已知:如图,正方形ABCD
求作:与ABCD等积的黄金矩形
分析:设正方形ABCD边长为a,所求作的矩形长边为x,则短边为(√5-1)/2*x,则:
(√5-1)/2*x ^2=a^2,所以x^2=(√5+1)/2*a^2,即x为(√5+1)/2*a和a的比例中项,可作。
作法:1、作BC中点E,延长AE到F,使EF=EC;
2、以A为圆心AF为半径作弧交AB延长线于G;
3、以AG为直径作半圆,交BC于H;
4、连结AH、GH,在GH上截HI=AH/2,连结AI;
5、在AI上截IJ=AH/2;
6、以AH和AJ为邻边作矩形AKLH则为所求。
证明:由作图可知AE=√5/2*a,AG=AF=(√5+1)/2*a;
由作图可知AH为AG和AB的比例中项,即x^2=AH^2=AG*AB=(√5+1)/2*a^2,AH=√[(√5+1)/2]*a;
再作图可知AI=√5/2*x,AK=AJ=AI-AH/2=(√5-1)/2*x=(√5-1)/2*√[(√5+1)/2]*a;
所以AH与AK成黄金分割,而矩形AKLH面积=AH*AK=√[(√5+1)/2]*a*(√5-1)/2*√[(√5+1)/2]*a=a^2;
所以矩形AKLH就是所求作的矩形。
追问太厉害了,思路非常清晰。那么是否可以将一个正方形剪切成这样的矩形呢?如果能,请写出剪切过程;若不能,请说明理由。好的+20财富值。
追答事实上,这样的变换不仅是等积且是同构的,即是可以从第一个图形剪开拼成第二个图形。(作图不难就不上图了)过点D作DM⊥AH于点M,延长CB交KL于点N。不难证明,Rt△AMD≌Rt△NLH,五边形DMHC≌五边形AKNB,所以只要把正方形ABCD剪开成三块,即可拼成矩形AKLH。
追问很好。你能告诉我你的QQ吗?我还有一些其他问题想与你交流。我的QQ:1242063785.
追答哈哈,说来可笑,我还没有QQ呢。很想学一学,但没有时间。