生活中的数学题
如果一个长方形已知长宽比和对角线长度,就可以用勾股定理和比例式计算出它的长和宽,并得到面积。
举个例子,平板电视机屏幕是15:8,对角线长度是50英寸,求电视机屏幕的长和宽各是多少?
先用勾股定理计算,如果两条直角边长度分别是15个单位和8个单位,那么斜边的长度是多少个单位?
熟悉勾股形的同学不用算,张口就报出答案:17。回答正确。列比例式计算长和宽:
50:17=x:15=y:8
解比例式,得
x=50×15÷17=44.117647
y=50×8÷17=23.529412
谈谈斜率
问题来了,电视机厂商为什么告诉你长宽比和对角线的长度,而不告诉你长和宽?
其实,厂商告诉你长宽比,就是告诉你对角线的斜率,这个参数决定了屏幕的形状。再告诉你对角线的长度,就确定了长方形的面积。
斜率是一个非常重要的数学概念。一次函数y=kx+b的图像是一条直线。b是直线在y轴上的截距,如果b=0,那么直线通过原点,截距为0。k就是斜率。
我曾经问过一位同学,正比例函数y=x的斜率是多少?这位同学居然回答不知道。看来同学没有掌握斜率的概念。
正比例函数y=x的斜率是1,它的图像可以看作正方形的对角线,通过原点,与x轴的夹角为45°。直线上任意一点的横坐标和纵坐标都相等。
y=x为什么不写成y=1x+0?因为数学的语言追求简洁而不是啰嗦。因为x=y,所以y:x=1,所以斜率k=1。
一个正比例函数的图像上有一个点的坐标是(1,2),请写出函数的解析式。
因为是正比例函数,所以解析式为y=kx,根据题目给出的坐标,斜率k=2:1=2,所以,解析式为:y=2x
因为正比例函数的图像通过原点,两点确定一条直线,所以能够求出斜率。
对于一次函数的图像,知道了两点的坐标,就能够求出直线的斜率。
已知直线y=kx+b上任意两点的坐标,就可以用下面的公式求出斜率:
图片
举个例子。一条直线通过两点(-2,0)和(3,5),求它的斜率。
把两点坐标代入上面的公式计算,所求斜率为1。
学习了三角函数后,我们对斜率有了更为深入的认识和理解。
直线y=kx+b和通过原点的直线y=kx平行,所以它们和x轴的正方形向形成的两个交角相等(同位角)。设直线y=kx和横轴的交角是α,那么
图片
这样一来,直线的斜率就有了更明确的意义,就是:“直线和横轴的交角的正切,叫做这直线的斜率。”
微博上有个账号叫库库数学,做了一个在棋盘格上打高尔夫球的游戏。你只需要在函数解析式填入合适的斜率,球员就能够准确地一杆进洞。如果你填入错误的斜率,也能够看到高尔夫球的运行轨迹,与目标的偏差有多大,迅速得到反馈。这个有趣的游戏可以检验你对斜率的理解是否正确。
说完了长方形的对角线,再顺便提一下正方形的对角线。
正方形边长为a,对角线为f,则f=√2a(对角线长度是边长的√2倍),面积s=a²=½f²
面积之谜
接下来我们来看一道几何计算题。有了前面的铺垫,这道题目的难度就大大降低了。
图片
如图,四边形ABCD为正方形,E为正方形外的一点,分别连接EB、EA、EC,已知:EB=12cm,△AEB的面积为90cm²,△EBC的面积为48cm²,求正方形ABCD的面积是多少?
请大家思考一下,再揭晓答案。
解析:
EB可以看作长方形的对角线,题目告诉你两个三角形的面积,因为这两个三角形底边相等(都等于正方形的边长),所以可以得到长方形的长宽比。前面我们已经知道,我们可以根据题目条件求出长方形的长和宽。
两个三角形的面积之比等于它们以正方形边长为底边的高之比。换句话说就是,以EB为对角线的长方形的长宽比是90:48,化简为15:8,所以长方形的长和宽分别是180/17和96/17。
因为三角形的面积,底和高这三个量可以知二求一,所以,我们可以求出正方形的边长。知道了正方形的边长a,面积s=a²,这道题就可以收工了。我们求出正方形边长为17,
所以正方形面积为
17²=(a+b)²=(a-b)²+4ab
=(10+7)²=289
你做对了吗?