长方形长一定周长和宽成什么比例
长方形的周长可以表示为 $C=2(l+w)$,其中 $l$ 表示长,$w$ 表示宽。如果长和宽成比例 $k:l$,则可以表示为 $w=\frac{kl}{k+1}$,$l=\frac{kw}{l+1}$。
将 $w=\frac{kl}{k+1}$ 代入周长公式可得:
$$C=2(l+\frac{kl}{k+1})=\frac{2k(k+l)}{k+1}$$
因为长和宽成比例 $k:l$,所以 $k$ 和 $l$ 必须是正整数之比,且 $k\neq l$。因此,我们只需要枚举正整数 $k$ 和 $l$,并计算 $C$ 是否为整数即可。
举例来说,如果长和宽成比例 $2:1$,则 $k=2$,$l=1$,代入公式可得:
$$w=\frac{2\times1}{2+1}=\frac{2}{3}$$
$$l=\frac{2\times\frac{2}{3}}{1+1}=\frac{4}{3}$$
$$C=\frac{2\times2(2+\frac{4}{3})}{2+1}=\frac{16}{3}$$
因为 $C$ 不是整数,所以长和宽不能成比例 $2:1$。
继续枚举其他比例,我们会发现只有比例 $1:1$、$1:2$、$1:3$、$2:1$、$3:1$、$3:2$、$2:3$ 和 $3:4$ 时,长方形的周长和宽才能成比例。其中,比例为 $1:1$ 时,周长和宽的比例为 $2:1$;比例为 $1:2$ 时,周长和宽的比例为 $4:3$;比例为 $1:3$ 时,周长和宽的比例为 $6:5$;比例为 $2:1$ 时,周长和宽的比例为 $3:2$;比例为 $3:1$ 时,周长和宽的比例为 $4:3$;比例为 $3:2$ 时,周长和宽的比例为 $5:4$;比例为 $2:3$ 时,周长和宽的比例为 $4:5$;比例为 $3:4$ 时,周长和宽的比例为 $7:8$。
因此,长方形长一定周长和宽成的比例只有以上八种情况。
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