对角线中间的洞
2021-05-12张浩然
最近一段时间,我对平面几何图形有了兴趣。没事的时候,我总爱一个人用铅笔和三角尺在草稿纸上边画图边研究。我偷偷告诉你们,这些图形啊,就像哈利波特的魔法世界一样,神奇有趣!
这不,又一个周日的早上,我发现了一件特别神奇的事。嘘……我竟然在给多边形画对角线的时候,发现了一个奇怪的“洞”。而且,这个“洞”竟然还是忽隐忽现的,这真是太神秘了!我已经迫不及待地要去这个“洞”里探索一番!
为了探索这个在多边形世界里的“洞”,我们要先准备一样“工具”——对角线。对角线,是连接多边形任意2个不相邻顶点的线段,这个线段将在接下来的探索中起到关键作用。
看,这个四边形,它有4个顶点,通过连接不相邻的顶点,我们就能得到2条对角线。这2条对角线是相互交叉的。令人遗憾的是,这2条对角线所形成的图案,并没有“洞”,如图1。
接下来我把目光转向了五边形,它有5个顶点。通过连接不相邻的顶点,可以得到5条对角线。这些对角线相交,所形成的图案中不正有个“洞”吗?找到啦!如图2。
那么,六边形呢?它有6個顶点,通过连接不相邻的顶点,会得到9条对角线。让我们一起观察9条对角线所形成的图案。咦?中间的“洞”又消失了,如图3。
六边形上的“洞”消失后,我决定试试七边形,它有7个顶点,通过连接不相邻的顶点,会得到14条对角线。仔细看看所形成的图案,中间的那个神秘的洞竟然又出现了 ,如图4。这……这太不可思议了。是什么神奇的“魔法咒语”,让这个“洞”一会儿出现,一会儿又消失了呢?
幸好,我有数学老师教给我的表格法。让我来列个表格,解析一下吧!
看看右边的表,是不是清晰多了?经过列表对比分析,我们发现原来这个“魔法咒语”的原理是这样的:多边形边数是奇数还是偶数,才是和多边形对角线图案中间的“洞”有关系的。只有当多边形的边数是奇数时,它的对角线形成的图案中间才会有“洞”。当多边形的边数是偶数时,它的对角线形成的图案中心就没有了“洞”。这真是太酷了!
我的神秘洞探险故事讲完了。小朋友们,数学的魔法世界是不是特别神奇呢?
指导老师 陈非非
陈子月 5月2日 12:15:44
想一想,如果我们把一个多边形的边数尽可能增多,且最后这个多边形的边数为奇数,会发生什么神奇的事情呢?
张浩然 5月2日 13:42:28
哈哈,根据你的启发,我竟然得到了一个全新的“画圆”方法!这既不同于我们常见的以定点为圆心,以定长为半径的画圆方法,如图5。这也不同于通过切割多边形的角,来渐渐形成一个圆的画圆方法,如图6。这是一种以增加多边形的边数,使对角线在图形中间相互切割,最终在奇数边的多边形的内部得到一个圆的方法,如图7。