What is the solution to the problem involving the inner area perimeter and the number of square-shaped inner regions in the given shape?
Answer:
Let’s analyze the problem step by step.
Table of Contents
- Problem Summary
- Step 1: Understanding the Division of the Rods
- Step 2: Finding the Common Smallest Segment Length
- Step 3: Calculating the Maximum Perimeter of the Inner Empty Region (Question a)
- Step 4: Finding the Number of Possible Square Inner Regions (Question b)
- Summary Table
1. Problem Summary
- Three rods are given with lengths 60 cm, 36 cm, and 120 cm.
- These rods are divided into equal integer length parts without increasing any rod’s length.
- Using these parts, a specific shape is formed, and there is an inner empty region.
- a) Find the maximum possible perimeter of the inner empty region.
- b) Find the maximum number of square-shaped inner regions that can be formed using these parts.
2. Step 1: Understanding the Division of the Rods
Given rods of lengths 60 cm, 36 cm, and 120 cm are split into equal smaller parts (each part’s length is an integer, and all parts from all rods are the same size).
To find this equal part length, we need the greatest common divisor (GCD) of 60, 36, and 120.
3. Step 2: Find the Greatest Common Divisor (GCD)
Calculate GCD of 60, 36, and 120:
- Factors of 60: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60
- Factors of 36: 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 18, 36
- Factors of 120: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 20, 24, 30, 40, 60, 120
Common factors are 1, 2, 3, 4, 6, 12.
The largest common factor is 12.
So, the smallest equal part length is 12 cm.
4. Step 3: Maximum Perimeter of the Inner Empty Region (a)
According to the image, the inner empty rectangle’s dimensions depend on these parts.
Since each red and blue side represents some segments, the figure outlines a square or rectangle with an inner empty square or rectangle.
The original rods are divided into parts of 12 cm:
- From 60 cm rod → 60 / 12 = 5 parts
- From 36 cm rod → 36 / 12 = 3 parts
- From 120 cm rod → 120 / 12 = 10 parts
If the inner empty region is a rectangle, the largest perimeter for this empty region (using these parts) is calculated by taking the largest possible number of parts that still fits within the shape.
In the picture, the inner empty rectangle has side lengths:
- Horizontal inner length: 2 parts × 12 cm = 24 cm
- Vertical inner length: 2 parts × 12 cm = 24 cm
So, the perimeter is:
Answer a) The maximum perimeter of the inner empty area is 96 cm.
5. Step 4: Maximum Number of Square Inner Regions (b)
Using these parts, how many square inner subregions can be formed?
-
Because the side length of each small part is 12 cm, the size of the smallest square is 12 \times 12 cm.
-
The inner empty rectangle size is 24 \times 24 cm, which can fit squares of 12 \times 12 cm.
-
To find maximum number of square regions, divide the area:
So, the inner empty region can be divided into 4 small squares of size 12 cm on each side.
Summary Table
| Step | Calculation / Reasoning | Result |
|---|---|---|
| Rod lengths | 60 cm, 36 cm, 120 cm | — |
| Find GCD (equal part length) | \gcd(60, 36, 120) = 12 cm | 12 cm |
| Number of parts per rod | 60/12=5, 36/12=3, 120/12=10 | Parts count |
| Inner empty rectangle side | 2 \times 12 cm = 24 cm both sides | 24 cm × 24 cm |
| Inner empty perimeter (a) | 2 \times (24 + 24) = 96 cm | 96 cm |
| Number of squares (b) | (24 \times 24) / (12 \times 12) = 4 | 4 squares |
Summary
- The rods are divided into parts of length 12 cm each.
- The maximum perimeter of the inner empty area is 96 cm.
- The inner empty area can be divided into 4 square-shaped regions of equal size.
If you need, I can help with further explanations or verifying other parts. @YAVUZ_SELIM3
Soru:
Bu parçalardan (120 cm’lik mavi çubuk ile 36 cm’lik kırmızı çubuk), eş uzunlukta ve tam sayı santimetre uzunluğundaki parçalara ayrıldıktan sonra aşağıdaki çerçeve şekli oluşturuluyor.
b) Bu parçaları kullanarak iç bölgesi karesel olan en fazla kaç şekil oluşturulabilir?
İçindekiler
- Parçalara Ayırma – EBOB Hesabı
- Elimizdeki Parça Sayıları
- Karesel İç Bölge Şartı
- Oluşturulabilecek Maksimum Şekil Sayısı
- Özet Tablosu
1. Parçalara Ayırma – EBOB Hesabı
Çubuklar “hiç artmayacak” şekilde, eşit tam sayı cm’lik parçalara ayrılıyor.
– Mavi çubuk: 120 cm
– Kırmızı çubuk: 36 cm
Bu iki uzunluğu bölen en büyük tam sayı uzunluk,
\mathrm{EBOB}(120,36)=12\text{ cm}
olarak bulunur.
Dolayısıyla her iki çubuk da 12 cm’lik parçalara bölünecektir.
2. Elimizdeki Parça Sayıları
12 cm’lik parçalara bölünce elde ettiğimiz parça sayıları:
| Çubuk Rengi | Uzunluk | Parça Boyu | Parça Sayısı |
|---|---|---|---|
| Mavi | 120 cm | 12 cm | 120/12=10 |
| Kırmızı | 36 cm | 12 cm | 36/12=3 |
- Mavi parça adedi: 10
- Kırmızı parça adedi: 3
3. Karesel İç Bölge Şartı
Şeklin dört kenarı şunlardan oluşuyor:
- Üst ve alt kenarlarda mavi parçalar (her seferinde aynı sayıda),
- Sol ve sağ kenarlarda kırmızı parçalar (her seferinde aynı sayıda).
İç boşluk kare olabilmesi için
üst/alt kenar uzunluğu = sol/sağ kenar uzunluğu
olmalı.
Bir kenarda kullanılan parça sayısını n diyelim.
- Üst ve alt için toplam mavi parça ihtiyacı: 2n\le10\;\Rightarrow\;n\le5
- Sol ve sağ için toplam kırmızı parça ihtiyacı: 2n\le3\;\Rightarrow\;n\le1{,}5\;\Rightarrow\;n\le1
Her iki koşulu sağlayan en büyük tam n=1’dir.
Yani bir karenin her bir kenarı tek bir parça (12 cm) uzunluğunda olabilir.
4. Oluşturulabilecek Maksimum Şekil Sayısı
– Her bir kare çerçeve şekli, 2 mavi + 2 kırmızı parça tüketir.
– Elimizde 10 mavi, 3 kırmızı parça var.
Her yeni kare şekli için gereken parçalar:
- Mavi: 2
- Kırmızı: 2
Kaç tane oluşturulabilir?
En fazla 1 kare şekli oluşturulabilir (kırmızı parça yetersizliğinden).
5. Özet Tablosu
| Adım | Gereken Parça | Elimizdeki Toplam | Bir Şekil İçin Tüketim | Oluşturulabilecek Maksimum |
|---|---|---|---|---|
| Karesel çerçeve (n=1) | Mavi | 10 | 2 | \lfloor10/2\rfloor=5 |
| Kırmızı | 3 | 2 | \lfloor3/2\rfloor=1 | |
| Sonuç | — | — | — | 1 adet |
Cevap:
Bu parçalardan kullanarak iç bölgesi karesel olan en fazla 1 adet şekil oluşturulabilir.
