用火柴棍不但可以在桌面上擺出三角形、四邊形等平面圖形,而且還可以搭出立體圖形,如正方體、長(zhǎng)方體。還可以擺出棱臺(tái)和棱錐等立體圖形,只是要你更耐心些,更細(xì)心些。其實(shí)這些都不難,只要用橡皮泥把火柴棍按要求粘起來(lái),一個(gè)個(gè)立體模型骨架就會(huì)在你的桌面上“站”起來(lái)了。這種活動(dòng)大有好處,既能鍛煉動(dòng)手能力,又能增強(qiáng)空間想像力。
立體模型做好之后,你再仔細(xì)進(jìn)行觀察,數(shù)一數(shù)每個(gè)立體的頂點(diǎn)、棱和面的數(shù)目,然后再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算就可能重新發(fā)現(xiàn)250多年前大數(shù)學(xué)家歐拉提出的一個(gè)著名公式;如果你在驚奇之余,不滿足于對(duì)歐拉的敬佩和對(duì)公式的贊美,那就請(qǐng)你模仿歐拉、學(xué)習(xí)歐拉,也來(lái)搞點(diǎn)創(chuàng)造性的思維活動(dòng)——用火柴棍當(dāng)工具,做一次親身發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)公式的嘗試吧。
例1 以下各小題做立體模型要用橡皮泥粘接。
。1)用六根火柴棍搭成一個(gè)四面體。
。2)用八根火柴棍搭成一個(gè)四棱錐。
(3)用十二根火柴棍搭成一個(gè)正方體。
。4)用九根火柴棍搭成一個(gè)三棱柱。
解:
數(shù)數(shù)、想想、算算
數(shù)一數(shù)你做出的各個(gè)立方體的頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)、棱的條數(shù)(即火柴棍的根數(shù))、面數(shù)(需要想像出來(lái))是多少?
算一算,每個(gè)立方體的頂點(diǎn)數(shù)-棱數(shù)+面數(shù)=?再把數(shù)據(jù)列成表。
解:
進(jìn)一步想,任何一個(gè)立體圖形的頂點(diǎn)數(shù)、棱數(shù)、面數(shù)之間都有這種關(guān)系嗎?這是多么奇妙的事情呀!
立體又叫多面體。任何一個(gè)多面體都有
這叫歐拉公式。最早是法國(guó)大數(shù)學(xué)家笛卡兒發(fā)現(xiàn)的,后來(lái)大數(shù)學(xué)家歐拉在1732年正式提出并給予了證明。