plr 发表于 2015-4-17 12:56:31

【奥数第7题】2015年4月17日

从昨天开始一直到现在都有事, 没时间弄昨天的答案。稍后给出昨天题目的答案, 下面先给出的今天的问题。

求证:任何一个平面四边形, 都可以在内部添加若干线段, 使得四边形被分成9个区域, 且每个区域都是等腰三角形围成的。

北大侠客行MUD,中国最好的MUD

all 发表于 2015-4-17 14:03:43

(1)任何一个四边形都可以分成2个三角形。
(2)任何一个三角形都可以分成2个直角三角形。=>任何一个四边形都可以分成4个直角三角形。
(3)任何一个直角三角形都可以分成2个或3个等腰三角形。=>把四边形中的1个直角三角形分成3个等腰三角形,其他3个各分成2个等腰三角形,共9个等腰三角形。

plr 发表于 2015-4-17 14:16:07

回复 2# all

任何一个直角三角形都可以分成2个或3个等腰三角形。

这句话是什么意思?从上下文来看应该理解为
(1)任何一个直角三角形都可以分成2个等腰三角形。
(2)任何一个直角三角形都可以分成3个等腰三角形。
问题(1)好证, 问题(2)能证明吗?

all 发表于 2015-4-17 14:25:49

回复 3# plr
就是这个意思。

xiaocao 发表于 2015-4-17 14:36:38

回复 3# plr


把一个四边形分成2个三角形
把第一个三角形分成2个直角三角形
取中点和直角连线可以分成4个等腰三角形
把第二个三角形分成一个等腰三角形和一个三角形(只要在长边去一个和短边一样的线段相连就行了)
剩下的一个三角形,重复上面步骤分成4个等腰三角形
9个,搞定!

plr 发表于 2015-4-17 14:39:39

回复 5# xiaocao

把一个四边形分成2个三角形
把第一个三角形分成2个直角三角形
取中点和直角连线可以分成4个等腰三角形
把第二个三角形分成一个等腰三角形和一个三角形(只要在长边去一个和短边一样的线段相连就行了)(*)
剩下的一个三角形,重复上面步骤分成4个等腰三角形
9个,搞定!



哇,厉害! 但是万一加(*)处分不成呢?

all 发表于 2015-4-17 14:54:21

本帖最后由 all 于 2015-4-17 02:57 PM 编辑

证明:
(1)任何一个四边形都可以分成2个三角形。
选3个顶点,组成一个三角形,如果第4个顶点位于三角形外,如图a分,如果位于三角形内,如图b分。
(2)任何一个三角形都可以分成2个直角三角形。=>任何一个四边形都可以分成4个直角三角形。
由三角形最大的角的顶点向对边做垂线,由于另外两个角都是锐角,因此一定能分成2个直角三角形,如图c。
(3)任何一个直角三角形都可以分成2个或3个等腰三角形。=>把四边形中的1个直角三角形分成3个等腰三角形,其他3个各分成2个等腰三角形,共9个等腰三角形。
分成2个等腰三角形:作一个直角边的垂直平分线,与斜边有一交点,连接该点和直角顶点,则可以分成2个等腰三角形,如图d。
分成3个等腰三角形:
    如果是等腰直角三角形,则按图e分成的2个三角形都是等腰直角三角形,把其中一个再分成2个等腰三角形即可。
    如果两直角边不等,那么作斜边的垂直平分线,则与长的直角边有一交点,如图f,可分成1个等腰三角形和1个直角三角形,再把直角三角形分成2个等腰三角形。
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