這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

數學 教育 超級數學建模 2018-11-30



這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

陰影面積

你真的會算嗎


今天一大早剛進門,小天就對我笑嘻嘻,那種笑容,感覺不太對勁。

超模君剛剛坐下,小天就如餓狼撲食:十八線網紅,有道小學數學題考考你,做的出來請你吃飯,做不出來,那你就得請我吃飯。

雖然超模君感覺此事有蹊蹺,但還是按奈不住好奇心:不行,你要先把題目給我看看。

小天一聽有戲,立馬就把題目發過來了。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

超模君一看到題目:So easy~媽媽再也不用擔心我沒飯吃了。

說實話,這麼簡單的題目,一眼就看出答案來了,但是為了照顧部分人(小天)的感受,超模君還是把解題過程寫下來了:

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

首先,把對角線連一下,我們都知道:矩形的對角線所分成的兩個三角形面積是一樣的。

所以,大矩形所分成的兩個三角形面積相等,小矩形所分成的兩個三角形面積也是相等的。

可得 S1=S2 ,其中 S1 為直角梯形,上底為 40m,下底為 60m,高為 30m,所以,所求陰影面積為 S=2*(40+60)*30 / 2=3000 ㎡

作為一名優秀的數學系畢業生,解題怎麼只用一種解法呢?

花式答題才是我真正實力。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

解法2:使用相似三角形法來解答,先“連接對角線”。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

△ABC∽△ADE所以 AB/DE = BC/AD = 40/60;又 DE - AB =30 m;得 AB = 60 m, DE = 90m;所以,所求陰影面積為 S = 3000 ㎡

就在我完成花式解答後,小天露出了未曾有過的笑容。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

感覺不太對勁呀,這個小天葫蘆裡賣的什麼藥?

想到近幾年的小學題腦洞越來越大了,很明顯這道題嚴重不達標啊。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

超模君一拍腦門,仔細一看,發現了問題所在。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

原來,矩形的長可以無限延長,上面兩個矩形都符合題意,但是他們的陰影面積是不同的

超模君此時感受到了出題者的惡意,竟然利用圖片的巧合性來迷惑花式答題少年。

而上述的兩種解題思路成立的前提必須是:大矩形和小矩形相似,否則“連接對角線”得到的是兩條線(而不是上述的一條線),大概就是這個樣子:

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

那這個陰影面積到底能不能求出來呢?超模君再度陷入沉思。

作為一名十八線數學網紅,怎麼能敗在這樣的題目下,於是進入了反覆研究論證的狀態(題目沒解出來,頭髮倒掉的不少)。

小學視角解題

首先把對應的邊長標記上,然後嘗試著做各種輔助線...

我們會發現無論怎麼分割、構造,總有一塊陰影的面積是算不出來的。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

這道題對於小學的知識來說明顯是超綱了,所以建議看一下參考答案。

答案:略。

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一切不給答案的思考題都是耍流氓。

中學視角解題

終於可以用中學的知識點了,那肯定要使用中學最常用的解題工具啦:直角座標系。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

因為圖形正好的是矩形,直接依據矩形的長和寬建立平面直角座標系就OK了。

想要求陰影部分面積(即多邊形OABDE的面積),我們唯一欠缺的是OA的長度,所以設A點座標為(x,0);

陰影面積就可以表示為:S = 30*40 + 20*x = 1200 + 20x

這是一個二元一次方程,一個方程,兩個未知數,陰影面積仍然是個謎

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

大學視角解題

經歷小學和中學題海戰術的錘鍊,超模君終於可以如願用上高級別的數學——高等數學

在學習過高等數學後,我們知道“點積分是線、線積分是面、面積分是體”,那麼就可以嘗試用積分的方法來求解這道題。

其實,一個矩形的面積,就是某一條邊在其鄰邊上的積分(比如:長在寬上的積分)

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

我們可以把陰影部分分割一下,矩形AEFG的面積是確定的。

由於x(即AB)長度是未知的,就導致矩形ABCD的面積是個變量。

所以,所求的陰影面積是隨著AB長度變化而變換的,而不是一個確切的數。

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

最終求出來的陰影面積取值範圍為(1800,+∞)平方米

社會視角解題

你能算出陰影部分的面積嗎?

這道小學題,竟然比心理陰影面積還難算

答:不能

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