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許多謎題書籍中都會(huì)有一些謎題是要將一種形狀分割成至少幾部分,再重新
組合出其他形狀。典型的謎題是將希臘十字形分成4 部分而重新組合成1 個(gè)正方
形,如圖1 所示。如果十字形是由5 個(gè)單位正方形所組成,則十字形變形之后得
到的正方形也應(yīng)具有相當(dāng)于5 個(gè)平方單位的面積。
此謎題的兩種答案如圖2 與圖3 所示,但到底是如何完成的呢?
運(yùn)用鑲嵌圖案的方法可以得到一種答案,如圖4 所示。將希臘十字形排列成
鑲嵌圖案,然后連接相鄰十字形的中心,可形成面積為5 平方單位的正方形鑲嵌
圖案。
這樣即可清楚地看出如何由十字形分割出組成斜線部分正方形的4 個(gè)部分。
斜線部分正方形的邊長為單位,也就是2 ×1 長方形的對(duì)角線長,利用勾股
定理很容易求出這個(gè)值,如圖5 所示。
那么就可以在十字形的鑲嵌圖案上移動(dòng)位置,即可得到如圖3 所示的另一種
答案。
畫出一個(gè)十字形的鑲嵌圖案(最好是用方格紙),然后將對(duì)應(yīng)于圖3 的正方
形鑲嵌圖案置于其上。
運(yùn)用鑲嵌圖案的方法,將圖6 所示的3 種形狀分割成能夠重新組合成正方形
的部分。
另一種分割謎題是以圖6 中的H 形為基礎(chǔ),要將之分割成4 個(gè)相同的部分而
能重組成兩個(gè)H 形。
如果一個(gè)長方形能用一條直線分割為兩個(gè)部分,同時(shí)這兩個(gè)部分能組成一個(gè)
正方形,那么這究竟是個(gè)怎樣的長方形呢?
已知一長方形邊長為16cm與9cm ,試證明可將此長方形分成能夠組合在一起
形成正方形的兩個(gè)部分(圖7 )。
到目前為止的分割問題都是與轉(zhuǎn)換成正方形的形狀有關(guān),但由著名的美國謎
題家羅以德(Sam Loyd)所提出的一個(gè)分割問題即是從正方形開始,以圖8 所示
的一個(gè)分割正方形開始,要求設(shè)法將5 個(gè)部分重新組合為:
(1 )一個(gè)長方形;
(2 )一個(gè)直角三角形;
(3 )一個(gè)平行四邊形;
(4 )一個(gè)希臘十字形。
在畫這個(gè)分割圖形時(shí),請(qǐng)?zhí)貏e注意正方形內(nèi)的每一條直線,如果將它們延長,
都會(huì)通過頂點(diǎn)與正方形一邊的中點(diǎn)。
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