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十二面體(奧數思維能力拓展)

2010-05-14 16:04:12      下載試卷

  正十二面體是所謂“柏拉圖立體”(Platonic solids)的5種正多面體之一。其他4種為正四面體、正方體、正八面體與正二十面體。

  這些立體的每個面都是正多邊形,每個頂點與其他的頂點看起來都一樣。正十二面體有12個面,每一面都是正五邊形。曾有人利用12面,每面代表一個月,做成年歷。



  以正十二面體為基礎,還可以制作出外形非常吸引人的星狀體。圖2是正十二面體展開圖的一半。在紙上或紙板上完成圖形之后,只要把紙疊在一起,用圓見的針尖穿刺各個頂點,就可以復制此圖形。

  (1)畫出一個大圓。

  (2)由中心O畫5條線至圓周,即OA、OB、OC、OD、OE,夾角都是72°。

  (3)將AB、BC、CD、DE與EA連線,形成正五邊形。



  (4)畫出ABCDE所有的對角線。這些對角線會在中心形成較小的五邊形PQRST.這個五邊形將是正十二面體中的一面。

  (5)現在畫出PQRST的對角線(以虛線表示),并作其延長線,以形成其他小五邊形的邊。

  (6)用穿刺卡片紙的方法復制所需要的平面圖。

  (7)在畫好的平面圖中加上畫斜線的粘貼部分,如圖2所示。

  (8)仔細剪下平面圖,并在所有折線(例如PQ)處用筆或刀背劃出刻痕,以便于折疊。

  (9)最后用速干膠粘合。

  在制作過程中要力求精確,否則最后的模型會無法嵌合在一起。

  在完成正十二面體之后,只要在上面加些尖角,就成了絕佳的圣誕節飾品(圖3)。



  這些尖角呈五面金字塔形,金字塔的每一面都是與正十二面體展開圖中APQ相等的等腰三角形。

  這個金字塔的展開圖很簡單:先畫一個半圓,半徑與形成正十二面體的五邊形的對角線相等,將半圓分成5等分,夾角為36°,如圖4所示。



  加上粘貼部分,并在折線處刻下痕印。總共需要12個尖角,因此在復制其他尖角之前最好先做一個,看看是否能與正十二面體接合得很好,然后再復制其他的尖角。

  完成模型之后,你應該可以發現相鄰尖角的面都位于同一平面,從而形成五角星形。
 

來源:奧數網 作者:——

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