1.當(dāng)A、B距離小于固定半徑的二倍時(shí),解答出人意料地簡(jiǎn)單,只要畫(huà)五個(gè)圓就能把所要的等邊三角形第三個(gè)頂點(diǎn)F找出來(lái)。
方法如下:如圖,以A、B為圓心作兩圓交于C、C′,取C為圓心作圓分別交前兩圓于四點(diǎn),取下方的兩點(diǎn)D、E為圓心作圓,所得的不同于C的交點(diǎn)F即為所求。
證明也并不難,設(shè)∠ACB=∠AC′B=θ,則根據(jù)“三角形內(nèi)角和為180°”以及△ADC、△BEC為等邊三角形的事實(shí)可知∠DCE=∠DFE=360°-120°-θ=240°-θ,故∠CDF=180°-(240°-θ)=θ-60°,故∠ADF=∠BEF=θ,因而△C′AB≌△DAF≌△EBF,故AF=BF=AB,證畢。
年逾七旬的匹多教授對(duì)圖一的性質(zhì)大為驚訝,這個(gè)圖是匹多的一個(gè)學(xué)生沒(méi)怎么動(dòng)腦筋就畫(huà)了出來(lái)的,畫(huà)出來(lái)之后,他發(fā)現(xiàn)△ABF是正三角形,但不知道為什么,匹多教授花了幾個(gè)小時(shí),才找到了證明的方法,但是用的是坐標(biāo)法,不是上面的簡(jiǎn)單證法。
匹多教授驚奇的是:在長(zhǎng)達(dá)兩千多年的幾何學(xué)的發(fā)展史上,居然還沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)過(guò)這樣一個(gè)精采的作圖!
如果A、B離得很遠(yuǎn),以A、B為圓心作的兩個(gè)圓不相交,能不能完成這個(gè)作圖呢?匹多把這個(gè)問(wèn)題在加拿大的一個(gè)刊物《Crux》(《難題》)上提了出來(lái),相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間找不到答案,不少人認(rèn)為這是不可能作出的。最后,出乎匹多的意料之外,中國(guó)科技大學(xué)的三位數(shù)學(xué)工作者找到了這一難題的兩種解法,這兩種解法由我國(guó)訪美學(xué)者常庚哲副教授寫(xiě)信告訴了匹多,匹多十分贊賞,在最近一篇題為《數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)》的文章中說(shuō),這件事是他非常滿意的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),他還親自撰文給《Crux》雜志,介紹中國(guó)學(xué)者關(guān)于這一問(wèn)題的解法。
匹多還提出另一個(gè)問(wèn)題:能否用生銹圓規(guī)作出AB的中點(diǎn)?這個(gè)問(wèn)題至今尚未解決。
2.有不少同學(xué)用列方程的方法解這個(gè)題,但有一個(gè)十分簡(jiǎn)單的解法,由于重砝碼下降和輕砝碼上升的速度相同,加速度也相同,故此問(wèn)題相當(dāng)于問(wèn),一公斤的力能使5公斤的質(zhì)量產(chǎn)生多大的加速度?根據(jù)牛頓第二定律F=ma,可知所求加速度是g,此處g是重力加速度,g=980厘米/秒2。
3.沒(méi)有恢復(fù)原價(jià)。設(shè)甲商品原價(jià)100元,減價(jià)10%,變成90元,又提10%,成了99元。比原價(jià)低。
如果先提價(jià)10%,再減10%呢?100元提10%,變化110元,減10%,即減11元,仍是99元。
因?yàn)闇p價(jià)10%是原價(jià)乘以0.9,提價(jià)10%是原價(jià)乘以1.1,而0.9×1.1=0.99<1。
這個(gè)道理對(duì)研究生物的增長(zhǎng)率很有關(guān)系。如果自然界的某種生物,死亡率和出生率相同,這種生物必然會(huì)越來(lái)越少,直至滅絕,要保持生物數(shù)量不變,出生率要略大于死亡率。
4.不可能使桌面上的四個(gè)瓶蓋兩兩等距。如圖一,若A、B、C三者距離相等,D又和A、B三者距離相等,那末,D的位置只有兩種可能:或者和C重合,或者位于和C(關(guān)于AB)對(duì)稱的位置,這時(shí)D到C的距離比到A、B的距離要遠(yuǎn)。
一般說(shuō)來(lái),平面上任意四點(diǎn)A、B、C、D之間,可以連6條線段,這6條線段中最長(zhǎng)的和最短的長(zhǎng)度之比,至少是,如果你學(xué)過(guò)平面幾何,就不難證明這個(gè)規(guī)律。
(2)可以,方法如圖二。A、B、C三個(gè)瓶子,瓶口向上,瓶底中心在一個(gè)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。而第四個(gè)瓶子D則倒立在這個(gè)正三角形的中心。
關(guān)鍵是這個(gè)正三角形的邊長(zhǎng)有多大?
以A′、B′、C′記A、B、C三瓶瓶底中心,A、B、C、D記瓶口中心,設(shè)瓶高為h,△A′B′C′的邊長(zhǎng)為x,則A′D是△A′B′C′的高線的2/3,即