Cómo dividir una forma de L en cinco partes iguales de la misma forma y tamaño

Aquí hay una prueba de que no se puede hacer:

El área total de la forma dada es 3/4 * L ^ 2, donde L es la longitud de uno de los lados más largos.

El área de cada una de las 5 formas en que la divide debe ser:

3/20 * L ^ 2

Dado que estas formas más pequeñas son solo una versión reducida de la forma más grande, podemos decir que tendrán un área de 3/4 * a ^ 2, donde a es la longitud de uno de los lados “más largos” de la figura más pequeña .

Usando algo de álgebra,

[matemáticas] 3/4 * a ^ 2 = 3/20 * L ^ 2 → a ^ 2 = 1/5 * L ^ 2 [/ matemáticas]

[matemáticas] a ^ 2 = 1/5 * L ^ 2 → a = 1 / \ sqrt {5} * L [/ matemáticas]

Dado que la relación entre “a” y “L” es un número irracional, y las longitudes de los lados de la figura más pequeña son “a” o “a / 2”, no hay forma de dividir equitativamente cualquiera de los lados más largos (longitud L) de la figura más grande, usando los lados de la figura más pequeña.

De hecho, podría unir tantos lados de L en una fila como desee, y poner cualquier combinación de lados de longitud A y (a / 2) en una fila junto a él, y las juntas nunca se alinearían. arriba, no importa cuán lejos llegaste.

Bueno, reorganice la L a un rectángulo de 1.5a por 0.5a.

Luego, corta el rectángulo en 1.5 / 4 por 0.5 partes iguales.

Alternativamente, cada tercio del cuadrado tiene un área de 0.25a ^ 2. La L tiene un área, por lo tanto, de 0.75a ^ 2. Por lo tanto, para dividirlo en 4 piezas iguales, cada pieza debe tener un área de 0.1875a ^ 2 o 3 / 16a ^ 2. Luego, haz cuadrados de raíz (3) / 4 a y tendrás 4 piezas iguales.

ACTUALIZACIÓN: debe ser de 5 piezas.

Bueno, el área de L todavía es 0.75a ^ 2. 5 piezas iguales significa que cada pieza tiene un área de 3 / 20a ^ 2. Luego, haz cuadrados de manera que a = root3 / root20 ~ 0.316a.

tomará reorganizar!

bosquejo apresurado 🙂

editar: me di cuenta de que se supone que no debe reorganizarse, pero está bien porque es imposible.

No puedes La L grande está hecha de tres cuadrados, cada uno de tamaño x por x. Las cinco pequeñas formas de L están formadas por tres cuadrados, cada uno de tamaño y por y. El área de la forma grande debe ser igual al área de las cinco formas pequeñas.

Entonces

[matemáticas] 3 * x ^ 2 = 5 * 3 * y ^ 2 [/ matemáticas]

Lo que significa que

[matemáticas] x ^ 2 = 5 * y ^ 2 [/ matemáticas]

o

[matemáticas] x = \ sqrt {5} * y [/ matemáticas]

Entonces, si los lados de la L pequeña son de longitud entera, los lados de la L grande deben ser surds. Y los lados de la L grande tienen que estar hechos de los lados de la L pequeña. Como no puede agregar enteros y obtener una suma, no puede hacer una L grande a partir de 5 L pequeñas.

Tenga en cuenta que es posible hacer una L grande a partir de 9 L pequeñas desde [math] \ sqrt {9} = 3 [/ math]. También es posible hacer una L grande a partir de 16 L pequeñas y de 25 L pequeñas. Presumiblemente, el patrón continúa, pero no he probado los tamaños más grandes.

En realidad, es posible dividir la forma en 4 formas iguales, no 5, con un cuarto eliminado del cuadrado. Mira la imagen a continuación para ver cómo se hace:

Puede que no parezca exacto, ¡pero este es el método correcto que debe hacerse!

Salud,

Vivek.S

Aquí hay una forma de hacerlo. Cada pieza es de diferente color.
En esta división, sin embargo, cada parte no es una losa continua. Aún así son iguales en tamaño y forma entre sí. Cada pieza se ve así:

Si no le importa que las piezas se superpongan en el área cero, entonces podemos hacer la pieza en una porción conectando con una línea como:
La única región común entre piezas está en una línea en la parte superior. Sin embargo, una línea tiene área cero.