Một hình chữ nhật có chiều dài gấp đôi chiều rộng. Hãy cắt và ghép lại thành một hình vuông có diện tích tương đương.
Problem Analysis
Problem Summary
Cho hình chữ nhật có chiều dài gấp đôi chiều rộng. Cần cắt hình chữ nhật đó rồi ghép lại thành một hình vuông có diện tích bằng diện tích ban đầu.
Required Knowledge
Diện tích hình chữ nhật bằng chiều dài nhân chiều rộng. Diện tích hình vuông bằng cạnh nhân cạnh. Khi ghép lại, tổng diện tích các mảnh không đổi, nên diện tích hình vuông bằng diện tích hình chữ nhật ban đầu.
Solution Method
Gọi chiều rộng hình chữ nhật là a, thì chiều dài là 2a. Diện tích hình chữ nhật = 2a × a = 2a². Hình vuông cần tạo có diện tích 2a², tức cạnh bằng a√2. Cách ghép: kẻ hai đường chéo trên hình chữ nhật để chia thành 4 tam giác bằng nhau, sau đó xoay và ghép 4 tam giác đó lại thành hình vuông.
Real-world Application
Khi em có một tờ giấy hình chữ nhật chiều dài gấp đôi chiều rộng, em có thể cắt và ghép lại thành tờ giấy hình vuông để gấp origami mà không lãng phí giấy không?
Hints (0/3)
Hint 1:
Gọi chiều rộng hình chữ nhật là a, thì chiều dài là 2a. Tính diện tích hình chữ nhật, sau đó tìm cạnh của hình vuông cần tạo ra.
Hint 2:
Thử kẻ hai đường từ tâm hình chữ nhật đến các góc. Em sẽ chia được hình chữ nhật thành 4 tam giác bằng nhau. Quan sát xem 4 tam giác đó có thể ghép lại theo cách nào để tạo thành hình vuông.
Hint 3:
Đặt 4 tam giác sao cho các đỉnh góc nhọn dài nhất gặp nhau ở tâm, các cạnh huyền tạo thành 4 cạnh ngoài. Em sẽ thu được một hình vuông có diện tích bằng hình chữ nhật ban đầu.
Detailed solution
Cắt hình chữ nhật thành 4 tam giác bằng nhau bằng cách kẻ hai đường từ tâm hình chữ nhật đến bốn góc:
Sau đó ghép 4 tam giác lại theo cách đặt các cạnh huyền ra ngoài, thu được hình vuông như sau:
Vì chỉ cắt rồi ghép lại, tổng diện tích các mảnh không thay đổi, nên hình vuông thu được có diện tích đúng bằng diện tích hình chữ nhật ban đầu.