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113學年新莊國中第2次段考數學 第24題 詳解

畢氏樹面積與正方形色紙選用判斷 · 非選 · 題目出處:113 學年度第 1 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立新莊國民中學)

答案金黃色色紙看逐步解析 ↓

題目
布魯諾想裁剪色紙拼貼製作"畢氏樹"來教室佈置。如圖(一),他利用畢氏定理以正方形甲作為起點,以其中一邊為斜邊作一直角三角形,再以直角三角形的兩股為邊分別作正方形乙與丙,重複數次後的形狀好似一棵樹。已知正方形甲的面積為 676cm2676\text{cm}^2,正方形乙的邊長為 10cm10\text{cm}。布魯諾想買一張色紙,裁剪後緊密不重疊地拼貼出圖(一)中灰色區域面積,他發現文具店有三種金色的正方形色紙,顏色與大小(對角線長分別為 24cm24\text{cm}30cm30\text{cm}36cm36\text{cm})如圖(二)所示,哪一種色紙足夠拼貼出灰色區域面積?請說明理由。
圖(一) 是一棵「畢氏樹」,共有 4 個直角三角形(圖上四個直角記號)與 9 個正方形,層級如下:
第 0 層:最下方最大的白色正方形「甲」。
第 1 層:以甲的上邊為斜邊作一個直角三角形,兩股各向外作正方形——右側較小、傾斜放置的白色正方形「乙」,與甲正上方、與甲同寬的白色正方形「丙」。
第 2 層:以丙的上邊為斜邊再作一個直角三角形(直角記號在丙上方正中),兩股各向外作出兩個白色正方形(一個偏左上、一個偏右上)。這兩個是白色的,不是灰色的。
第 3 層:再以那兩個白色正方形各自的外側邊為斜邊,各作一個直角三角形(直角記號分別在左上與右上),每個三角形的兩股各向外作出一個灰色正方形——左邊一組兩個、右邊一組兩個,合計 4 個灰色正方形,位在整張圖的最外層頂端。
甲、乙、丙與第 2 層那兩個正方形都是白色(未上色),只有最外層那 4 個是灰色;甲、乙、丙旁各標有藍色文字「甲」「乙」「丙」。
(灰色的四個是丙的「孫輩」而不是「子輩」——由畢氏定理,第 3 層四個灰色的面積和=第 2 層兩個白色的面積和=丙的面積。)

逐步解析

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答案
金黃色色紙

關鍵觀念:#畢氏定理 #正方形面積 #正方形對角線

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