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【趣味数学题】希波克拉底月牙形

2021-09-21 13:35 作者:AoiSTZ23  | 我要投稿

郑涛(Tao Steven Zheng)著

【问题】

希波克拉底Hippocrates of Chios,约公元前470年-约公元前410年)古希腊数学家,出生于希俄斯岛Chios)。致力于化圆为方和“立方倍积”等经典几何问题的研究。“希波克拉底月牙形” 来自希波克拉底所研究的“化圆为方”问题。设 X 为月牙形的面积(橙色阴影区域),Y 为直角三角形的面积(蓝色阴影区域)。这两个区域的面积比率是多少?

【题解】

 X 为月牙形的面积、 Y%20 为直角三角形 ABO 的面积。  因为直角三角形 ABO 是等腰三角形,所以 AO%20%3D%20BO%20%3D%20r  和  AB%20%3D%20%5Csqrt%7B2%7Dr

直角三角形 ABO 的面积:

Y%20%3D%20%5Cfrac%7Br%5E2%7D%7B2%7D


月牙形的面积等于直径 AB 的半圆减去夹在月牙形与直角三角形之间的无阴影区域:

X%3D%5Cfrac%7B%5Cpi%20r%5E2%7D%7B4%7D-%5Cleft(%5Cfrac%7B%5Cpi%20r%5E2%7D%7B4%7D-%5Cfrac%7Br%5E2%7D%7B2%7D%20%5Cright)

X%20%3D%20%5Cfrac%7Br%5E2%7D%7B2%7D

这能证明 X%3DY, 所以 X%3AY%3D1%3A1




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