题目:如图所示,白色部分是两个完全相同的长方形,求两个蓝色矩形的周长之和。
解法一:设而不求
如下图所示,设白色长方形的为x,宽为y,则左下蓝色矩形的长为x,宽为b-y,周长=2x+2(b-y);右上蓝色矩形的长为y,宽为b-x,周长=2y+2(b-x);因此,两个蓝色矩形的周长之和=2x+2(b-y)+2y+2(b-x)=4b。
这也是原题的标准解法,但似乎缺少一点数学的美感。
解法二:动态视角
我们在思考的时候,其实有一个地方是这个问题的关键,就是两个白色长方形相交的那段距离(如下图红色线段所示),如果我们能知道这部分距离,整个计算就是轻而易举的事情。
那么这段距离是多少呢?想象一下,如下图所示,当左上的白色长方形向上平移,与右下白色长方形相交于一点时的情况。
我们发现,这时两个蓝色的矩形就是两个大小不一的正方形,整个图形也是一个正方形(即a=b),两个白色的长方形相交部分为0。
然后,我们让左上的白色长方形复原,两个图形重叠起来看,那么我们显而易见,原先红色的线段长度与黄色线段是一样长的,都等于a-b。这是很关键的一步。有了这一结果,剩下的计算就非常简单了。
两个蓝色矩形的长之和为2a,两个蓝色矩形的宽之和为2×[b-(a-b)]=4b-2a;两者相加等于4b。
这道题目以及解法二的思路最初源于广东黄爱婷女士,我只是用图形重新解释了一遍,希望对小朋友们解题有所启发。