隱蔽的尺寸

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  在城市廣場的中央有一片很大的圓形憩息地。市議會(huì)擬在該地建造一個(gè)菱形淺水池。多里斯。萊特市長看到這一計(jì)劃,她找來了建筑師。萊特市長:“我喜歡呈菱形的水池,用紅瓷磚砌成,不知道這水池的每邊有多長?”建筑師弗蘭克。勞埃德。朗被問住了。朗先生:“從A至B是5米,從B至C是4米。唔,應(yīng)求出BD。也許我需要應(yīng)用畢達(dá)格拉斯定理。朗先生正疑惑不解,市長閣下忽然叫起來。萊特市長:“啊哈!水池每邊長為9米,這是毫無疑問的。”

  朗先生:“我的天哪!怪不得你姓萊特(Wright)我姓朗(Wrong)呢!庇辛耸裁春弥饕馐惯@個(gè)問題迎刃而解?

  

  既是對(duì)角線又是半徑

  萊特夫人忽然悟到水池每邊即為矩形的對(duì)角線。這個(gè)矩形的另一條對(duì)角線就是圓形棲息地的半徑。而矩形的兩條對(duì)角線是相等的,所以水池每邊邊長就是圓半徑的長度。半徑是5+4=9米,因此水池每邊也是9米,無需應(yīng)用畢達(dá)格拉斯定理。

  你再找一種更簡便的方法試試看,這樣你就更能體會(huì)我們這種解法的優(yōu)點(diǎn)。如果你僅應(yīng)用畢達(dá)格拉斯定理和相似三角形,其解法一定很冗長,繁瑣。但你如果想到下列平面幾何定理:一個(gè)圓的兩條內(nèi)部相交的弦,一條弦的兩部分之積等于另一根弦兩部分之積,那么就可以得出稍微簡短的解法。根據(jù)這一定理,可以求得直角三角形的高為√56,在應(yīng)用畢達(dá)格拉斯定理,算出直角三角形的斜邊為9。

  有一個(gè)與此密切相關(guān)的問題,那就是詩人亨利。朗非羅在其小說《卡瓦諾》中所提出的有名的水仙花問題。當(dāng)水仙花花莖垂直時(shí),花朵伸出水面10厘米。如果把水仙花拉向一邊,使花莖保持直線,花朵沾水的位置離原來的位置是21厘米,問水深多少厘米?

  

  要解這個(gè)問題,可以先畫一張草圖,此圖與水池問題的圖相似。我們要確定的就是x的長度。與水池問題一樣,這個(gè)問題也不止一種解法。若你還記得兩弦相交的定理,解這個(gè)問題是輕而易舉的。

  還有一個(gè)有趣的游泳池難題,靈機(jī)一動(dòng)則迎刃而解。一條海豚位于一個(gè)圓形水池的西邊A點(diǎn),它筆直地游了12米,鼻子觸到水邊的B點(diǎn),轉(zhuǎn)過身后,又筆直地游了5米,到達(dá)水池邊上的C點(diǎn),此位置正好與水池邊上的A點(diǎn)遙遙相對(duì),試問如果它直接從A點(diǎn)游向C點(diǎn),需要游多長距離?

  啊哈!要解決這個(gè)問題只需知道下列定理:半圓上的圓周角是直角,所以三角形ABC是直角三角形。已知兩直角邊長分別為12米和5米,所以斜邊為13米。上述問題都給我們以啟示:在許多情況下,如果思路正確,幾何問題的求解會(huì)變得極其容易。而要做到這一點(diǎn),這取決于你是否想到了歐幾里德幾何的某個(gè)基本定理。


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