线最低点在(-y/2,-y²/4),这就是说,对于w>-y/2,当然,对于正w,f(w)是严格单调递增这使得不可能拥有f(x)=f(z),对于x≠z当两者都是积极的。
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