为什么井盖是圆形而不是方形,为什么井盖是圆的而不是方形的呢

首页 > 生活 > 作者:YD1662024-11-15 12:57:14

正方形边长与对角线关系


那我们换成矩形呢?其实是一样的啊,因为勾股定理存在,对角线的长度适中都会比任何一个边要长。所以矩形也可以完全不触碰井盖边缘就落进井底。

这个时候我们尝试了三角形,正方形,接下来,我们再来考察一下正五边形。有了前面两种情况的分析,我们发现,井盖是否能够落入井口的根本原因是对角线与高的长度关系。因此我们不必再做实验进行分析,我们画出正五边形来,通过理论来计算一下正五边形对角线和高的关系。


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正五边形


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正五边形对角线与高 的关系


通过对正五边形的考察,从一开始我们列出的等式可以发现这个问题的本质,我们发现,当边的数量越多时,对角线和高就越接近。

当高与对角线的长度差距越大时,越容易掉落井口里,因为在落下的过程中,可以翻转的角度和空间越多。当高与对角线的长度逐渐逼近时,此时在落下的过程中,翻转角度就显得不是那么容易实现了。


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推广到无穷多边形时,满足条件的井盖自然是圆形的


于是,我们很自然地推广到,当边数无穷大的时候,也就是圆时,此时,高和对角线会越来越接近,到最后就分不清多边形的高和对角线了。因此我们无论怎么翻转圆形井盖,圆始终都会与井盖牢牢卡住,从而掉不进去。

那么现在问题来了,是不是只有圆形井盖落不到井口下面去?当然不是,圆形并不是能否掉落井盖的根本原因,根本原因在于那句话。

只要在翻转图形的过程中,图形宽度始终保持一致即可。

圆形在任何角度上观察,图形占据的宽度都是相同的,这样就导致了圆形在下落过程中,翻转动作以规避井口的操作无效。我们把这种性质叫作等宽性,只要我们能再找出一种满足等宽性的图形,那就可以新发明一种“井盖”了。


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