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第十一章 三角形
数学活动 镶嵌
学习导航
学习目标
新课导入
概念剖析
典型例题
当堂检测
课堂总结
1.知道镶嵌的意义,会用一种或几种正多边形进行平面的镶嵌;
(重点、难点)
2.知道可以用一些全等的非正多边形进行平面的镶嵌;
一、学习目标
3.通过对可进行平面镶嵌的多边形的探究,体会数学与生活的
密切联系.
二、新课导入
生活中的镶嵌
思考:在生活中有没有遇到正五边形的瓷砖铺成的地面或墙面?为什么?
三、概念剖析
用地砖铺地,用瓷砖贴墙,都要求砖与砖严丝合缝,不留空隙,把
地面或墙面全部覆盖.从数学角度看,这些工作就是用一些不重叠摆放
的多边形把平面的一部分完全覆盖(不留缝隙),就叫做用多边形覆盖平
面,或叫做平面镶嵌.
(一) 镶嵌的概念
三、概念剖析
活动1:用一种正多边形镶嵌平面.
(二) 镶嵌的条件
从一些边长相同的正三角形、正方形、正五边形、正六边形中,选择其中的一种进行平面镶嵌,哪几种正多边形能够镶嵌成平面图案?
我们发现能够镶嵌成平面图案的有:
不能镶嵌成平面图案的有:
正五边形
正三角形、
正方形、
正六边形
思考:为什么会出现这种结果?
三、概念剖析
60°
60°
60°
60°
60°
60°
接点处的六个
角和为360°
三角形的镶嵌
三、概念剖析
接点处的四个
角和为360°
正方形的镶嵌
三、概念剖析
接点处的3个角和不等于360°
正五边形的镶嵌
三、概念剖析
接点处的3个角和等于360°
正六边形的镶嵌
结论1:同一种正多边形能够平面镶嵌的条件是:360°是它内角的整数倍.
三、概念剖析
活动2:用一种正多边形镶嵌平面.
从一些边长相同的正三角形、正方形、正五边形、正六边形中,选择其中的两种进行平面镶嵌,哪两种正多边形能够镶嵌成一个平面图案?
我们发现能够镶嵌成平面图案的组合有:
正三角形和正方形
正三角形和正六边形
三、概念剖析
两种正多边形组合的镶嵌
3×60°+ 2 ×90°
= 360°
2×60°+ 2 ×120°
= 360°
4×60°+ 120°
= 360°
结论2:几种正多边形能够平面镶嵌的条件是,它们内角的倍数相加能
够等于360°.
三、概念剖析
活动3:用不规则多边形镶嵌平面.
用大小、形状完全相同的不规则的多边形是否也能够镶嵌平面?
形状、大小完全相同的任意三角形 、四边形都可以镶嵌平面.
我们发现:
三、概念剖析
不规则多边形的镶嵌
结论3:多边形能够平面镶嵌的条件是,拼接在同一个顶点的各个角的
和恰好等于360°且相邻的多边形有公共边.
例1.现有六种地板砖,它们的形状分别是:正三角形、正方形、正五边形、
正六边形、正八边形、正十二边形,且它们的边长都相等.若同时选择其中两种地板砖铺地面(不能有缝隙),选择的方式有哪几种?
四、典型例题
分析:能够平面镶嵌的条件它们内角的倍数相加能够等于360°.
解:正三角形、正方形、正五边形、正六边形、正八边形、正十二边形的内角度数分别是,60°、90°、108°、120°、135°、150°.
四、典型例题
60°×3 + 90°×2 = 360° 正三角形 + 正方形
60°×4 + 120°×1 = 360° 正三角形 + 正六边形
90°×1 + 135°×2 = 360° 正方形 + 正八边形
60°×1 + 150°×2 = 360° 正三角形 + 正十二边形
它们的内角度数:60°、90°、108°、120°、135°、150°
答:选择的方式有4种,分别是:正三角形 + 正方形,正三角形 + 正
六边形,正方形 + 正八边形,正三角形 + 正十二边形.
1.用一些不重叠的多边形把平面的一部分完全覆盖叫做平面镶嵌,则用一种多边形镶嵌时,下列多边形中不能进行平面镶嵌的是( )
A.正三角形 B.正四边形 C.正五边形 D.正六边形
【当堂检测】
C
2.在下列三组地板砖中,①正三角形与正方形,②正三角形与正六边形,③正六边形与正方形,将每组中的两种多边形结合,能镶嵌地面的是 .
【当堂检测】
分析:正三角形、正方形、正六边形的内角分别为:60°,90°,120°.
①∵3×60°+2×90°=360°,∴能镶嵌地面;
②∵2×120°+2×60°=360°,或120°+4×60°=360°,∴能镶嵌地面;
③90m+120n=360°,n取任何正整数时,m不能得正整数,故不能镶嵌地面;
∴将每组中的两种多边形结合,能镶嵌地面的是①②.
①②
例2.王老师正准备装修新买房屋的地面,到一家装修公司去看地砖,结果王老师看中边长相等的正方形和正八边形的两种地砖的质量,你能帮助王老师用这两种正多边形镶嵌成一个平面图形(草图)吗?并探索这两种正多边形共能镶嵌成几种不同的平面图形,说明你的理由.
四、典型例题
分析:利用两种正多边形镶嵌内角之间关系进而求出即可.
解:镶嵌成一个平面图形(如图).
四、典型例题
设在一个顶点周围有m个正方形的角,n个正八边形的角,
那么m,n应是方程m·90°+n·135°=360°的正整数解,
即2m+3n=8的正整数解;
只有m=1,n=2一组,∴符合条件的图形只有一种.
3.已知2个正多边形A和3个正多边形B可绕一点周围镶嵌(密铺),A的一个内角的度数是B的一个内角的度数的1.5倍.
(1)试分别确定A、B是什么正多边形?
(2)画出这5个正多边形在平面镶嵌(密铺)的图形(画一种即可).
【当堂检测】
解:(1)设B的内角为x,则A的内角为1.5x,
∵2个正多边形A和3个正多边形B可绕一点周围镶嵌(密铺),
∴3x+2×1.5x=360°,解得:x=60°,1.5x=90°,
∴可确定A为正四边形,B为正三边形;
(2)这5个正多边形在平面镶嵌(密铺)的图形如下图.
【当堂检测】
五、课堂总结
多边形覆盖平面问题
概念:用不重叠摆放的多边形把平面的一部分完全覆盖
条件
1.一种正多边形:360°是它内角的整数倍.
2.两种或以上的正多边形:围绕在一点的几
种正多边形内角相加等于360°.
3.不规则多边形:拼接在同一个顶点的各个角的和恰好等于360°且相邻的多边形有公共边.