内容正文:
问题解决活动:作内嵌于正方形的正八边形
1.理解“内嵌于正方形的正八边形”的定义,掌握正八边形的核心特征.
2.经历“分析图形特征——设计作图思路——尺规操作验证”的探究过程,提升几何推理与尺规作图能力.
3.体会数学与建筑艺术的联系,培养问题解决的条理性与合作交流意识.
重点:分析内嵌正八边形的数量关系,设计尺规作图方案.
难点:理解作图方法的几何原理,规范完成尺规作图.
知识链接
前面我们学习了正多边形,回顾一下相关知识.
创设情境——见配套课件
探究点:作内嵌于正方形的正八边形
问题:(1)观察这个建筑装饰图案,你能看到哪些我们学过的几何图形?
正方形、正八边形
(2)它们的位置关系有什么特点?
正八边形在正方形内部,且部分顶点落在正方形的边上.
概念引入:如果一个正方形里面嵌套了一个正八边形,且正八边形至少有四个顶点分别在正方形的四条边上,那么我们称这个正八边形内嵌于这个正方形.
如图,正八边形ABCDEFGH内嵌于正方形MNQP,正方形边长为a.
(1)设正方形四个角上的等腰直角三角形的直角边长为x,请用含x的式子表示正八边形的边长.
(2)求x的值和正八边形的边长.
解:(1)等腰直角三角形的斜边就是正八边形的边长,
如图,在Rt△AMH中,根据勾股定理,
得AH==x.
∴正八边形的边长为x.
(2)由(1)得AH=HG=x,
∵正方形的一条边由两段直角边和一段正八边形的边长组成,
∴MP=MH+HG+GP=a,即x+x+x=a.
解得x==.
∴正八边形的边长为x=(-1)a.
已知正方形ABCD,请用尺规作图的方法,画出一个内嵌于它的正八边形,写出作图步骤(至少两种方法).
解:方法一:对角线交点法(课堂常用方法)
1.作正方形ABCD的两条对角线AC、BD,交于中心O;
2.以A、B、C、D为圆心,以OA为半径画弧,分别与正方形的四条边交于两个点:
3.顺次连接这8个交点,得到正八边形EFGHIJKL.
方法二:截取等长线段法
1.设正方形边长为a,计算得角上等腰直角三角形的直角边长x=;
2.以A、B、C、D为圆心,x为半径,在每条边上截取两个点;
3.顺次连接这8个点,得到正八边形.
1.若正方形边长为6,求内嵌正八边形的周长和面积.
2.如图,正八边形内嵌于正方形,已知正八边形的边长为2,求正方形的边长.
(其他课堂拓展题,见配套PPT)
问题解决:作内嵌于正方形的正八边形
1.几何特征:轴对称、中心对称;顶点在正方形边上.
2.数量关系:设正方形边长为a,正八边形边长为(-1)a.
3.作图步骤
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