19.4 综合与实践 多边形的镶嵌
【学习目标】
1.了解平面镶嵌的概念,会用多边形无缝隙、不重叠地覆盖平面。
2.通过动手操作平面镶嵌,增强学生数学知识的应用意识,从中体验数学知识的价值。
【重难点】
1.通过对用正多边形进行平面镶嵌的探索、交流,理解平面镶嵌的理由;(重点)
2.能根据平面镶嵌的理由设计平面镶嵌的方案.(难点)
【活动准备】
1.知识回顾:(1)正三角形的内角度数为______,正方形的内角度数为______,正五边形的内角度数为_______,正六边形的内角度数为________,正八边形的内角度数为_______,正十二边形的内角度数为_______。
(2)三角形的内角和为________,四边形的内角和为________。
2.材料准备:(1)边长为3cm的正三角形,正方形,正五边形,正六边形的纸片若干张;
(2)形状、大小完全相同的一般三角形纸片若干张;
(3)形状、大小完全相同的一般四边形纸片若干张。
【教学过程】
一、情境导入
下面的图形是由一些地板砖铺成的,请同学们看看它们有什么特点.
1.定义: 用一些 的多边形把平面的一部分 ,叫做平面镶嵌。它的特点是相邻的多边形之间既不 又不 ,严丝合缝。
2. 平面镶嵌的条件是: 拼接在同一个顶点处的各个多边形的内角之和等于 。
二、合作探究
1.活动一:在正三角形,正方形,正五边形,正六边形纸片中,如果只用其中一种正多边 ( http: / / www.xkb1.com )形进行镶嵌,哪几种正多边形能镶嵌成一个平面图形?在每个拼接点处需要几个这样的正多边形?为什么? ________、__________、_________都可以,分别需要____个、____个____个;但___________不可以。理由是 。
用正五边形能作平面镶嵌吗?为什么?
解:用正五边形不能作平面镶嵌.理由如下:
因为正五边形的内角和为(5-2)×180°=540°,所以每个内角的度数为=108°.
而360°不能被108°整除,即由108°的整数倍不能得到一个周角,故不能作平面镶嵌,如图所示.
方法总结:使用给定的某种正多边形,当围绕一个点拼在一起的几个正多边形的内角和为360°时,就可以铺满平面的区域(一部分).否则,就不能作平面镶嵌.
2.活动二:用正三角形,正方形,正五边形,正六边形纸片中的两种正多边形镶嵌,哪两种正多边形能镶嵌成一个平面图案 在每个拼接点处各需要几个?
(1) ∵ 60°× +90°× =360°
∴ 用____个正三角形和______个正方形能覆盖平面.
(2) ∵ 60°× +120°× =360°
∴ 用_____个正三角形和______个正六边形能覆盖平面.
这种情况就有几种拼法?
(3) 思考: 正八边形和正方形 ,正十二边形和正三角形能进行平面镶嵌吗?
设在一个顶点周围有a个正三角形,b个正十二边形,能铺满地面,则a=________,b=________.
方法总结:抓住一个拼接点,看几种不同正多边形在同一个拼接点处能否拼出360°.如果要用两种正多边形地砖进行平铺,且在拼接点处不确定两种地砖的个数时,要分情况讨论,对需要的其中一种正多边形,从自然数1开始计算,然后利用360°的周角确定其他正多边形的个数,得出的数值必须是正整数.
3.活动三: (1)用一些形状,大小相同的三角形纸板能否镶嵌成平面图案?
(2)再用一些形状,大小相同的四边形纸板能否也镶嵌成平面图案?
动手拼一拼,有什么发现?
【巩固练习】
1.某商店出售下列五种形状的地砖:⑴等腰三角形、⑵四边形、⑶正五边形、⑷正六边形、⑸正八边形,如果只选用其中一种地砖镶嵌地面,可供选择的地砖共有 种。
2.用两种正多边形进行镶嵌,不能与正三角形匹配的多边形是( )。
A.正方形 B.正六边形 C.正十二边形 D.正十八边形
【课堂总结】
1. 平面镶嵌的条件是: 。
2.用同一种正多边形镶嵌平面的条件是:该正多边形的一个内角的____倍是 。
3.用边长相等的两种正多边形镶嵌平面的条件是:若两种正多边形的内角分别为。
4.在一般的多边形中,只有 或 可以覆盖平面。理由是内角和度数能整除3600的多边形只有这两种.
【布置作业】
1.用正三角形和正六边形镶嵌,若每一个顶点周围有m个正三角形、n 个正六边形,则m,n满足的关系式是( )
A. 2m+3n=12 B. m+n=8 C. 2m+n=6 D. m+2n=6
2.请你设计在每一个顶点处由四个正多边形拼成的平面图案, 你能设计出多少种不同的方案
【反思】
本节课体现了多边形内角和公式在实际生活中的应用.通过探索平面图形镶嵌的条件,理解镶嵌的概念和特点.经历动手拼图、相互交流、展示成果等活动,引导学生解决使用一种正多边形镶嵌的条件.能用实验的方法寻找多边形镶嵌的条件.培养学生积极动手能力,从中感受数学活动的乐趣和数学美的魅力.