挂谷猜想的原始核心问题(简化版):探讨在平面内,一个长度为1的线段AB旋转 180 度扫过的面积的最小面积是多少?
情况1:以B为圆心,AB为半径旋转180°,得到一个半圆,如图,
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这时这个半圆的面积是
情况2:以AB的中点为圆心,AB为半径旋转180°,得到一个圆,如图,
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这时这个圆的面积是
,这个面积显然比情况1小.
情况3:以AB为边作一个等边三角形ABC,先以A为圆心AB为半径逆时针旋转60°,则AB旋转到AC处,再以C为圆心CA为半径逆时针旋转60°,则CA旋转到CB处,再以B为圆心BC为半径逆时针旋转60°,则BC旋转到BA处,这时扫过的面积是三段圆弧围成的图形,如图,
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这个面积怎么算呢,可以先算等边三角形的面积,再算出一段圆弧和一条边组成的图形(叫弓形)的面积,然后乘以3就是了,那么这个弓形的面积怎么算呢?可以先算一个60°的扇形面积再减去等边三角形的面积就是了。即:
这个面积又比情况2时小一些(上面这个胖的三角形有个学术名称:莱洛三角形,在九年级数学下册习题里面有这个图形面积计算),那这个面积还能不能更小呢?当然可以,在这里本文就不继续探讨下去了,有兴趣的同学可以继续查找资料探索下去。
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