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数学阅读与活动
认识多边形覆盖平面(或平面镶嵌)的问题,会判断一些多边形能否镶嵌成平面图案,知道其原因,并学会利用一些多边形设计平面镶嵌图.
(1)平面镶嵌的概念:用一些不重叠摆放的多边形把平面的一部分完全覆盖,通常把这类问题叫做用多边形覆盖平面(或平面镶嵌)的问题.
(2)平面镶嵌的条件:只有各顶点处所有多边形相邻的内角恰好能拼成一个周角时,才能做到既无空隙又不重叠.
(3)平面镶嵌的类型:用大小相同的同一种正多边形镶嵌;用边长相同的两种正多边形镶嵌;用形状、大小相同的三角形镶嵌;用形状、大小相同的四边形镶嵌等.
①用大小相同的同一种正多边形镶嵌:先计算该正多边形的一个内角的度数,再看360°能否被这个内角整除,若能,则这种正多边形能镶嵌成一个平面图案;反之,则不能.
②用边长相同的两种正多边形镶嵌:先分别计算出这两种正多边形的一个内角的度数(分别设为a,β),再看是否存在一组x,y的正整数值使等式xa+yβ=360°成立,若存在,则这两种边长相同的正多边形能镶嵌成一个平面图案;反之,则不能.
③用形状、大小相同的三角形镶嵌:三角形的内角和是180°,有3个内角,而2×180°=360°,故用6个相同的三角形即可镶嵌成一个平面图案,如图①.
④用形状、大小相同的四边形镶嵌:四边形的内角和是(4-2)×180°=360°,有4个内角,故用4个相同的四边形即可镶嵌成一个平面图案,如图②.
(1)①一种正多边形的镶嵌,只有正三角形、正方形、正六边形可以镶嵌成平面图案,而只用正五边形不能镶嵌成平面图案,如图③.
②两种正多边形的镶嵌:能镶嵌成一个平面图案的两种正多边形有:3个正三角形和2个正方形;4个正三角形和1个正六边形;2个正三角形和2个正六边形等,如图④.
(2)形状相同、大小相等的任意三角形可以镶嵌成平面图案,如图①.
(3)形状相同、大小相等的任意四边形可以镶嵌成平面图案,如图②.
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