卡在這題?用 AI 解開它
Geometry · real student question

一座 30 公尺乘 20 公尺的長方形公園,每個角落有半徑 7 公尺的四分之一圓花圃,其餘區域的邊界圍成跑道。跑道有多長?

Question

一座長方形的城市公園尺寸是 30 m×20 m30\ \text{m} \times 20\ \text{m}。在每個角落都闢了一塊半徑 7 m7\ \text{m} 的四分之一圓花圃。剩下的區域沿邊界圍成一條跑道。這條跑道有多長?

A. 100100 公尺 B. 8888 公尺 C. 144144 公尺 D. 154154 公尺

Step-by-step solution

  1. 先求出還沒切角時的周長。

    P=2(30+20)=100 mP = 2(30 + 20) = 100\ \text{m}

    這是另一個問題的答案——整座公園的周長——也就是選項 A,專門給停在這一步的人設的陷阱。

  2. 看清楚每個角落拿掉了什麼、又補上了什麼。 角落上一塊半徑 77 的四分之一圓,會在交會的兩條邊上各吃掉 7 m7\ \text{m},所以它移除了 7+7=14 m7 + 7 = 14\ \text{m} 的直線圍籬。取而代之的是那段四分之一弧:

    L弧=14⋅2πr=2π(7)4=3.5π mL_{\text{弧}} = \frac14 \cdot 2\pi r = \frac{2\pi(7)}{4} = 3.5\pi\ \text{m}

  3. 把弧長算出來。 遇到 r=7r = 7 時,學校慣例是取 π=227\pi = \tfrac{22}{7},計算剛好除得盡:

    3.5π=3.5×227=11 m3.5\pi = 3.5 \times \frac{22}{7} = 11\ \text{m}

    (用真正的 π\pi 算,這段弧是 10.9956 m10.9956\ \text{m}——這個差別在最後的答案裡會小於 2 cm2\ \text{cm}。)

  4. 先算一個角落的淨變化,再推到四個角。 每個角落失去 1414 公尺、得到 1111 公尺,淨損失 33 公尺。四個角落合計:

    4×3=12  公尺的損失4 \times 3 = 12\ \text{ 公尺的損失}

    這些圓角放得下,因為 7+7=14≤207 + 7 = 14 \le 20,也就是較短的那一邊。

  5. 算出跑道的長度。

    100−12=88 m100 - 12 = 88\ \text{m}

    所以答案是 B。

  6. 直接把各段加起來檢查。 直線部分:100−4(14)=44 m100 - 4(14) = 44\ \text{m}。四段弧:4×11=44 m4 \times 11 = 44\ \text{m}。合計 88 m88\ \text{m},吻合。改用真正的 π\pi 則得到 44+4(10.99557)=87.982 m44 + 4(10.99557) = 87.982\ \text{m},四捨五入仍然是 8888——所以在這道選擇題裡,π\pi 取哪個值都不改變答案。

Answer

88 m88\ \text{m}

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