趙維坤
今天,我們來研究A4紙中蘊(yùn)藏的數(shù)學(xué)知識。A4紙的形狀是長方形,其核心問題是長與寬之間的數(shù)量關(guān)系。長與寬的和是半周長,長與寬的積是面積,而長與寬的比值是我們今天要研究的對象。
用目測的方法估算A4紙長與寬的比值是最常用的方法,但可能誤差較大。既然“看”不行,那就“量”和“算”,利用刻度尺,度量A4紙的長與寬,并計算長與寬的比值,結(jié)果精確到0.001。
通過計算,我們發(fā)現(xiàn)得到的比值在1.414附近,從而引發(fā)猜想:A4紙長與寬的比可能是[2]。[2]雖是無理數(shù),卻是一個準(zhǔn)確值,要驗(yàn)證這一猜想,顯然度量的方法已不再適合,因此,我們需要另辟蹊徑。
我們可以通過折紙的方式進(jìn)行驗(yàn)證,將A4紙按圖1方式折疊,易知△ABE為等腰直角三角形。設(shè)AB=1,則有BE=[2]。再折疊,如圖2所示,發(fā)現(xiàn)折痕BE與BC恰好重合,從而說明A4紙的長是[2]。
利用研究A4紙的經(jīng)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn),A3紙與A4紙具有相同的規(guī)律:長與寬的比都是[2],即形狀相同,大小不同。實(shí)際上,將A3紙沿著長邊的中垂線對折,折疊后的圖形就是A4紙。
其實(shí),保持A3、A4紙相同的長寬比,我們可以等比例地放縮打印的文檔或圖片,這樣的設(shè)計可以為工作和生活提供很大的便利。但為何設(shè)計的是[2]這個比值,而不是其他比值呢?
這樣,我們就需要研究其他的A型紙。
A3紙長與寬的比值是[2],對折之后所得A4紙長與寬的比值也是[2]。根據(jù)這一規(guī)律,可以制作出A5紙。我們發(fā)現(xiàn),A4紙與A5紙依舊有著兩倍關(guān)系。如此,我們可以繼續(xù)制作出A6紙。
反過來,兩張A6紙拼成了一張A5紙,兩張A5紙又拼成了一張A4紙,以此類推,還可以拼出A3、A2、A1紙,最終拼出A0紙。
事實(shí)上,工廠生產(chǎn)紙張便是通過不斷切割A(yù)型紙較長對邊中線,逐步得到各類A型紙。這樣的設(shè)計可以最大限度地節(jié)約資源,避免邊角料的浪費(fèi)。
通過查閱A型紙國際標(biāo)準(zhǔn)尺寸表(如表1),這張初始的A0紙的長與寬為何設(shè)置成這樣的數(shù)值呢?通過計算兩者的乘積:1189×841=999949mm?,改用m?做單位后,發(fā)現(xiàn)原來A0紙的面積大約是1m?。
生活中常見的紙除了A型紙,還有B型紙和K型紙,它們的長與寬的比值還是[2]嗎?如果不是,又具有什么樣的關(guān)系呢?同學(xué)們可以自己嘗試著探索。
(作者單位:江蘇省鹽城市毓龍路實(shí)驗(yàn)學(xué)校)