在數(shù)學上,“包絡”(envelope)是指一系列的直線(或曲線)包圍出一個形狀的情形。如圖1中的直線組成一個圈,然而實際上我們并沒有“畫”這個圓,這時就把這個圓稱作是包絡線。
要想畫出類似的包絡線,首先要畫出一個大圓(例如直徑10cm),并把圓周分成36等分,用量角器每10°作一點即可。
把第n點與第n+10點連線,就可畫出如圖1的圓形包絡線。如果n+10大于36,則須減去36。例如當n=29時,n+10=39,減去36之后得到3,所以第29點是與第3點連線。
如果以n與n+5,n與n+15,n與n+25等方式連線,會得到怎樣的包絡線?
以其他方式連線會得到更多有趣的包絡線。
連接1與2、2與4、3與6、4與8、5與10、…n與2n(圖2),所形成的包絡線稱作“心臟線”(cardioid)。
連接1與3、2與6、3與9、4與12、5與15、…n與3n(圖3),所形成的包絡線稱為“腎臟線”(naphroid)。
試試以其他規(guī)則所能產(chǎn)生的效果。
分析與解答
為了節(jié)省時間,最好是先用復印機或其他方式復制幾張標記有36個點的圓。這個有趣的題目說明了數(shù)字形式與幾何圖形之間的關系。對于那些喜好編織藝術的人,這個題目應該能帶給他們一些新的靈感。