Question

△ABC是一张等腰直角三角形纸板，∠C=Rt∠，AC=BC=2，(1)要在这张纸板中剪出一个尽可能大的正方形，有甲、乙两种剪法(如图1)，比较甲．乙两种剪法，哪种剪法所得的正方形面积大？请说明理由。

(2)图1中甲种剪法称为第1次剪取，记所得正方形面积为；按照甲种剪法，在余下的△ADE和△BDF中，分别剪取正方形，得到两个相同的正方形，称为第2次剪取，并记这两个正方形面积和为(如图2)，则；再在余下的四个三角形中，用同样方法分别剪取正方形，得到四个相同的正方形，称为第3次剪取，并记这四个正方形面积和为，继续操作下去……，则第10次剪取时，；

(3)求第10次剪取后，余下的所有小三角形的面积之和。

 

Answer 1

【答案】

（1）甲种剪法所得的正方形面积更大，理由见解析(2) ，(3)

【解析】（1）解法1：如图甲，由题意，得AE=DE=EC，即EC=1，S_{正方形CFDE}=1²=1

如图乙，设MN=x，则由题意，得AM=MQ=PN=NB=MN=x，

∴，

解得

∴

又∵

∴甲种剪法所得的正方形面积更大．

说明：图甲可另解为：由题意得点D、E、F分别为AB、AC、BC的中点，S_{正方形OFDE}=1．

解法2：如图甲，由题意得AE=DE=EC，即EC=1，

如图乙，设MN=x，则由题意得AM=MQ=QP=PN=NB=MN=x，

则，

解得，

又∵，即EC＞MN．

∴甲种剪法所得的正方形面积更大．

（2），．

（3）解法1：探索规律可知：

剩余三角形面积和为2﹣（S₁+S₂+…+S₁₀）=2﹣（1++…+）=

解法2：由题意可知，

第一次剪取后剩余三角形面积和为2﹣S₁=1=S₁

第二次剪取后剩余三角形面积和为，

第三次剪取后剩余三角形面积和为，

…

第十次剪取后剩余三角形面积和为．

（1）分别求出甲、乙两种剪法所得的正方形面积，进行比较即可；

（2）按图1中甲种剪法，可知后一个三角形的面积是前一个三角形的面积的，依此可知结果；

（3）探索规律可知：，依此规律可得第10次剪取后，余下的所有小三角形的面积之和．