小言_互联网的博客

四棱锥和三棱锥重叠求面数

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下午和小小在小房间看书,期间看到一道很有意思的题目。

直接放知乎链接吧:
https://www.zhihu.com/question/46747265/answer/394916985
这种题目我一般不会去看平台给出的答案,特别是喜欢瞎逼逼抬杠的知乎。知乎只是一个搜罗问题的平台,别指望在上面找到什么有意义的答案。

我把问题重塑一下吧。

  • 有一个等边三棱锥和等边四棱锥,将它们的一个面重合后形成一个新的立体图形,问新的立体图形一共有几个面。

过程如下:

新的图形如下:


如果说要是为了解这个问题,完全没有必要写这么一篇文章,照着公式套用就是了。写这篇文章主要是想要表现一下我的直觉:

  • 我一眼就看出来FE和AB是平行的。

这个结论可以直接导出ABEF共面。

得到这样的结论并不需要什么公式,而是靠对对称的感觉:

  • FE的延长线不会和AB以及CD的延长线同时相交,不然不对称。
  • 想象AC的中点G,BD的中点H,连接FG,EG,GH,EH…
  • FE要么和GH延长线相交,要么与之平行。

既然数学不能靠猜测,那就简单证明一下。

首先,你会发现三角形GEF和三角形EGH是全等(根据边边边定理)的。而FGHE是共面的,且角FGE等于角GEH,根据三角形内角和等于180度,自然得到角FGH和角GHE之和等于180度,同旁内角相等,两直线平行。所以FE和AB平行。

两条相交直线构成一个平面,得到ABEF共面,CDEF共面。

因此答案是5个面。

根本不需要复杂的计算。

也许,定性地分析还有更加简单的方法。

AB和CD相交于无限远处(因为它们平行),而EB和ED相交于E,这是两个极端,那么中间的交点,一定在FE这条和AB,CD平行的线上。三角形AEF是等边三角形,ABEF当然共面了。


Imagine a situation where, in 30 seconds, you could not answer this question and you were killed, would you do it by formula or by intuition?

我选择直觉…然而,关键问题是,你要有知觉啊,啊哈哈。

上去就一大堆公式和推导,这不是解决问题的姿势,这是发现和论证新东西的姿势,但是有多少人拿它来解题呢…


浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。


转载:https://blog.csdn.net/dog250/article/details/102161696
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