绝妙二等分
2023-06-07曾洪根
曾洪根
周末,木木过生日,小小来给他庆祝。木木端上来一个长方体形状的生日蛋糕,说:“咱俩一刀下去,把蛋糕平分了,一人一半。”“这还不简单!”小小拿起刀开始切。
把一个长方体形状的蛋糕平分成两块,大多数人都会觉得很简单,能立马给出四种不同的分法。
这四种分法有一个共同点:它们的分割线都会经过同一个点。这个点就是蛋糕表面矩形的中心点。只要通过中心点,无论怎么作直线,我们都能把表面矩形二等分。
那么,如果给你的是这样一个不规则的六边形蛋糕,你会怎样平分它?
有趣的平分
乍一看,上面的方法似乎不再适用了。但是仔细一想,这个蛋糕表面的六边形可以看成是两个矩形的组合图形,而且每个矩形的中心点可以通过它们的对角线找到。既然只要通过中心点作线就能将一个矩形二等分,那么我们不妨这样作图,如图3所示。
首先将蛋糕表面的六边形分成两个矩形,再利用矩形的对角线分别找出它们的中心点。最后,只要用直线连接两个矩形的中心点,就能将六边形二等分了。所以,只要沿着直线切开,就能平分蛋糕。
但是,并不是所有類似形状的六边形都可以用这种方法来二等分。如果需要二等分的六边形蛋糕如图4所示,而你还是照图3的方法去分的话,就会闹出笑话啦。瞧,如果把图4的蛋糕表面的六边形看成是两个矩形的组合图形,分别找出它们的中心点并连线,那么这条直线将会把六边形蛋糕分成三块而不是两块,如图5所示。
这完全违背了“图形二等分”的要求,是一种错误的分法。那么,出路在何方呢?俗话说:“山不转水转。”我们不妨这样想:既然不能把图4的蛋糕表面的六边形看成是两个矩形的组合图形,那么能不能把它看成是一个被剪去了一个小矩形的大矩形呢?
我们把图4的蛋糕表面的六边形看成一个被挖去一角的大矩形。这样,新的方法就产生了,如图6所示。用直线连接两个矩形的中心点,就可以将六边形二等分了。因为通过大矩形中心点的所有直线都能把大矩形二等分,而通过被挖去小矩形中心点的直线也能把小矩形本身一分为二,两者一结合,经过两个矩形中心点的直线不是正好把剩下的六边形也二等分了吗?