此前在微头条发布了一道六年级数学竞赛难题:仅周长及斜边已知直角三角形的面积公式,咋求三角形三角形面积!班上只有极个别同学会做!多数认为没学过、严重超纲,非使用勾股定理不可!
数学竞赛题,【贝笑题集】第426题:如图一,
图一
直角三角形周长为24,斜边长为10,求其面积。
适用知识:拼图!
有超纲嫌疑的知识:简单勾股数!
超纲知识:勾股定理,二元二次方程,平方和公式!
关于简单勾股数与勾股定理的区别,不再赘述!
本文将给出三种不同解析方法!
一、超纲解析:勾股定理+二元二次方程或平方和公式
①将两直角边长分别记为a和b,如图二
图二
②由勾股定理可得a²+b²=100。由周长为24可得a+b=24-10=14。
③求解二元二次方程:把b=14-a代入a²+b²=100,将二元二次方程转化为一元二次方程:a²-14a+48=0。求得a=6或8,从而直角三角形面积等于ab/2=24。
或
④由③及平方和公式可得2ab=(a+b)²-a²-b²=196-100=96,从而直角三角形面积等于ab/2=24。
二、有超纲嫌疑的解析:简单勾股数+枚举或构造
①将两直角边和14分拆为自然数和:1与13,2与12,3与11,4与10,5与9,6与8,7与7。
②弦为10简单勾股数只有:6与8。
③由①及②可知简单勾股数(6、8、10)符合题意,如图三
图三
故直角三角形面积等于ab/2=24。
注:解析二只能说明直角边长6与8是唯一自然数解,尽管事实上也是唯一实数解,但由于采用构造性求解,无法说明或证明其实数解的唯一性。
三、不超纲解析:拼图法
①用4个相同直角三角形拼成一个边长为14的正方形,内含一个以斜边为边长的小正方形。如图四
图四
②拼图规则:任意两个三角形的短直角边与长直角交替拼在一条直线上!
③所求直角三角形的面积,恰好为图三中大小正方形面积差的1/4,即(14²-10²)÷4=24!
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