哪条长?哪条短?
2021-05-14陈曦
陈曦
鲁星星和钱多多是好朋友,他们经常在一起做作业,也喜欢互相出题考一考对方。
这天,两个人做完作业,鲁星星突然想到一个有趣的题目,就问钱多多:“多多,你看,我在纸上画一条线。如果不把这条线截断,你能让这条线变短吗?”
过了很久,钱多多都没能想出答案:“不能把这条线截断,那把这张纸折一下?”鲁星星坏笑着说:“看我的!”紧接着,鲁星星在这条线下面又画了一条更长的线,然后说:“你看,这样,原来那条线是不是变短了?”
钱多多有种被捉弄的感觉,但又觉得确实有道理。鲁星星的姐姐站在门口,听到了他们的对话,她歪着脑袋,也想出了一道题。
“鲁星星、钱多多,请听题。假设有这样一座城市,它的布局是一个正方形。城里有许多纵横交错的街巷,街巷将城市分成了一个个相等的小正方形。我们要从A处走到B处,哪条路线最短呢?”姐姐在纸上画出了城市的缩略图。
鲁星星和钱多多想了想,分别给出了答案。
鲁星星的路线是沿着这个正方形的两条边,从A到B,即左图中的蓝色路线。
钱多多给出了不一样的路线,即下图中的红色路线。
钱多多说:“两点之间的线段最短,但是如果没有线段,那最接近对角线的路线应该是最短的。”
鲁星星不服气地噘着嘴说:“为什么?”
钱多多在纸上画了个三角形,说:“因为三角形的三边边长的关系定理。三角形的任意兩边之和都大于第三边。因此,我的路线肯定比你的短。”
鲁星星又看了看纸上的图,说:“如果没有街巷将城市分成相等的小正方形,那你的路线肯定比我的短。可是现在,你绕了这么多的路,谁长谁短可说不定。”
姐姐在一旁提醒道:“你们两个再好好看看图。”
钱多多和鲁星星盯着图看了半天。突然,两个人同时发现了秘密,抬起头来异口同声地说:“一样长!”
“没错,如果以小正方形的边长为一个单位,你们两人的路线其实都是18个边长。哈哈,你们都上当了!”姐姐在一旁大声地笑着。
这一次,轮到鲁星星有种被捉弄的感觉,他觉得有些不太对劲。鲁星星不服气地说:“姐姐,你的城市模型也太理想化了,哪有这样的街道,能正好把城市分成相同的正方形?”
姐姐点点头,表示赞同:“你说得没错,但是除了这个方面,其实这道题还有一个条件需要考虑——街巷的宽度。理论上你们两个设计的路线一样长,可一旦考虑到街巷的宽度,多多的这条路线就会更短一些。”
钱多多和鲁星星的眼神都有些迷茫,感觉摸不着头脑。
姐姐在纸上画了起来,解释道:“路面越宽,多多的路线就可以越直,走的路线也越短。像我画的这条线,就比折线要短了。”
钱多多和鲁星星两人恍然大悟,原来路线的长短里还藏着这么多学问呢。
长和短原本就是相对的,现实生活中很多因素都会影响到长短比较的结果。这也提醒我们,生活经验的积累在数学的分析、应用中具有重要的实际意义。