七年级下学期,正多边形镶嵌问题,掌握解题技巧

  镶嵌问题指的是用一种或几种多边形进行拼接,彼此之间不留空隙也不重叠地铺成一片。镶嵌问题中用得比较多的为正多边形,因此我们需要了解正多边形的内角。比如正三角形每个内角为60°,正四边形每个内角为90°,正六边形每个内角为120°,正n变形的每个内角为()。求正多边形的内角也可以借助外角的知识点,多边形的外角和为360°,先求出一个外角的度数,再根据外角与相邻的内角互补,得到正多边形每个内角的度数。

  01同形镶嵌问题

  正多边形要能够镶嵌,那么共顶点的各个角度之和等于360°,如果使用一种正多边形进行镶嵌,那么该正多边形的内角一定可以被360°整除,并且要形成镶嵌,那么至少需要三个图形,三个以下是不可能的,六边形以上的正多边形也不能进行镶嵌。

  由此,我们可以得到,能单独镶嵌平面的正多边形只有正三角形,正四边形和正六边形。过每一个正三角形顶点可安排六个正三角形,每个内角60°,共为360°;过每一个正方形公共顶点的正方形有四个,每个正方形的每个内角为90°,4个90°正好是360°;同样,过每个正六边形顶点有三个正六边形,每个内角为120°,三个内角正好为360°。

  02异形镶嵌问题

  除了利用相同的多边形进行镶嵌以外,也可以利用两种多边形、三种多边形或者多种多边形进行镶嵌。如果利用两种正多边形进行镶嵌,满足条件的有六种情况:(1)1个正三角形,2个正12边形;(2)2个正三角形,2个正6边形; (3)3个正三角形,2个正4边形; (4)4个正三角形,1个正6边形;(5)1个正四边形,2个正8边形; (6)2个正五边形,1个正10边形。为了便于记忆,可简单记为(3,12,12)、(3,3,6,6)、(3,3,3,4,4)、(3,3,3,3,6)、(4,8,8)与(5,5,6)。

  三种、四种等等也能镶嵌,这类问题考查选择题居多,因此需要知道什么是镶嵌?镶嵌问题需要满足两个条基本特征:(1)拼接点处的各个角之和等于360度;(2)拼接边相等。

  例题1:某中学新科技馆铺设地面,已有正三角形形状的地砖,现打算购买另一种边长相同、形状不同的正多边形地砖,与正三角形地砖作平面镶嵌,则该学校不应该购买的地砖是( )

  A.正方形 B.正六边形 C.正八边形 D.正十二边形

  解:A、正方形的每个内角是90°,90°×2+60°×3=360°,∴能密铺;

  B、正六边形每个内角是120°,120°+60°×4=360°,∴能密铺;

  C、正八边形每个内角是180°-360°÷8=135°,135°与60°无论怎样也不能组成360°的角,∴不能密铺;

  D、正十二边形每个内角是150°,150°×2+60°=360°,∴能密铺.

  例题2:用正三角形和正六边形镶嵌,若每一个顶点周围有m个正三角形、n个正六边形,则m,n满足的关系式是( )

  A.2m+3n=12 B.m+n=8 C.2m+n=6 D.m+2n=6

  解:正多边形的平面镶嵌,每一个顶点处的几个角之和应为360度,而正三角形和正六边形内角分别为60°、120°,

  根据题意可知60°×m+120°×n=360°,化简得到m+2n=6.

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