📜  可以在正方形内切出的最大六边形(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:07:26.635000             🧑  作者: Mango

可以在正方形内切出的最大六边形

在一个正方形内,可以切出不同大小的六边形,但最大的六边形为正方形内切六边形(也称为斯诺夫环)。

最大六边形示意图

如图所示,最大六边形的边长等于正方形边长的一半。

为了获得这个结果,我们需要对最大六边形进行推导和证明。具体而言,可以从两个不同的角度来探讨这个问题。

推导方法一

我们可以将正方形分成4个相等的小正方形。如图:

+-------+-------+
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|   1   |   2   |
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+-------+-------+
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|   3   |   4   |
|       |       |
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+-------+-------+

然后,我们从小正方形1开始,顺时针旋转拼合,如图所示:

+-------+-------+
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|      3        |
|               |
+---------------+
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|       |      2|
|   1   |-------| 
|       |       |
|       |      4|
+---------------+
|               |
|      6        |
|               |
+-------+-------+

通过这种方式,我们得到了一个正六边形。正六边形的内切圆半径等于正方形边长的一半,因此,正方形内切六边形的边长也等于正方形边长的一半。

推导方法二

我们可以使用三角函数来推导正方形内切六边形的边长。

设正方形边长为2a,内接六边形的边长为x,如图所示:

+----+-------------+----+
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+----c-------------d----+
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+----+-------------+----+
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+----a------b------a----+

由于正六边形分为6个等边三角形,因此,正六边形的边长为

x = 2a * sin(30°) = a

因此,正方形内切六边形的边长等于正方形边长的一半。

结论

综上所述,正方形内切六边形的边长等于正方形边长的一半,也就是说,最大的六边形为正方形内切六边形。

代码片段:

# 可以在正方形内切出的最大六边形

在一个正方形内,可以切出不同大小的六边形,但最大的六边形为正方形内切六边形(也称为斯诺夫环)。

![最大六边形示意图](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/HexagonInsideSquare.svg)

如图所示,最大六边形的边长等于正方形边长的一半。

为了获得这个结果,我们需要对最大六边形进行推导和证明。具体而言,可以从两个不同的角度来探讨这个问题。

## 推导方法一

我们可以将正方形分成4个相等的小正方形。如图:

+-------+-------+ | | | | | | | 1 | 2 | | | | | | | +-------+-------+ | | | | | | | 3 | 4 | | | | | | | +-------+-------+


然后,我们从小正方形1开始,顺时针旋转拼合,如图所示:

+-------+-------+ | | | 3 | | | +---------------+ | | | | | 2| | 1 |-------| | | | | | 4| +---------------+ | | | 6 | | | +-------+-------+


通过这种方式,我们得到了一个正六边形。正六边形的内切圆半径等于正方形边长的一半,因此,正方形内切六边形的边长也等于正方形边长的一半。

## 推导方法二

我们可以使用三角函数来推导正方形内切六边形的边长。

设正方形边长为2a,内接六边形的边长为x,如图所示:

+----+-------------+----+ | | | | | | | | | | | | | | | | +----c-------------d----+ | | | | | | | | | | | | | | | | +----+-------------+----+ | | | | | | | | | | | | | | | | +----a------b------a----+


由于正六边形分为6个等边三角形,因此,正六边形的边长为

x = 2a * sin(30°) = a


因此,正方形内切六边形的边长等于正方形边长的一半。

## 结论

综上所述,正方形内切六边形的边长等于正方形边长的一半,也就是说,最大的六边形为正方形内切六边形。