求证,有人做出来加100分,决不食言.周长相等的平面图形中原的面积最大
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/24 09:02:07
求证,有人做出来加100分,决不食言.周长相等的平面图形中原的面积最大
求证,有人做出来加100分,决不食言.
周长相等的平面图形中原的面积最大
求证,有人做出来加100分,决不食言.周长相等的平面图形中原的面积最大
等长的曲线围成面积最大的图形是圆.
(Steiner解法)
1 周长一定的封闭曲线中,如果围成的面积最大,则必为凸图形.
若为该图形凹,可任作一条与曲线凹进部分有两个交点的直线,作该曲线在两交点间一段弧的对称曲线,则可得一个与之等周且面积更大的图形.
2 周长一定的面积最大的封闭曲线中,如果点A、B平分其周长,则弦AB平分其面积.
若AB不平分其面积,则该图形必有在AB某一侧面积较大,如图,不妨设N>M,则去掉M作N的关于AB的对称图形N’,则由N、N’组成的图形周长与原来的相等,但面积更大.
3对于既平分周长与又平分面积的弦AB,只考虑该图形在AB的任一侧的一半,若C为此段弧上任一点,则ACB=90.否则可把此图形划分为三块M、N、P,只须改变ACB的大小,使ACB=90,则M、N的面积不变,而P的面积变大.
这说明,此半段曲线必为半圆,从而另一半也是半圆.
经典解法,顶上:同时补上图.帮助理解下第三条:
这里的改变角ACB的大小,指的是c点不动,改变M,N所在的扇面.
调整的过程中改变的是AB的长短,其他没有变.到<ACB为90度为止.
这是,M,N不变,P的大小为:BC×AC/2,取得了最大的面积.
第一次看到这个做法,在看第三条时卡了1会,主要是改变方法不对,觉得不适用于椭圆.后明白,特此补充.
S圆=(周长/2pai)平方*pai=周长平方/4pai
S正=(周长/4)平方=周长平方/16
S三=无法确定
因为4派小于16 故S圆大于S正
而S正一般来说都大于S三
试解一下,设这个周长为2
矩形(不包括正方形):长+宽=1,设长为X,那么宽为1-X,面积为X-X2
正方形:边长为0.5所以面积为0.25
此时将矩形的面积式子代入一组符合条件的数,例如0.6与0.4(0.24)0.7与0.3(0.21),最后发现不管是什么数都要比正方形所得的0.25要小,所以周长相同时正方形面积比长方形大
再看圆与正方形
圆周长公式为C...
全部展开
试解一下,设这个周长为2
矩形(不包括正方形):长+宽=1,设长为X,那么宽为1-X,面积为X-X2
正方形:边长为0.5所以面积为0.25
此时将矩形的面积式子代入一组符合条件的数,例如0.6与0.4(0.24)0.7与0.3(0.21),最后发现不管是什么数都要比正方形所得的0.25要小,所以周长相同时正方形面积比长方形大
再看圆与正方形
圆周长公式为C=πd,即2πr,所以2πr=2,πr=1,r=1/π,圆面积公式为S=πr2,那么将r=1/π代入,S=π*(1/π2)最后得S=1/π,又因为正方形面积为0.25即1/4,那么4>π,在分数中分母越大数值越小,所以圆面积要比正方形大
其他的三角形,平行四边形什么的,大不过长方形,所以就省略了
收起
证明过程非常复杂(要证明N多边形,又要证明封闭曲线中圆面积最大),反正等周长时圆的面积最大,记住就好
这个题实际上相当不好做
需要进行导数是否存在的讨论
《数学分析习题课讲义》这本书里有导数存在时的证法,相当复杂
好难!只是说平面图形。那形状就复杂了呀!
等长的曲线围成面积最大的图形是圆.
(Steiner解法)
1° 周长一定的封闭曲线中,如果围成的面积最大,则必为凸图形.
若为该图形凹,可任作一条与曲线凹进部分有两个交点的直线,作该曲线在两交点间一段弧的对称曲线,则可得一个与之等周且面积更大的图形.
2° 周长一定的面积最大的封闭曲线中,如果点A、B平分其周长,则弦AB平分其面积.
若AB不平分...
全部展开
等长的曲线围成面积最大的图形是圆.
(Steiner解法)
1° 周长一定的封闭曲线中,如果围成的面积最大,则必为凸图形.
若为该图形凹,可任作一条与曲线凹进部分有两个交点的直线,作该曲线在两交点间一段弧的对称曲线,则可得一个与之等周且面积更大的图形.
2° 周长一定的面积最大的封闭曲线中,如果点A、B平分其周长,则弦AB平分其面积.
若AB不平分其面积,则该图形必有在AB某一侧面积较大,如图,不妨设N>M,则去掉M作N的关于AB的对称图形N’,则由N、N’组成的图形周长与原来的相等,但面积更大.
3°对于既平分周长与又平分面积的弦AB,只考虑该图形在AB的任一侧的一半,若C为此段弧上任一点,则∠ACB=90°.否则可把此图形划分为三块M、N、P,只须改变∠ACB的大小,使∠ACB=90°,则M、N的面积不变,而P的面积变大.
这说明,此半段曲线必为半圆,从而另一半也是半圆.
收起
很好证明:
采用逐步证明法:
假设周长为C的某图形T,T面积最大.
1.T至少具有1条对称轴.
假设T没有对称轴,假设一条直线将T分成面积相等的T1,T2两部分.将T1和T1的镜面对称拼在一起构成的图形具有对称轴且和T面积相等.这与T无对称轴矛盾.
2.T至少具有2条对称轴.
假设T只有一条对称轴,假设一条非对称轴的直线将T分成面积相等的...
全部展开
很好证明:
采用逐步证明法:
假设周长为C的某图形T,T面积最大.
1.T至少具有1条对称轴.
假设T没有对称轴,假设一条直线将T分成面积相等的T1,T2两部分.将T1和T1的镜面对称拼在一起构成的图形具有对称轴且和T面积相等.这与T无对称轴矛盾.
2.T至少具有2条对称轴.
假设T只有一条对称轴,假设一条非对称轴的直线将T分成面积相等的T1,T2两部分.将T1和T1的镜面对称拼在一起构成的图形具有两条对称轴且和T面积相等.这与T只有一条对称轴矛盾.
...
3.T具有无穷多条对称轴
依然反证法
因此T是圆形.
收起
设周长a,正n边行面积a^2/[4n*tan(180/n)],圆面积a^2/4pai,要证明圆面积最大,就证明pai
全部展开
设周长a,正n边行面积a^2/[4n*tan(180/n)],圆面积a^2/4pai,要证明圆面积最大,就证明pai
收起
今天中午参观了新建的博中高速公路 极尽奢侈的水泥路 两旁被挖出红色泥土的山体骨架耸然
圆形