几何、代数和插图
一个简单的多选题及其解法已发布在MAA现场:
矩形ABCD的面积为72。如果点A与BC和CD的中点连接成三角形,则三角形的面积为
问题来自2000年AMC 8(#25)。给出的解是纯代数的。
解决方案
ΔAMN外有三个三角形。它们的面积分别为1/4、1/4和1/8,总共占矩形的5/8。ΔAMN的面积为73·3/8=27。
让矩形有2a和2b的边,这样4ab=72,ab=18。ΔAMN外有三个直角三角形,其面积分别为(2a)(b)/2、a(2b)/2和ab/2,共ab·5/2=18·5/2=45。ΔAMN的面积为72 - 45 = 27.
现在,这个问题很简单,很可能就是应该解决的问题。然而,举例说明并没有错:
ΔABC(其面积为矩形面积的一半)被中值AM分为两部分(ABM和AMC),因此每个较小的三角形的面积都是矩形面积的1/4,即:。,72/4 = 18.同样,面积(△ADN)=面积(△ANC)=18。
绘制第二个对角BD和中线ΔBCD的面积(ΔCMN)是矩形面积的1/8:面积(ΔCMN)=72/8=9。
上述解决方案告诉我们
面积(△AMN)=面积(ABCD)-面积(ΔABM)-面积。
该图还提出了另一种解决方案:
面积(△AMN)=面积(ΔAMC)+面积(△ANC)-面积(△CMN)=18+18-9=27。
虽然后者可以很容易地从代数上推导出来,但我看到了将图解解决方案表示为不那么线性,也许更开放的思想的优点。一个图表同时说明了两个解决方案,与所引用的解决方案相比,即使只是一点点,也具有更大的教育价值。
但这不是发布解决方案的首要目的吗?!
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