矩形周长不变面积最大

创建于 7/1/2023

小思考。(这是一篇旧文章,日期是后来的)

矩形周长不变面积最大

看到一个B站视频:https://www.bilibili.com/video/BV1yY4y187m5

周长相同的矩形之中,为何正方形面积最大?


想到一个没有代数的解释方法:

以下,相同长度的边用相同颜色标记;但蓝色表示原有长方形的周长;黄色的区域表示原有长方形的面积。

有一个矩形,将其切成两部分,有一部分是最大的正方形。

将其中不一定是正方形的部分,竖着切成两份,平均分。

将一个长方形移到正方形上面。
重合的边,长度必须相同。

将蓝边平移或旋转。
经此操作,蓝边长度不变。蓝边长度的总和就是矩形的周长。

现在,将一些标记删掉。
等量加等量还是等量,把“红边+紫边”看作浅蓝边。

原长方形的周长组成了一个新的矩形。
从长、宽相等可以看出,这个新矩形是正方形。
也就是,周长相同的正方形

同时,原长方形的面积(黄色区域)无法填满新矩形。
整体大于部分,因此新矩形的面积大于原长方形

接着,由于最开始我们使用的长方形没有规定,因此任意一个长方形都满足这些条件

因此:

任意一个的长方形,其面积,不大于与其周长相同的正方形的面积。

由此得出(这一步感觉有点漏洞,希望提出):

一个正方形,其面积不小于任何与其周长相同的长方形。

也就是(这一步感觉也有点漏洞,希望提出):

周长相同的矩形之中,正方形面积最大。