Math Problem Statement

正方形内嵌一个正方形,求这两个正方形面积的比例

Solution

我们假设大正方形的边长为 aa,小正方形的边长为 bb。两个正方形是内嵌的,这意味着小正方形的顶点与大正方形的边中点重合。

要确定这两个正方形的面积比例,我们需要找出 bbaa 的关系。

计算过程:

  1. 大正方形的对角线长度: 对角线=a2\text{对角线} = a\sqrt{2}

  2. 小正方形的对角线长度(同样等于大正方形的一边): 对角线=a\text{对角线} = a

  3. 小正方形边长 bb 与其对角线之间的关系: b2=ab\sqrt{2} = a

  4. 解出小正方形的边长 bbb=a2=a22b = \frac{a}{\sqrt{2}} = \frac{a\sqrt{2}}{2}

  5. 现在计算面积的比例: 大正方形的面积=a2\text{大正方形的面积} = a^2 小正方形的面积=b2=(a22)2=a224=a22\text{小正方形的面积} = b^2 = \left(\frac{a\sqrt{2}}{2}\right)^2 = \frac{a^2 \cdot 2}{4} = \frac{a^2}{2}

  6. 两个正方形面积的比例: 小正方形的面积大正方形的面积=a22a2=12\frac{\text{小正方形的面积}}{\text{大正方形的面积}} = \frac{\frac{a^2}{2}}{a^2} = \frac{1}{2}

因此,这两个正方形的面积比例为 12\frac{1}{2},即小正方形的面积是大正方形面积的一半。

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小提示:在数学中,理解公式的推导过程比记住公式本身更重要。

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