失落的正方形

附圖,甲直角三角形的頂點分別是A(0,-8)、B(8,-8)、C(-5,-8),乙直角三角形的頂點分別是C(-5,-8)、D(13,-3)、E(13,-5),丙和丁的頂點轉角都是直角,其中F(13,-8)。

圖一


將甲丁重組成下圖,為什麼會少掉一個正方形呢?

圖二

視錯覺使我們誤認組成的圖形是直角三角形,其實甲的斜邊的斜率是3/8,乙的斜邊的斜率是2/5,所以甲斜邊和乙斜邊無法在一直線上。將圖一、圖二疊合如下,定坐標S(0,0)、T(8,3)、U(13,5)、V(5,2),因為ST=VUST//VU,所以STUV是平行四邊形。


圖二和圖一的間隙裂縫是平行四邊形STUV,因為$\vec{ST}$=[8,3],$\vec{SV}$=[5,2],所以平行四邊形STUV的面積等於$\sqrt{|\vec{ST}|^2|\vec{SV}|^2-(\vec{ST}\cdot\vec{SV})^2}$=$\sqrt{73×29-46^2}$=1。間隙STUV的面積等於圖二失落的邊長為1的正方形的面積。

 


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