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唐诗和数学题
唐诗里有数学,蕴含着数学方法,信不信?听我道来,先看一道数学题:
在圆的内接三角形中求一个面积最大的。
求法有多种,这里有一种巧妙的方法。容易猜想到,当三角形是等边三角形时面积最大,但为什么呢?
容易看出,在同底的内接三角形中,等腰三角形面积最大。如图1,等腰三角形的高是直径的一部分,在所有同底的三角形中最大,所以面积也是最大的。这个结论容易得出,下一步怎么办呢?看看一个等腰三角形,如图2,如果不是等边的话,以其腰为底,再作一个内接等腰三角形,这两个等腰三角形不会重合,根据前面的道理,后作的等腰三角形面积更大(其高是直径的一部分)。因此对于任意一个内接三角形如果不是等边三角形,总可以找到另一个三角形面积比它大。得到这个结论后,可以用反证法来证明等边三角形面积是最大的。假设等边三角形面积不是最大的,则存在另一个三角形面积最大,根据前面的结论,又可找到另一三角形面积比它更大,这就产生了矛盾,因此等边三角形面积是最大的。
对于圆的一个内接等腰三角形,以其腰为底再作一个内接等腰三角形,后者的面积更大,再以后者的腰为底作一个等腰三角形,其面积更大,这样的过程可以无限进行下去。三角形的面积一个比一个大,但又有上限,比如小于圆的面积,因此有一个极限值,就是等边三角形的面积。实际上不断的作等腰三角形就可得到最大面积的内接三角形。
这道题目的解答和一首唐诗很像,是哪一首呢,就是那首我们都很熟悉的王之涣的《登鹳雀楼》。
“白日依山尽,
黄河入海流。
欲穷千里目,
更上一层楼。”
这首诗人们从中读到了色彩,读到了意境,现在又可读到数学。
“日”的形状是什么?是一个圆。
“山”的形状是什么?可以是一个三角形。
“白日依山尽”,意味着一个圆和一个内接三角形。
“欲穷千里目”,意是看到最远的地方,可以想象为要找到一个面积最大的三角形。
“更上一层楼”,是指达到目标的方法,在这个数学题目里方法就是找到更大的一个等腰三角形,再不断的找下去,和“更上一层楼”非常的相似。
“欲穷千里目,更上一层楼”可以说是求极限。
数学题和唐诗是不是很相象?
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