57 школа, 8 класс
15 декабря 2000 г.

Прямоугольники и квадраты

    Прямоугольники (a на b) и (c на d) называются подобными, если  a/b = c/d.

  1. Лист писчей бумаги (формата А4) обладает интересным свойством. Если сложить этот лист пополам (сгиб параллелен короткой стороне), то полученный прямоугольник будет подобен исходному. Найдите отношение длинной стороны к короткой у листа формата А4.

  2. "Прямоугольник золотого сечения" обладает другим интересным свойством. Если разрезать этот прямоугольник на квадрат и прямоугольник, то полученный прямоугольник будет подобен исходному. Найдите отношение длинной стороны к короткой у "прямоугольника золотого сечения".

    Возьмeм произвольный прямоугольник. Разрежем его на квадрат и прямоугольник.
    Квадрат уберeм, а прямоугольник снова разрежем на квадрат и прямоугольник.
    Квадрат уберeм, и так далее...

  3. Пусть стороны исходного прямоугольника равнялись
         а) 12 и 31      б)      366 и 2000      в)      3/5 и 4/9       г)      12/7 и 366/17.
    На какие квадраты окажется в конце концов разрезан этот прямоугольник?

    По ходу отрезания квадратов от прямоугольника можно выписать "цепную" последовательность этого прямоугольника. Первое число в этой последовательности — количество квадратов наибольшего размера, второе — количество квадратов следующего размера, и так далее...

  4. Выпишите цепные последовательности для прямоугольников из задачи 3.

  5. Какова цепная последовательность прямоугольника (u2000 на u2001)?

  6. Верно ли, что у подобных прямоугольников совпадают цепные последовательности?

  7. Выпишите цепные последовательности для прямоугольников из задач 2 и 1.

  8. а) Пусть стороны исходного прямоугольника — целые числа. Можно ли утверждать, что процесс отрезания квадратов обязательно закончится?
    б) Тот же вопрос для прямоугольника с рациональными сторонами. (Число называется рациональным, если оно равно отношению двух целых чисел)

  9. Пусть стороны исходного прямоугольника равнялись а и b, и пусть процесс отрезания
    квадратов закончился на квадрате со стороной d. Докажите, что:
    а) прямоугольник (a на b) можно разрезать на одинаковые квадраты со стороной d.
    б) если прямоугольник (a на b) можно разрезать на одинаковые квадратики (h на h), то и квадрат (d на d) можно разрезать на квадратики (h на h).

  10. Докажите, что процесс отрезания квадратов от прямоугольника (a на b) закончится в том и только том случае, если a/b рационально.