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、長方體。還可以擺出棱臺和棱錐等立體圖形,只是要你更耐心些,更細心些。其實這些都不難,只要用橡皮泥把火柴棍按要求粘起來,一個個立體模型骨架就會在你的桌面上“站”起來了。這種活動大有好處,既能鍛煉動手能力,又能增強空間想像力。
立體模型做好之后,你再仔細進行觀察,數一數每個立體的頂點、棱和面的數目,然后再經過簡單的計算就可能重新發現250多年前大數學家歐拉提出的一個著名公式;如果你在驚奇之余,不滿足于對歐拉的敬佩和對公式的贊美,那就請你模仿歐拉、學習歐拉,也來搞點創造性的思維活動——用火柴棍當工具,做一次親身發現數學公式的嘗試吧。
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四面體。
(2)用八根火柴棍搭成一個四棱錐。
(3)用十二根火柴棍搭成一個正方體。
(4)用九根火柴棍搭成一個三棱柱。
解:
數數、想想、算算
數一數你做出的各個立方體的頂點的個數、棱的條數(即火柴棍的根數)、面數(需要想像出來)是多少?
算一算,每個立方體的頂點數-棱數+面數=?再把數據列成表。
解:
進一步想,任何一個立體圖形的頂點數、棱數、面數之間都有這種關系嗎?這是多么奇妙的事情呀!
立體又叫多面體。任何一個多面體都有
這叫歐拉公式。最早是法國大數學家笛卡兒發現的,后來大數學家歐拉在1732年正式提出并給予了證明。