趣题:过纸张外的一点作直线

晚饭之后一起来动动脑吧。纸上有两条夹角很小的直线 a 、 b ,它们在纸外交于一点 O 。在纸上还有一点 P ,大致位置如上图所示。请你利用圆规和(没有刻度的)直尺作出一条同时过 O 、 P 的直线。当然,你不能把图作到纸张外面去。


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

答案:过 P 作直线 a 的垂线,垂足为 Ha ,和 b 交于点 A 。过 P 作直线 b 的垂线,垂足为 Hb ,和 a 交于点 B 。连接 AB 。然后,过 P 作 AB 的垂线 HP ,这条 HP 一定会经过直线 a 、 b 的交点 O 。这是因为, △ABO 的三条高交于一点。

题目来源:CTK Wiki Math

 
如果你喜欢这个,不妨看几个类似的另类作图趣题:
http://www.matrix67.com/blog/archives/528
http://www.matrix67.com/blog/archives/3513
以及 http://www.matrix67.com/blog/archives/3113 的第 8 题

43 条评论

  • Aule

    Wow 好酷 军训回来就看到一篇

  • sw

    直觉想到了垂直,但没想到第三个垂直……V5啊

  • Mixtor67

    M.67 牛,好快的速度呀~~ 呵呵~~

  • Mixtor67

    这么巧,几乎同一秒出现。

  • cartman

    也可以用射影几何的一些原理解决。。。例如笛沙格或者帕普斯什么的

  • morrowind

    突出夹角很小是怕A、B跑到纸外去吧?

  • felix

    还可以这样做吗?比较笨的方法:
    通过等分PHa,PHb,然后过分点作PHa和PHb的垂线,这样垂线的交点也在OP上;连接P和垂线的交点。
    如果2等分不行,还可以2^n等分,注意对应成比例。

  • Voldemort

    这道题在美术上叫做透视(perspective),只不过消失点在纸外。
    一般采用如下的方法:
    [img]http://fapomatic.com/1030/g.bmp[/img]
    1.作蓝色的田字型;
    2.作红色的直线,交点叫做“代消失点”;
    3.连接“代消失点”和p点对应水平点(灰色直线);
    4.然后做粗黑线即为所求。

    这个方法貌似没有“夹角较小的限制”,而且不严格地说不需要圆规,操作比较简单。

  • Voldemort

    什么情况?这里怎么发图片?

  • 白左

    △ABO 的三条高交于一点。
    好巧妙XD

    脑子太慢了只想到做垂线就忍不住看答案了

    ps:ls自重,bmp……这里不是美利坚……

  • 无聊的人

    用笛沙格可以不要圆规的,射影几何课后习题

  • Voldemort

    这方法在绘画上没法用,主要原因是P和H太接近,误差很大。

  • nextweek

    大牛,刚看了你介绍NP问题的那篇文章,怎么感觉PNP很好证呢,是不是我的理解有误,请帮我看看哪里有问题
    有一台全封闭的计算机启动时接受一个输入N,然后会生成一个N层的完全二叉树,并随机选中一个叶子节点作为目标(没人知道它的随机算法)。启动后只对外开放一个接口,这个接口接受的输入是从根到叶子的一条路径,并返回true或者false,表示这条路径能否到达那个目标节点。现在要求你通过它的接口找出这条路径。解法显然只能遍历所有可能,复杂度O(2^n), 不是一个P问题;但是验证一个解容易,只要向这个接口查一次就验证了,是一个NP问题。所以PNP。

  • nextweek

    上面的PNP中的尖括号被吃掉了,应该是P<>NP

  • cat.s

    晚饭之后一起来动动脑吧。。。最不利于身体健康了。。

  • rumshy

    我以为答案会是:把纸张对折,使得两条直线重合,那么折痕就是那条线,然后用直尺顶住那条线,用圆规的一条能写字的腿描呢……原来这个是这么回事啊……

  • 城市达人

    好像是中学时间的题目啊

  • 鬼马星

    没想到有一天M67大神博客的题我也能瞬间想到了。
    内牛满面~~~~~~~~

  • CB

    可以过P分别做a,b的平行线,取对角线中点,连接即可。

  • yzyhb

    我也想出21楼的方法,但是发现问题,可能过P点a的平行线与b的交点不在纸上!

  • cat.s

    18L神马的最靠谱了

  • Voldemort

    nextweek:

    你既然不知道它的随机算法,那么验证就不是NP。(根本就不能验证,当然也就不能“很快”验证了)

    一个合法的问题,每一个可能解的正确性对于做题者而言应该有一个比“这他妈就是正确的”更有意义的原因,否则它就纯粹是一个黑箱问题,或者随机问题了。

    举个例子,您上面的题目太麻烦了,不如这样改岂不更猥琐:
    有一台全封闭的计算机启动时接受一个输入N,然后会生成一个长度为2^N的布尔表……(这样验证还是O(1)呢)

  • sss正和

    这个解法很妙,但应当还有更可靠的解法以对付A,B,Ha,Hb至少有一点不在纸上的情形.

  • sss正和

    极端情形下A,B,Ha,Hb四点都不在纸上

  • yh

    14L:
    首先必须是确定的自动机,不能在接受输入之前根据输入准备别的事。如果把启动也算在输入之内的话,显然生成一个完全二叉树就不是P的了。
    P?=NP是说,所有的能在P的时间之内确定树的结构的随机算法都有bug,都可以找到对应的方法反过来算

  • sss正和

    一个通解:在a上取点A、C,在b上取点B,过点C作b的平行线交AB于点D,过点D作OB的平行线交OA于点E,过点O作EC的平行线即为所求。

  • sss正和

    笔误:楼上O点实为原题P点。

  • sss正和

    另一趣题:就楼主的图,作a,b夹角的平分线。

  • Rumshy

    原来我没有看清楚题目啊,要求不是做角分线啊。我还以为是角分线呢。我的另一个算法。将纸张在分成左右两个部分,10:1左右的比例,不需要精确,估计下就可以。然后向后折以下,把左半部分向后折,这时候右半部分就多出一些纸张了,然后延长,得到o点,然后连接……改正17楼答案……

  • sss正和

    32楼,不仅仅是眼睛不好使啊~如果要用第二折来画延长线,第一折就是多余的.楼主说夹角很小,那交点可在两张纸外.不要到这里来搞脑筋急转弯哦~

  • Voldemort

    不如把这题改成只能用折的,求折出一条满足要求的折痕。牛人给个解吧。~~

  • AirFly

    p为垂心—-跟随lz拾起被自己遗忘的数学

  • 戒饭越戒越馋

    怎么还没有更新呀~~~

  • sss正和

    每条折痕都相当于画一条线,基本折法有:(1)过两点产生一条折痕,(2)过某点垂直于某折痕的折痕,(3)过某点平行于某折痕的折痕。
    前面的画法都可以轻松“折”定。

  • Bili

    此题还有另外一种方法
    分别做a,b的平行线,两线交于点O,过OP做直线即可。

  • 楼上不对
    关于通解,我觉得是这样
    作两条不过p的直线与a,b分别交于A、C,B、D,直线AB,CD交于R。延长PA至任一点S。延长RS,BP交于T。延长SC交TD于Q。连接PQ即为所求。
    这个解同时适用于ab平行的条件下,证明貌似用代沙格定理。

  • IlldianX

    LS有理,笛沙格定理做这题秒杀~

  • orbea jersey

    这个究竟是什么方法的,呵呵 我解答一下!

  • asdfasdf

    囧囧囧

  • cervelo

    这个解法很妙,但应当还有更可靠的解法以对付A,B,Ha,Hb至少有一点不在纸上的情形.

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