内容正文:
数学好玩2 神奇的莫比乌斯带
第一部分
知识清单
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· 将一张纸条扭转180后,两头再粘接在一起形成“神奇的带子”,即莫比乌斯带。
· 在莫比乌斯带上取一点,从这点开始涂色,不能翻过边缘一直涂下去,莫比乌斯带上的颜色总被涂了两面。
· 在一张长方形纸条中间画一条线,再做成莫比乌斯带,沿纸条上的线把莫比乌斯带剪开,它变成一个大的纸环,但不再是莫比乌斯带。
第二部分
典型例题
例1:一个纸环的内侧有一点面包屑,外面有一只蚂蚁。如果不让蚂蚁爬过纸环的边缘,蚂蚁则不能吃到面包屑。但如果将纸环做成莫比乌斯带,蚂蚁不需要爬过纸环的边缘就能吃到面包屑。这是因为莫比乌斯带只有( )个面。
A.三 B.两 C.一 D.四
答案:C
分析:将长方形长条扭一下,再将两端粘合,得到了莫比乌斯带。视觉上,莫比乌斯带有两个面,但实际上它只有一个面。据此解题。
详解:一个纸环的内侧有一点面包屑,外面有一只蚂蚁。如果不让蚂蚁爬过纸环的边缘,蚂蚁则不能吃到面包屑。但如果将纸环做成莫比乌斯带,蚂蚁不需要爬过纸环的边缘就能吃到面包屑。这是因为莫比乌斯带只有一个面。
故答案为:C
例2:淘气用纸片做了一个莫比乌斯带,如图,将莫比乌斯带沿中间虚线剪开,得到的是( )。
A.两个分开的纸环 B.一个大的纸环,但不是莫比乌斯带
C.一个大的莫比乌斯带 D.两个套在一起的纸环
答案:B
分析:莫比乌斯带:拿一张白的长纸条,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一个身,粘成一个莫比乌斯带;用剪刀沿纸带的中央把它剪开;纸带不仅没有一分为二,反而剪出一个两倍长的纸环;由此求解。
详解:将莫比乌斯带沿虚线剪开,得到一个两倍长的纸环。
故答案为:B
例3:下图是克莱因瓶,这个瓶子( )(填“能”或“不能”)装满水。
答案:不能
分析:一个瓶子底部有一个洞,延长瓶子的颈部,并且扭曲地进入瓶子内部,然后和底部的洞相连接。这就是克莱因瓶。根据生活实际,克莱因瓶不能装满水。
详解:这个瓶子不能装满水。
例4:图1的纸环是将一张长方形纸条两端粘上得到的,图2的纸环是将一张长方形纸条一端旋转180°,再将两端粘上得到的。图2的纸环叫( )。如果从A点沿着纸环一直涂色(不越过纸环的边缘),图1中涂色的部分占( )%,图2中涂色的部分占( )%。
答案: 莫比乌斯带 50 100
分析:把一根长方形纸条在某一处扭转一下,再将纸条两端黏起来,就形成了莫比乌斯带。所以,图2是莫比乌斯带。涂色时,图1只有外面一个面能够涂上色,那么涂色部分占50%。莫比乌斯带只有一个面,那么涂色时都能涂上色,涂色部分占100%。
详解:图2的纸环叫莫比乌斯带。如果从A点沿着纸环一直涂色(不越过纸环的边缘),图1中涂色的部分占50%,图2中涂色的部分占100%。
:基础过关练
一、填空题
1.如图是一条莫比乌斯带,在它的中间画一条虚线,沿着虚线剪开后会得到( )个圈。
2.莫比乌斯带是用数学家莫比乌斯的姓命名的,该数学家在1858年研究“四色定理”时偶然发现,即把一根纸条一头扭转( )°后,两头再粘接起来做成纸环,这个纸环具有魔术般的性质。一般常见的纸环具有( )的面和( )的面两个面(即双侧曲面),两个面可以分别涂成( )的颜色。而这样的纸环只有( )面(即单侧曲面),沿着面涂颜色最后涂成的是( )颜色。这样的神奇的单面纸环后来就用数学家莫比乌斯的姓命名为“( )”,也叫“( )”。
3.把长方形的长纸条先捏着一端,将另一端扭转180°,再粘贴起来,形成一个环,这个纸环叫( )。
4.沿着纸环的( )处剪就会使一个小纸环变成一个大纸环。
5.沿着纸环的( )处剪就会使纸环变成一大一小两个纸环套在一起。
二、选择题
6.如图,沿莫比乌斯圈的二分之一线剪下去,剪出来的结果会是( )。
A.两个独立的纸环 B.一个两倍长的大纸环(不是莫比乌斯圈)
C.一个长方形纸条 D.一个两倍长的莫比乌斯圈
7.淘气用纸片做了一个莫比乌斯带,如图,将莫比乌斯带沿中间虚线剪开,得到的是( )。
A.一个大的莫比乌斯带
B.两个套在一起的纸环
C.两个分开的纸环
D.一个大的纸环,但不是莫比乌斯带
8.如图,取一条长方形纸条,沿平行于长的方向画2条三等分线,将纸条的两端粘上,做成一个莫比乌斯带。沿莫比乌斯带的2条三等分线剪开,纸带会变成( )个纸环。
A.1 B.2 C.3 D.4
9.关于莫比乌斯带,以下叙述错误的是( )。
A.普通纸能做成莫比乌斯带