列夫·托尔斯泰的短篇小说《一个人需要许多土地吗?》中有这样一段内容,我们以这段内容为开头,你不要奇怪,很快你就会知道这样做的意义了。
帕霍姆问道:“价钱多少?”
“我们这里的价钱都是一天一千卢布。”
帕霍姆没听明白:“按天算?这是什么计算方法,那么一天是多少俄顷[1]呀?”
那个人说:“这个账我们可不知道。我们这里都是按天要价,一天里你圈的地不管有多少,都是一千卢布。”
帕霍姆很奇怪地说:“可是,你要知道,一天能圈很多地的。”
酋长哈哈大笑着说:“那就全归你,只是如果你在一天之内赶不回出发点,你的钱就全扔了。”
帕霍问:“那我走过的地方怎么标明?”
“我们会在你看中的地方站着,你拿着耙子去圈地,有相中的地方就在地上挖个小坑,在小坑里扔块草皮,我们沿着你的记号挖出地界来,不管你画的圈有多大,只要你能在太阳下山之前回到出发地,那么你圈过的地就都归你了。”
巴什基尔人约好明天天亮前在这里会合,并在日出前赶到约定地点,然后就散去了。
曙光初现时,他们来到了草原上,酋长用手指给帕霍姆看:“这里所有的地方,都是我们的,你可以随便挑。”
他把帽子摘下来放在地上:“这里就是出发点,你圈完地还要回到这里,圈出来的地都归你了。”
这时,太阳从地平线上升起来了,帕霍姆扛着耙子走向了草原深处。
走了一俄里[2]左右的路时停了下来,在地上做好了记号后继续往前走。
他又走了一段路,又做了个标记,他走了五俄里,这时太阳升起来一会儿了,是吃早饭的时候。
帕霍姆想:“这可是马一口气走的路程,它一天可以走出这样的四段路程,这时回去太早了,我再走五俄里再往回转。”他继续往前走去。
他停下来想了想:“可以了,这次圈的地可真不少,该往回圈了。”于是他做好标记后就往左拐。
往左又走了很远的路,又拐了第二个弯,帕霍姆回头看了看土丘,还能隐约看到土丘上的人,他想:“已经走了两条长的边了,这条边走短一点。”于是又沿着第三条边走去。
这时已经是正午了,可这第三条边才走了两俄里,离起点还有十五俄里呢。他想:“不能再往前走了,哪怕将来这块地不够方正,也必须往回赶了。”于是帕霍姆做好标记后赶紧往土丘走。
帕霍姆向土丘走着,脚步越来越沉重,他想歇一会儿,可是如果停下来歇脚,日落前就赶不回去了,这时太阳已经快要落山了。
帕霍姆撑着身体向前走着,并加快脚步,可是离土丘还很远呢,他跑起来,跑的口干舌燥,汗流浃背,衣服都贴在了身上,心脏在胸膛里像一把锤子在咚咚地敲。
帕霍姆竭尽全力地往回跑着,可太阳马上就要落山了(图12-1)。
图12-1 帕霍姆竭尽全力地往土丘跑着,太阳眼看就要落山了
太阳离天边很近了,好在已经快到出发地了,帕霍姆已经看到了地头上的帽子和坐在地上的酋长。(www.xing528.com)
帕霍姆看到太阳已经从天边开始沉没。他拼了最后一点力气,往土丘上跑,他马上就到了,这时他突然双腿发软,眼前一黑,一下子扑倒在地,双手扑在了帽子上。
酋长叫着:“好样的,小伙子,你这下拥有很多地了。”
一个雇工走过去扶起了帕霍姆,这时帕霍姆猛地吐出了一口鲜血,倒在地上死了……
这个故事的凄惨结局我们不用去想,只探讨它的几何学内容。
题:根据这个故事中提供的数据,可不可以计算出帕霍姆一共圈了多少平方俄里的地?这个题目看上去很难,其实解法很简单。
解:再认真地读一遍这篇故事,把故事中几何方面的数据记录下来,你就可以看出,我们依靠这些数据足以解出这道题。还能把帕霍姆所圈的土地画成平面图。
从故事中的数据得知,帕霍姆圈地的形状是一个四角形。
关于第一条边的内容是这样的:
“走了五俄里……我再走五俄里再向左拐……”
也就是说,这个四角形的第一条边约为10俄里。
关于第二条边,故事中并没有提到关于它边长的具体数字,只知道它与第一条边是直角关系。
而第三条边和第二条边也是垂直的,它的长度在故事中也有表示:“可第三条边才走了两俄里。”
第四条边的长度故事中直接给出了:“距离起点还有十五俄里呢[3]。”
由这些数据,我们就可以画出帕霍姆圈出的那块地的平面图(图12-2)。在这个四角形ABCD中,AB=10俄里,CD=2俄里,AD=15俄里,角B和角C都是直角,向AB作垂线DE,就可以计算出BC的边长x(图12-3)。三角形ADE中,已知直角边AE=8俄里,AD=15俄里,那么ED=≈13,即约13俄里。所以第二条边约为13俄里,这时就看出是帕霍姆的计算错误,他认为第二条边比第一条边短。
图12-2 帕霍姆的圈地路线
图12-3 根据四边形边长计算它的面积
现在我们能够把帕霍姆圈地的情形画成图纸,可见托尔斯泰写这篇故事时,眼前一定也有与图12-2类似的图。
现在,ABCD这个梯形的面积可以轻松计算出来了。它是由矩形EBCD和直角三角形AED组成的(图12-3)。面积为:
2×13+×8×13=78平方俄里。
也可以直接由梯形面积公式计算它的面积,结果是一样的:
=78平方俄里。
也就是说,帕霍姆圈了78平方俄里的地,这可真是一大片土地。每一俄顷他只花了0.125卢布,就是12.5戈比。
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