内容正文:
2026——2027学年度
八年级数学
上册
(新课教学)
全品初中
第十三章 三角形
数学活动 搭等边三角形与多边形的三角剖分
探究与应用
全品初中
探究与应用
如图13-S-1是用若干根长度相等的磁力棒组成的图形,图①是由3根磁力棒组成的1个小等边三角形,图②是由9根磁力棒组成的4个小等边三角形……请填写下表:
活动1 搭等边三角形
任务1 平面内搭等边三角形
图13-S-1
18
30
图形 ① ② ③ ④ …
小等边三角形的个数 1 4 9 16 … n2
磁力棒的根数 3 9 …
图13-S-1
工程中使用的许多物体具有均匀的质地,如工程中常用的工字钢、角钢、槽钢等型钢. 你能通过数学的方法确定工程中薄板、薄壳等匀质物体的重心吗?接下来,我们一起来探究解决这个问题.
工字钢
角钢
槽钢
活动目标
发现确定匀质薄板、薄壳(厚度可忽略)重心位置的方法.
活动准备
1. 材料用具
质地均匀的薄纸板、直尺、量角器、剪刀、细线.
2. 资料学习
查阅资料,了解重心的概念以及工程中确定物体重心位置的方法.
由于许多工程用薄板的形状是由常见的简单平面图形组合而成的(如图中的型钢截面),所以我们可以先想办法确定一些简单平面图形的重心位置,再探究确定平面组合图形重心位置的方法.
活动任务
工字钢
角钢
槽钢
思考
三角形的重心位于__________________.
其他平面图形的重心在什么位置呢?
三条中线的交点处
如图13-S-2是用若干根长度相等的磁力棒组成的图形,图①是由3根磁力棒组成的1个小等边三角形,图②是由6根磁力棒组成的4个小等边三角形……请填写下表:
任务2 空间内搭等边三角形
图形 ① ② ③ ④ …
小等边三角形的个数 1 4 …
磁力棒的根数 3 6 …
图13-S-2
7
9
10
12
3n-2
3n
把一个多边形用连接它的不相邻顶点的线段(这些线段不在多边形内部相交)划分为若干个三角形,叫作多边形的三角剖分.
(1)将四边形进行三角剖分,有 种剖分方法,能剖分成
个三角形;
活动2 多边形的三角剖分
任务1
2
2
(2)将五边形进行三角剖分,有 种剖分方法,能剖分成
个三角形;
(3)将六边形进行三角剖分,有 种剖分方法,能剖分成
个三角形.
5
3
14
4
小组合作,选择一个已知重心位置的平面图形,将它分成已知重心位置的两部分,建立平面直角坐标系,探究图形的重心位置与两部分的重心位置坐标之间的关系.
把一个图形分成两部分,确定这个图形的重心位置与它的两部分的重心位置之间的关系.
问题1:选择一个由长方形和等腰三角形组合成的组合图形,分别确定组合图形的重心位置和长方形、等腰三角形的重心位置,以长方形的一个顶点为原点,两条边为坐标轴,度量各边的长度,确定三个重心的坐标,你能得到组合图形重心位置的横、纵坐标与两部分的重心位置的横、纵坐标之间的数量关系吗?
设组合图形重心坐标为(x,y),
则x = = ≈ 2.7,
y = = ≈2.82.
计算出来的重心坐标与组合图形的实际重心坐标基本一致(度量会产生误差).
问题2:换一个组合图形试试,这种关系与前面得到的关系是否一致?
四边形ABCD有两种剖分方法(如图13-S-3).
任务2
解:由[任务1]知D6=14.
由公式可得=,
解得D7=42.
由公式可得=,
解得D8=132.
数学家发现并证明:当n≥3时,=(Dn表示n边形的不同三角剖分方法数, D3=1).请你用这个公式计算D7, D8.
图13-S-3
谢谢聆听
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