【討論】[徵答]環球城市數學競賽2006秋季賽國中組高級卷第1題


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1.有一個正七邊形與一個正十七邊形,分別畫出他們的外接圓與內接圓。已知在這兩個正多邊形的內接圓與外接圓之間環部分的面積相等,試證這正七邊形的邊長與正十七邊形的邊長相等。

從別的地方找到的

可是不會

聽說是中國大陸的國中

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1.有一個正七邊形與一個正十七邊形,分別畫出他們的外接圓與內接圓。已知在這兩個正多邊形的內接圓與外接圓之間環部分的面積相等,試證這正七邊形的邊長與正十七邊形的邊長相等。

從別的地方找到的

可是不會

聽說是中國大陸的國中

應該是國中的題目沒錯

令θ=π/ 7 , φ=π/ 17 , 正七邊形邊長為r , 正十七邊形邊長為R

正七邊形的外切圓面積=π(r/2sinθ)^2

正七邊形的內切圓面積=π(r/2tanθ)^2

正七邊形間環面積=π(r/2sinθ)^2 -π(r/2tanθ)^2 =(1/4)πr^2

正十七邊形的外切圓面積=π(R/2sinφ)^2

正十七邊形的內切圓面積=π(R/2tanφ)^2

正十七邊形間環面積=π(R/2sinφ)^2 -π(R/2tanφ)^2 =(1/4)πR^2

因為(1/4)πr^2=(1/4)πR^2

所以r = R

不管是幾邊形, 結果都是相同的

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國中有算過一題很有名的證明題

完全不需要用到三角函數

只需要畢氏定理而已:

兩個同心圓

畫一條大圓的割線AB與小圓相切

若AB長為2r

則大小圓間環的面積就是π*r^2

證明的方法就是假設小圓的半徑x

然後用畢氏定理算出大圓半徑和小圓半徑的關係

然後碰碰兩三下就得證了

七邊形這題

如果只看七邊的其中一邊

不就與上面這題一模一樣

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痾..

外接圓的半徑是原心到頂點的連線

內切圓的半徑是原心到邊的中點的連線

假設17邊形邊長2a,七邊形邊長2b

17邊形外接圓半徑R,內切圓半徑R’

7邊形外接圓半徑r,內切圓半徑r’

依題意得等式R^2(Pi) - R'^2(Pi) = r^2(Pi) - r'^2(Pi)

=>(R^2+a^2) - R'^2 = (r^2+b^2) - r'^2

=>a^2 = b^2

=>a = b

所以邊長一樣唷ˇ

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