内容正文:
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第十三章 三角形
数学活动 多边形的三角剖分
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在数学发展的历史长河中,多边形的相关问题一直备受数学家们的关注与青睐,其中,多边形的三角剖分更是该领域的重要研究方向.
三角形是最简单的多边形,任意一个多边形都能分割成三角形,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. 例如,四边形的三角剖分共有如图所示的两种不同的方法.
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(1)五边形的三角剖分共有________种不同的方法.
(2)请在下面画出六边形的三种三角剖分方法.
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(3)对于一个n边形的一种三角剖分,若这些三角形的内角总和是1 260°,求n的值.
(4)1751年,瑞士数学家欧拉归纳得出了n边形的三角剖分方法数(Dn)的公式. 后来数学家发现并证明:当n≥3时, =4- (D3=1).
①请你利用上述公式,验证(1)中得到的结果;
②请你利用上述公式,计算八边形的三角剖分方法数.
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解:(3)根据题意可知,对于一个n边形的一种三角剖分,能分成的三角形有
1 260÷180=7(个).
又一个n边形可分成(n-2)个三角形,∴n=7+2=9.
(4)①当n=3时,=4-=2,则D4=2D3=2×1=2;当n=4时,=4-=,
则D5=D4=×2=5. 故(1)中得到的结果正确.
②由①可知,D5=5. 当n=5时,=4-=,则D6=D5=×5=14;
当n=6时,=4-=3,则D7=3D6=3×14=42;
当n=7时,=4-=,则D8=D7=×42=132.
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