足球表面的數(shù)學(xué)
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 2009-07-29 13:56:26

1.足球表面有幾塊皮子?
前幾天,作了一道這樣的題:一只用黑白皮子縫制的足球,黑皮子是正無(wú)邊形,白皮子是正六邊形,每個(gè)黑皮子周邊縫了5個(gè)白皮子。已知整個(gè)足球面上有12塊黑皮子,求有幾塊白皮子。
乍一看,似乎無(wú)從入手,但解法并不難。解法如下:
解: 每個(gè)黑皮子周邊縫了5個(gè)白皮子,
白皮子共有(含有重復(fù)的): =60(塊)
每個(gè)白皮子旁邊都有 3個(gè)黑皮子,所以被重復(fù)計(jì)算了3次,
白皮子共有: =20(塊)
因此,足球表面有黑白皮子共32塊。
做完之后,我又想:若是給出有20個(gè)白皮子,求黑皮子的個(gè)數(shù)呢?解法如下:
解: 每個(gè)白皮子周邊縫了3個(gè)黑皮子,
黑皮子共有(含有重復(fù)的): =60(塊)
每個(gè)黑皮子旁邊都縫有 5個(gè)白皮子,所以被重復(fù)計(jì)算了5次,
黑皮子共有: =12(塊)
因此,足球表面有黑皮子有12塊。
再往下想,若是問(wèn):共32塊皮子,求黑白皮子各多少呢?解法如下:
解: 設(shè)有黑皮子x塊,則白皮子有(32-x)塊
每個(gè)黑皮子周邊縫了5個(gè)白皮子,每個(gè)白皮子都被重復(fù)計(jì)算了3次,
白皮子共有: (塊)
白皮子數(shù): 32-12=20(塊)
因此,足球表面有黑皮子12塊,白皮子20塊。
那么這道題,我們便弄清楚了。但也許有人會(huì)問(wèn):為什么一定是12塊黑皮子,20塊白皮子呢?這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的好,為了證明這一點(diǎn),我去了許多商場(chǎng),發(fā)現(xiàn)所有的足球都由12塊黑皮子,20塊白皮子構(gòu)成,只不過(guò)是大小不同罷了。因此,我們可以得出一個(gè)結(jié)論:足球都由12塊黑皮子,20塊白皮子構(gòu)成,多一塊或少一塊都不行。
2.足球表面的奇怪現(xiàn)象
大家都學(xué)過(guò),平面密鋪圖形的規(guī)律是:再同一頂點(diǎn)處的各個(gè)角的度數(shù)和為3600,且各正多邊形的邊長(zhǎng)相等。但在足球的表面上,每個(gè)頂點(diǎn)處有2個(gè)正六邊形,1個(gè)正五邊形就可以密鋪了!可1個(gè)正六邊形的內(nèi)角是1200,1個(gè)正五邊形的內(nèi)角是1080,那 么2個(gè)正六邊形,1個(gè)正五邊形的三個(gè)內(nèi)角和應(yīng)為1200*2+1080=3480,并未滿3600,卻可以密鋪了,這又是為什么呢?這說(shuō)明平面上的密鋪和曲面上的密鋪不同,它可能涉及到一個(gè)更深?yuàn)W的幾何學(xué)。
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