最近一段時(shí)間,我對(duì)平面幾何圖形有了興趣。沒事的時(shí)候,我總愛一個(gè)人用鉛筆和三角尺在草稿紙上邊畫圖邊研究。我偷偷告訴你們,這些圖形啊,就像哈利波特的魔法世界一樣,神奇有趣!
這不,又一個(gè)周日的早上,我發(fā)現(xiàn)了一件特別神奇的事。噓……我竟然在給多邊形畫對(duì)角線的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的“洞”。而且,這個(gè)“洞”竟然還是忽隱忽現(xiàn)的,這真是太神秘了!我已經(jīng)迫不及待地要去這個(gè)“洞”里探索一番!
為了探索這個(gè)在多邊形世界里的“洞”,我們要先準(zhǔn)備一樣“工具”——對(duì)角線。對(duì)角線,是連接多邊形任意2個(gè)不相鄰頂點(diǎn)的線段,這個(gè)線段將在接下來的探索中起到關(guān)鍵作用。
看,這個(gè)四邊形,它有4個(gè)頂點(diǎn),通過連接不相鄰的頂點(diǎn),我們就能得到2條對(duì)角線。這2條對(duì)角線是相互交叉的。令人遺憾的是,這2條對(duì)角線所形成的圖案,并沒有“洞”,如圖1。
接下來我把目光轉(zhuǎn)向了五邊形,它有5個(gè)頂點(diǎn)。通過連接不相鄰的頂點(diǎn),可以得到5條對(duì)角線。這些對(duì)角線相交,所形成的圖案中不正有個(gè)“洞”嗎?找到啦!如圖2。
那么,六邊形呢?它有6個(gè)頂點(diǎn),通過連接不相鄰的頂點(diǎn),會(huì)得到9條對(duì)角線。讓我們一起觀察9條對(duì)角線所形成的圖案。咦?中間的“洞”又消失了,如圖3。
六邊形上的“洞”消失后,我決定試試七邊形,它有7個(gè)頂點(diǎn),通過連接不相鄰的頂點(diǎn),會(huì)得到14條對(duì)角線。仔細(xì)看看所形成的圖案,中間的那個(gè)神秘的洞竟然又出現(xiàn)了 ,如圖4。這……這太不可思議了。是什么神奇的“魔法咒語(yǔ)”,讓這個(gè)“洞”一會(huì)兒出現(xiàn),一會(huì)兒又消失了呢?
幸好,我有數(shù)學(xué)老師教給我的表格法。讓我來列個(gè)表格,解析一下吧!
看看右邊的表,是不是清晰多了?經(jīng)過列表對(duì)比分析,我們發(fā)現(xiàn)原來這個(gè)“魔法咒語(yǔ)”的原理是這樣的:多邊形邊數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù),才是和多邊形對(duì)角線圖案中間的“洞”有關(guān)系的。只有當(dāng)多邊形的邊數(shù)是奇數(shù)時(shí),它的對(duì)角線形成的圖案中間才會(huì)有“洞”。當(dāng)多邊形的邊數(shù)是偶數(shù)時(shí),它的對(duì)角線形成的圖案中心就沒有了“洞”。這真是太酷了!
我的神秘洞探險(xiǎn)故事講完了。小朋友們,數(shù)學(xué)的魔法世界是不是特別神奇呢?
指導(dǎo)老師? 陳非非
陳子月? 5月2日? 12:15:44
想一想,如果我們把一個(gè)多邊形的邊數(shù)盡可能增多,且最后這個(gè)多邊形的邊數(shù)為奇數(shù),會(huì)發(fā)生什么神奇的事情呢?
張浩然? 5月2日? 13:42:28
哈哈,根據(jù)你的啟發(fā),我竟然得到了一個(gè)全新的“畫圓”方法!這既不同于我們常見的以定點(diǎn)為圓心,以定長(zhǎng)為半徑的畫圓方法,如圖5。這也不同于通過切割多邊形的角,來漸漸形成一個(gè)圓的畫圓方法,如圖6。這是一種以增加多邊形的邊數(shù),使對(duì)角線在圖形中間相互切割,最終在奇數(shù)邊的多邊形的內(nèi)部得到一個(gè)圓的方法,如圖7。
數(shù)學(xué)大王·中高年級(jí)2021年5期