付藝穎 付金雷
雨果說:“收藏家就是一批具有非凡毅力的普通人” .
收藏界“錢幣為大,硬幣為王” ,而價(jià)值不菲的硬幣,多是古今中外的金銀銅鐵硬幣,中國古錢幣是文化藝術(shù)寶庫中的一朵奇葩,萌芽于夏朝,殷朝得以廣泛發(fā)展至今四千多年,古錢幣設(shè)計(jì)思想精妙,將“天圓地方” 的宇宙觀溶于錢幣中,古錢幣能夠反映岀一個(gè)朝代一個(gè)民族在不同的社會(huì)環(huán)境政治背景下的文化,風(fēng)俗,習(xí)慣,而古錢幣又以銅幣居多,特別是珍稀品,更是價(jià)值連城。我國古錢硬幣雖品種繁雜(如圖一) ,但大多數(shù)古錢幣外形是圓形中要么開一個(gè)正方形的小孔,要么開一個(gè)小圓孔,要么不開孔,就又用一個(gè)或多個(gè)圓組成,這為幾何命題提供了淵遠(yuǎn)歷史背景,古人做人崇尚花好月圓,福祿壽喜俱全與花好月圓的大團(tuán)圓并成人之美,做事堂堂正正,可方可圓,而初中平面幾何亦覆蓋做事為人內(nèi)涵,點(diǎn)、線、三角形、四邊形、相似形又在圓中“大團(tuán)圓” 而 完美收官,下面就從眾多古錢幣中遴選幾種作幾何命題探究,以饗讀者。
1·“五帝錢”
五帝錢,是指清朝順治、康熙、雍正、乾隆、嘉慶五個(gè)皇帝在位時(shí)發(fā)行的貨幣。五帝處于中國國力最強(qiáng)大的年代,時(shí)代相連,國運(yùn)昌盛,社會(huì)安定繁榮,帝王獨(dú)尊,百姓樂業(yè),錢幣鑄造精良,流通時(shí)久,得“天、地、人”之精氣,故能鎮(zhèn)宅、化煞,并兼具旺財(cái)功能。以元寶,重寶,通寶為例構(gòu)建命題這五位皇帝用的“方孔”錢和大多其他古錢一樣都是,同心圓中開一個(gè)正方形的孔。(如圖二) 會(huì)構(gòu)建命題:
(1) 一枚圓形方孔錢(如圖二)的外圓直徑為a,中間方孔邊長為b,則圓中實(shí)體面積為?( )。
(2) 某仿古錢幣直徑為4cm,錢幣內(nèi)孔邊緣恰好是圓心在錢幣外緣均勻分布的等?。ㄈ鐖D三).求錢幣在桌面上能覆蓋的面積為多少?(10.84cm2)。
(3) 如圖四,一枚直徑為4cm的中華民國古錢幣沿著直線滾動(dòng)一周,圓心移動(dòng)的距離是?(4 cm)
(預(yù)設(shè)命題) 這個(gè)正方形有一個(gè)與錢幣圓同心的外接圓。
(再命題1) 如果畫岀這個(gè)正方形的對角線(如圖五),那么∠OAB=45°,∠OBA=45°,于是A、B、B、A四點(diǎn)共圓,同理可證B、C、C、B,C、D、D、C,D、A、A、D,都分別共圓。
(命題2變式) 現(xiàn)在,我們把上述問題變換如下:
如圖六,若以下各組點(diǎn)都共圓:(1) A、B、B、A(2) B、C、C、B(3) C、D、D、C(4) D、A、A、D(5) A、B、C、D,那么(6) A、B、C、D仍然共圓嗎?(四邊形ABCD不一定是正方形)
證明:∵A、B、B、A共圓 ∴∠1=∠AAB ,
∵B、C、C、B共圓 ∴∠2=∠CCB,
∵C、D、D、C共圓 ∴∠3=∠CCB
∵D、A、A、D共圓 ∴∠4=∠AAD
∴∠1 + ∠2 + ∠3 + ∠4=∠DAB + ∠BCD
又∵A、B、C、D共圓 ∴∠DAB+∠BCD=180°
∴∠1+∠2+∠3+∠4=180° ∴A、B、C、D共圓
(命題3推論) 六組四點(diǎn)共圓,若有其中任何五組共圓,則最后一組四點(diǎn)必共圓。
2·“孫小頭”
1912年是中華民國成立的開始,為了紀(jì)念這件翻天覆地的大事,國民政府決定鑄銀元紀(jì)念。1912年的民元國會(huì)。選舉孫中山為第一領(lǐng)導(dǎo)人。鑄造的首批銀元以孫中山頭像為背景圖案。 開國紀(jì)念幣為例實(shí)心同心圓,如圖七作命題構(gòu)想
(命題4)如圖七,(1)內(nèi)圓S1和圓環(huán)S2,S3有相同的圓心,且小圓S1和圓環(huán)S2,S3面積相等, 又S1,S2,S3對應(yīng)的半徑分別為R1,R2,R3則 =________ .(3)
(2) 若兩條R2互相垂直,和圓環(huán)相交四點(diǎn)組成等腰梯形面積為25cm2,,則圓環(huán)的面積為多少?(50cm2)
3. “四川銅幣”
民國時(shí)期發(fā)行的一種貨幣。銅幣是機(jī)器鑄造的,少量翻砂造,銅元數(shù)量很大,是很重要的一個(gè)品類,甚至可以說是民國銅元的主體品種。1911年辛亥革命勝利后,清帝退位,中華民國成立,中華民國開國紀(jì)念幣是由民國政府發(fā)行的一款紀(jì)念銅錢,正面“軍政府造”字樣,背面背“漢” 或交叉龍旗。銅幣當(dāng)時(shí)面值以當(dāng)十、當(dāng)二十,當(dāng)五十,當(dāng)一百為主,多數(shù)實(shí)心,尤其有大大小小的圓。
如圖八 為例18個(gè)實(shí)心圓圈居多,因軍閥混戰(zhàn),由于此古錢幣為機(jī)制幣,存在人為或模具磨損而岀現(xiàn)“錯(cuò)幣” 和“殘幣” ,比如岀現(xiàn)圖五的“月牙兒幣” 成為“趣味幣” ,從而構(gòu)建命題,多個(gè)實(shí)心圓
(1)(趣味幣命題5) 如圖八所示,在大圓周上有16個(gè)小圓圈,小明將其中一些不相鄰的小圓圈涂成紅色,這時(shí)無論再將哪個(gè)小圓圈涂成紅色,都會(huì)使圓周上岀現(xiàn)兩個(gè)相鄰的紅色小圓圈,問小明最少涂紅了幾個(gè)小圓圈?(6個(gè))
(2) (月牙兒錯(cuò)幣命題6)如圖九所示,在圓O中,弧ADB =90°,弦AB=a,以B為圓心,BA為半徑畫圓弧交于圓O于另一點(diǎn)C,則由兩條圓弧所圍成的月亮形(圖中陰影部分) 的面積s=?( )
4. “花錢”
花錢源于漢代,花錢在早期是漢族民間自娛自樂的一種玩錢,這種錢幣由于不是流通錢,因此它的材質(zhì)和工藝大都比較粗糙。“花錢”雖然具有錢幣的形態(tài),但不作流通使用,是錢幣中的“非正用品”。漢族民間花錢的種類繁多,五花八門,諸如開爐、鎮(zhèn)庫、饋贈(zèng)、祝福、等等都要鑄錢,這種“錢”,其實(shí)是專供某種需要的辟邪品、吉利品、紀(jì)念品,風(fēng)花雪月品。其中“吉語錢”是比較普遍的一類花錢。主要以“長命富貴”、“福德長壽”、“加官進(jìn)祿”、 “天下太平”等吉語為內(nèi)容,這同時(shí)也反應(yīng)了中國傳統(tǒng)文化的滲透力。其珍稀美勝過官局制錢幣,這一實(shí)一空同心圓構(gòu)建命題。
(命題7)有兩個(gè)半徑差為2cm的圓,它們各有一個(gè)內(nèi)接正十二邊形(如圖十)所示,已知陰影部分的面積是2016cm2,請問小圓的半徑是多少?(167cm)
5. “刀幣”
春秋晚期至戰(zhàn)國時(shí)期的燕國、齊國、趙國、中山國所通行的刀類貨幣 ,外形由同心圓和曲多邊形組成,象一把“鑰匙” ,構(gòu)建命題。
(命題8)如圖十二<1>若圓內(nèi)接六邊形ABCDEF對邊CD//AF,對邊AB,ED延長交于M,BC,F(xiàn)E延長交于N,則MN//CD.
事實(shí)上,本命題對于六邊形ABCDEF不是凸六邊形,六邊形發(fā)生相交的情況亦是成立的。由此可演變出21個(gè)命題,下面選擇幾個(gè)羅列如下,它們證明方法羅列基本相同,不再一一寫出,其余命題留作讀后探究。
變式1:圓內(nèi)接六邊形ABCDEF的對角線AF與CD平行,對角線AB,DE交于M,BC,EF交于N,則MN//CD. (圖十二<2>)
變式2: 圓內(nèi)接六邊形ABCDEF邊CD//AF,對角線MN//CD。(圖十二<3>)
變式3:圓內(nèi)接六邊形AECDBF對邊CD//AF,對角線AB,ED延長線交于M,BC、FE延長交于N,則MN//CD. (圖十二<4>)
變式4: 圓內(nèi)接六邊形ABEFCD對角線AF//DC,對角線DE與邊AB延長交于N,則MN//CD. (圖十二<5>)
變式5:圓內(nèi)接六邊形ABDCFE對角線AF//DC,對角線ED與邊AB延長交于M,對角線BC與EF延長交于N,則MN//DC。(圖十二<6>)
變式1-5中,若仍看作六邊形ABCDEF,則它不再是凸六邊形,而回到命題8的形式。
不勝枚舉,幾千年古今中外硬幣不計(jì)其數(shù),從古錢幣看幾何圖歷史悠久,作圖題,對稱美,運(yùn)動(dòng),點(diǎn)的軌跡無一不覆蓋,建模命題也會(huì)取之不盡,用之不竭而豐富多彩,由模主要聯(lián)想圓與圓位置關(guān)系及圓與正多邊形關(guān)系,真是生活處處皆學(xué)問,古錢價(jià)值幾何中有無限的幾何呀!