题目条件

一张边长6厘米的正方形纸,沿直线切成若干片,再把全部纸片无重叠、无缝隙地拼成一个长方形。纸片可以旋转,但不能拉伸、折叠或丢弃。新长方形长为9厘米,求其宽。

拼接后纸片边界可以内部对齐或形成新外轮廓,但整体覆盖区域必须恰为一个长方形。纸张厚度忽略,所有长度均按精确值处理,不存在测量误差。

任意切割方式都不影响总面积,因为切割线本身面积为零,各片内部互不重叠。重组只改变各片的相对位置和边界形状;只要没有拉伸或材料损耗,面积加总保持不变。最终矩形的长宽必须满足乘积36。

切割不改变总面积

原正方形面积为6×6=36平方厘米。切割只是把原区域分成互不重叠的若干小区域,每一片的面积相加仍等于36;重新排列位置不会改变单片面积。

拼接时没有丢片也没有重叠,矩形所覆盖的总面积仍是各片面积之和。因此新矩形面积也必须是36平方厘米。这个守恒关系与切出多少片、每片形状如何无关。

可以把所有碎片想成透明拼图:每片原有面积固定,只能移动和旋转,无法让材料凭空增加。最终长方形面积固定后,已知长边9就锁定另一边;若宽不是4,矩形面积便不再等于36。

反求矩形宽

长方形面积等于长乘宽,所以9×宽=36。两边同时除以9,宽=4厘米。

核验:9×4=36,符合原纸面积;宽小于长,满足题目把9厘米称作长边的用法。答案为4厘米。

如果长方形长边与宽边标签颠倒,宽度4仍是较短边,符合长度关系。面积守恒能确定长宽乘积,但若只给面积而不固定其中一边,长和宽会有许多组合;本题给9厘米后才唯一。

证明没有第二个答案

在长固定为9、面积固定为36的条件下,宽必须满足唯一方程9w=36。乘法中9不为0,方程只有一个解w=4,所以不存在另一种正宽度也符合全部条件。

若拼接允许拉伸,面积也可能改变;若有缺片、缝隙或重叠,面积关系同样不成立。本题逐项排除这些情况,保证守恒推理有效。

若纸片铺成面积相同但不是矩形的形状,面积仍为36;面积守恒与最终边界形状无关。只有题目额外指定矩形并给出一条边长,才能进一步用长方形面积公式求出另一边。

评分规则

正确答案4厘米。完整作答需计算原面积36,再用长方形面积公式得到36÷9=4;只凭图形外观估计不算证明。

这是面积守恒的自编应用题,不测性格或空间能力。换成长方形或其他纸片仍可使用总面积相等,但要先确认拼接无重叠、无缝隙且材料不变形。

面积单位也要保持一致:边长用厘米,面积便是平方厘米;36平方厘米除以9厘米,量纲结果是4厘米。量纲检查能发现把36−9=27误当成宽的错误,因为面积不能直接减去长度。几何图形变化了外形,但材料区域没有增减,正是可以使用面积守恒的理由。