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数学活动平面镶嵌有些地板的拼合图案如下图所示。用地砖铺地,用瓷砖贴墙,都要求砖与砖严丝合缝,不留空隙,把地面或墙面全部覆盖。观察以下图案分别是由哪些几何图形组成的? (1) (2) (3) (4) (5) (6)用形状相同或不同的平面封闭图形把平面的一部分(如地面、墙面)既无缝隙又不重叠地全部覆盖,在几何里叫做用多边形覆盖平面或平面镶嵌。今天我们就来研究一些多边形能否镶嵌成平面图案,并探究为什么会出现这种结果。一、一种正多边形的镶嵌(如图(1)、(2)、(3)、(5)、(6)1、正多边形的顶点在另一个正多边形的边上(如图(3)、(6)2、顶点与顶点重合的情形(如图(1)、(2)、(4)、(5)什么样的正多边形可以用来镶嵌呢? (1) 正三角形的平面镶嵌(2) 正方形的平面镶嵌(3) 正六边形的平面镶嵌要嵌成一个平面,必须要求在公共顶点处的所有内角的和为360度。只用一种正多边形进行镶嵌,设正多边形的边数为n,个数为k, 若顶点重合,则有=2+n3,且n、k为正整数k-2为4的正约数k-2=4或k-2=2或k-2=1或或 如果一块正多边形的顶点落在另一块的边上,则有=2+n3,且n、k为正整数k-1为2的正约数k-1=2或k-1=1或由一种正多边形进行镶嵌,只能有三种情况:(1) 正三角形(2) 正方形(3) 正六边形二、两种正多边形的镶嵌(如图(4)(1)正三角形与正方形的镶嵌 (2)正三角形与正六边形的镶嵌 (3)正三角形与正十二边形的镶嵌(4)正方形和正八边形的镶嵌三、三种正多边形的镶嵌正方形、正六边形和正十二边形四、任意四边形均可平面镶嵌。五、任意三角形均可平面镶嵌。 六、请同学们搜集并设计一些平面镶嵌图。资料学习:用正多边形进行平面镶嵌只有17组解。有书记载说明这17组解是1924年一个叫波尔亚的人给出的。实际上早在此
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