一塊正方形蛋糕如何切出6等份?數學家用6步驟輕鬆完成,完美解決常見難題

2021-09-02 10:23

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正方形蛋糕該怎麼平分才公平呢?(圖/取自flickr)

正方形蛋糕該怎麼平分才公平呢?(圖/取自flickr)

每次切蛋糕時,總會有人對我說:「你數學最好,交給你來切,平分給大家吧。」然後就把蛋糕刀塞到我手裡,要我面對各種難度不一的幾何問題。

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如果要切成四等分、八等分都不會太難,只要先找到蛋糕的圓心,再切兩條通過圓心、彼此垂直的直線,就有四塊蛋糕;如果要八塊,沿著原來的直線再轉45度角,切出另外兩條通過圓心的直線,就能八等分了。這個四等分和八等分切法對正方形蛋糕也管用。

不過想想看,分完四等分、八等分之後,下一個很容易平分蛋糕的人數是多少呢?答案通常是16人。原因是,人類擅長用直覺「切一半」,把四等分再切一半就是八等分,所以四等分的蛋糕數量是2×2=4,八等分是2×2×2=8,再繼續切一半就是16等分,2×2×2×2=16。

2相乘的數量,可以寫成「2的幾次方」,只要人數是「2的二次方」、「2的三次方」、「2的四次方」……理論上都能夠把蛋糕平分給他們。然而,當人數不是2的幾次方,例如有六個人,該怎麼辦呢?

為了因應生活中經常出現的切蛋糕難題,市面上有一種專門的「蛋糕均分器」,它小小一個,邊緣有很多條凹槽,能把圓形均分為等分。你只要把蛋糕均分器插在蛋糕中間,用蛋糕刀循著凹槽往外切出一道道直線就可以了。例如有12個凹槽的蛋糕切分器,能切出12塊一模一樣的蛋糕。如果每間隔一個凹槽才切一刀,會切出六道直線,也就是把蛋糕六等分了。因為12可以被1、2、3、4、6、12這些數字整除,所以你能利用這個均分器,把蛋糕切成不同的等分數,真是很棒的切蛋糕道具!

蛋糕均分器的造型如同這種簡單圖形。(圖/遠流出版提供)
蛋糕均分器的造型如同這種簡單圖形。(圖/遠流出版提供)

不過很遺憾的,這個道具有個致命傷,它只適合用來等分圓形的食物,一旦換成正方形蛋糕就沒轍了。

有什麼其他辦法,能把正方形蛋糕分成六等分呢?好在我們有最強的工具——數學,掌握數學原理就能破解很多難題

請你把鉛筆盒裡的尺拿出來,讓我們來看看,怎樣切出六等分正方形蛋糕吧!學會這一招,不只蛋糕,像是吐司、鬆餅、派……等其他正方形的食物,你也都能試試!

數學實驗

1.準備一份正方形的食物,如蛋糕、吐司、鬆餅……等。也可自己用黏土捏一個模型做實驗。

(圖/遠流出版提供)
(圖/遠流出版提供)

2.用尺測量蛋糕邊長後,乘以4即是周長,再將周長除以6。以邊長24公分為例,會得出16公分。

24×4 = 96;96÷6 = 16。(圖/遠流出版提供)
24×4 = 96;96÷6 = 16。(圖/遠流出版提供)

3.在正方形周圍每隔16公分做一個記號,總計有六個記號。

16 = 8 + 8。(圖/遠流出版提供)
16 = 8 + 8。(圖/遠流出版提供)

4.先從蛋糕的對角線交叉點找到正方形中心點,然後由中心往各個記號切下蛋糕,共六刀。

(圖/遠流出版提供)
(圖/遠流出版提供)

5.結果切出如下圖的六塊蛋糕。

(圖/遠流出版提供)
(圖/遠流出版提供)
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