Математические софизмы. Исчезающий квадрат (шаблон)

Большой квадрат составлен из четырёх одинаковых четырёхугольников.
Если четырёхугольники развернуть, то они заполнят площадь большого квадрата не полностью, в середине образуется маленький квадрат, хотя площадь большого квадрата визуально не изменится. 

Википедия:"Этот парадокс объясняется тем, что сторона (и площадь) нового большого квадрата немного отличается от стороны́ (и площади) того, который был в начале. Если в качестве первой фигуры принять тот квадрат, в середине которого нет маленького ромба, дальнейший анализ заметно упростится.
Сторона начального квадрата пусть будет , и сто́роны составляющих его четырёхугольников делят эту сто́рону () в отношении . Сведущий в геометрии легко сможет доказать, что построенные таким образом четырёхугольники равны друг другу, имеют прямые углы в противолежащих вершинах (в центре и по углам квадрата) и равные стороны, смежные в центре квадрата (то есть не являются ромбоидами + для них существуют описанные окружности (суммы противолежащих углов равны)). Становится также понятно, что ромб в центре второй фигуры является квадратом.
Сторона маленького квадрата на второй фигуре будет равна . Угол между парой противоположных сторон любого из составляющих четырёхугольников (причём, не важно, какой парой) пусть будет обозначен . Его точное значение можно рассчитать[4]методом координат, или методами классической геометрии.
Если каждый из четырёхугольников, составляющих первый квадрат, повернуть на угол  вокруг центра описанной около него окружности, то получится вторая фигура, с незакрашенной квадратной областью в центре. При следующем повороте опять составится первый квадрат. Площадь второго квадрата оказывается в  раза больше площади первого (или, что то же, в раз). При  это отличие практически незаметно. Например, на поясняющих рисунках использован угол  (соответственно, ). При этом разность между площадями больши́х квадратов составляет . Уже такое отличие сложно заметить, хотя значение  (и, соответственно, значение угла ) здесь используется отнюдь не маленькое.
Таким образом, можно заключить, что ошибка, замаскированная в условии, состоит в том, что центры вращения составляющих четырёхугольников находятся не там, где это представляется при визуальном контроле картинки (не в точках пересечения их диагоналей). Они находятся в вершинах квадрата, повёрнутого на угол  относительно первого квадрата, хотя его стороны параллельны сторонам второго."

No comments:

Post a Comment