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        奇妙的鑲嵌

        2013-04-12 00:00:00戴孫浩
        初中生世界·八年級 2013年10期

        學(xué)習(xí)了“平面圖形的鑲嵌”,我知道了平面圖形的密鋪是指沒有空隙和不重疊的拼接.課上,老師讓我們初步探索了平面圖形鑲嵌的條件,我知道了鑲嵌的兩個基本特征:(1)拼接點處的各個角之和等于360°;(2)拼接邊相等.我認(rèn)為這堂課的關(guān)鍵在于如何準(zhǔn)確地探索出平面圖形鑲嵌的所有條件.課后老師布置了作業(yè)——請同學(xué)們設(shè)計一個鑲嵌圖形.于是課堂上老師給我們展示的許多美麗的鑲嵌圖形,便浮現(xiàn)在我的腦海中.

        這些鑲嵌圖形,有的是單一多邊形進行鑲嵌,也有的是幾種多邊形進行鑲嵌;有的是一般多邊形進行鑲嵌,有的是正多邊形進行鑲嵌.到底是怎樣的正多邊形可以進行鑲嵌呢?

        首先拼接點處的幾個角的和要為360°.用單一正多邊形進行鑲嵌,就是要求幾個正多邊形的內(nèi)角的和為360°.其次,要使正n邊形(n>2)能夠進行鑲嵌,■(即所需正多邊形個數(shù))必須是整數(shù).最后我還發(fā)現(xiàn),至少要有3個多邊形進行鑲嵌,3個以下是不可能的.因為,多邊形的內(nèi)角都小于180度,所以■≥3,由此可解得,n≤6.

        這么看,六邊形以上的多邊形是不可能進行單獨鑲嵌的,而能夠進行單獨鑲嵌的多邊形只有三種:(1)6個正三角形;(2)4個正四邊形;(3)3個正六邊形.

        這都是一種單獨的多邊形的鑲嵌,如果是多種多邊形一起鑲嵌呢?

        通過畫圖,我作出了以下圖形:

        把這些數(shù)據(jù)制成表格,見下表:

        當(dāng)我為自己探索出6種正多邊形的鑲嵌而高興時,卻在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)了許多關(guān)于正多邊形鑲嵌的討論.

        網(wǎng)絡(luò)帶給我一個很大的打擊——用正多邊形進行鑲嵌,共有17種可能.而我卻只能找出6種.我知道用畫圖的方法,必然會遺漏一些可能.

        通過觀看網(wǎng)上的資料,我知道了,這17種能鑲嵌的正多邊形的情況,早在1924年已被波爾亞發(fā)現(xiàn).更為甚者,在波爾亞之前,西班牙阿爾漢布拉宮的裝飾已經(jīng)一個不少地制出了這些圖樣,真是令人嘆為觀止(圖見http://www.fhsx.cn/htmledit/uploadfile/20111001074621006.jpg).

        在這里,我不得不佩服古人的聰明.我所探索的6種可能鑲嵌的正多邊形情形比他們在100年前的研究還遺漏了許多種.相比古人,我真是差遠了!

        仔細想想,其實我們生活中處處都有平面圖形鑲嵌的身影,如墻磚和地面磚、馬賽克等等.若把平面圖形的鑲嵌運用到藝術(shù)建筑上又會怎么樣?如把多種花草剪成幾何形狀并拼在一起,也許就會是一種另類的美.

        探索是永無止境的,雖然我還沒有真正弄清正多邊形的鑲嵌問題,但是這次探究過程給我留下了永久的記憶.我要繼續(xù)努力,不斷探索.

        (指導(dǎo)教師:武 明)

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