神奇的面體互換

近期我學習了關(guān)于面體互換的一些幾何類型的問題,這現(xiàn)在的問題主要包括化面為題和化體為面。

化面為題,主要包括一些二維圖形根據(jù)運動變成一些立體圖形,比如說將一個長方形向與它垂直的方向平移任意距離,所形成的圖形是一個幾何體,當然,也有一些是根據(jù)展開和折疊,將一些平面連接在一起,組成三棱錐,三棱柱甚至n棱錐和n棱柱,這就是關(guān)于面化為體的問題。

正方體的拼接方法:六塊大小形狀完全相同的正方形

長方形:三對大小形狀完全相同的長方形和正方形,每對要兩個長方形或正方形,這些長方形和正方形之間每相鄰的兩個必須有一條長或?qū)捠堑乳L的。

圓柱體:一個長方形和兩個大小形狀完全相同的圓形,圓形的周長等于長方形的長和寬。

圓錐體:一個扇形,還有一個圓形,圓形的周長等于扇形的弧長。

相比之下,體化為面的問題更加多一些,比方說視圖問題,乃至于展開圖,和其他的一些類似問題。

視圖問題,也就是把一些復(fù)雜的幾何題,上面左面前面畫成視圖的樣子,也就是將本來的三維圖形化為了幾個二維圖形所拼湊起來的,在視圖問題中,一般我們可以在正視圖和左視圖中畫上這個視圖中重疊的方塊的數(shù)量,就可以確定一個幾何體的樣貌,一般來說,只要標明兩個視圖的重疊數(shù)量,就會推測整個幾何體的樣子。不過也有時候我們只需要標一個視圖就可以確定一個幾何體,那就是把俯視圖標注出來。

因為在俯視圖中,其實我們可以把這個視圖當做一個直角坐標系,我們可以確定橫坐標和豎坐標(也就是每一個方塊的橫排位置和豎排位置)因為又在俯視圖中標明了重疊的塊數(shù),也就相當于是確定了縱坐標。所以橫坐標,豎坐標和縱坐標都確定了,我們就可以確定這個方塊到底在哪里,就可以構(gòu)建出整個幾何體了。


展開圖問題實際上是非常有趣的,特別是正方體的展開圖,可以有非常非常多的樣子,具體的研究方案可以是在一個正方體的六個面上標上數(shù)字1,2,3,4,5,6。再根據(jù)這些數(shù)字來推測,到底可以怎樣展開。

那么,具體該如何展開呢?

三種展開圖的方式

以上的圖片中有三種展開圖的方式,前兩種我標了底面和側(cè)面具體在哪里,當然,第一種方法的上底面和下底面,其實可以在左側(cè)面前,側(cè)面后,側(cè)面右側(cè)面這條直線的任意位置,如果我們把左側(cè)面,前側(cè)面后側(cè)面還有右側(cè)面視做一條線,那么,上底面和下底面所在的位置可以是線的兩側(cè)的任意位置。

這就是化面為體和化體為面的一些有趣的問題。

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