研究性课题：多面体欧拉公式的发现

一、介绍欧拉,引入课题著名数学家欧拉(Euler,1707-1783),瑞士人.在数学家贝努利(Bernoulli)的赏识下开始学习数学,16岁就获硕士学位,后来毕生从事数学研究,是数学历史上最“高产”的数学家之     

“多面体欧拉公式的发现”的教学实践及意义

1研究性课题和方案设计 "多面体欧拉公式的发现"是高中<数学>(试验修订本·必修)第二册(下)的研究性课题.其问题的设计可谓是别出心裁:它提示了知识的背景,让学生从欧拉的废纸篓中寻找研究的痕迹,让学生去体验面对一个新问题时,应如何去探索和研究;它创设了问题的情境,给学生一些简单、直观、具体的模型,使学生身临其境,真正成为研究主体;它教给了学生"观察-归纳-猜想-证明"的研究方法.在教学过程中,笔者分三步进行:首先,让学生认真自学,合理猜想并提出问题,每人写一份学习心得和体会;其次,小组合作,将全班55人分成11个小组,每组5人,其中选出1人为组长,同组之间彼此交流观点、讨论并提出小组问题,共同研究并由组长整理成小组论文;再次,师生共探,针对每组得到的结论和提出的问题,采取讨论式教学方法,师生共同研究解决.     

例谈欧拉公式

高中数学新教材注重学生的研究性学习,其中§9.9"多面体欧拉公式的发现"就是以研究性课题的形式设计,通过这一节的学习使学生体会到了主动参与的发现式学习活动,培养了他们通过观察发现规律并证明所得猜想的能力.但在教学过程中也发现学生对"欧拉公式"的记忆、证明、应用还存在较大的困难.     

欧拉公式的一种新证法

欧拉公式是一个十分重要的公式,它在拓扑学中有十分广泛的形式,其证明也离不开拓扑学的思想.在中学课本中只是针对简单多面体的情况,若用V、E、F分别表示简单多面体的顶点数、棱数、面数,欧拉公式断言V F-E必恒等于2.在这种情况下,若将多面体的表面看成是橡皮做的,可以将它充气成一个球面,用拓扑的语言说,它们的表面与球面同坯.     

多面体欧拉公式与"足球烯"

欧拉公式Ｖ +Ｆ -Ｅ =2 ,反映了简单多面体的元素 (顶点数Ｖ、面数Ｆ和棱数Ｅ)之间的数量关系 ,它在研究简单多面体时是很有用的工具。大家都知道利用欧拉公式可以证明正多面体只有五种 :正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体。现来看欧拉公式在研究化学分子结构中的应用。1 996年的诺贝尔化学奖授予对发现Ｃ6 0 有重大贡献的三位科学家。如图所示 ,Ｃ6 0 是由 60个Ｃ原子构Ｃ6 0 的结构成的分子 ,它的结构为简单多面体形状。这个多面体有 60个顶点 ,以每一个顶点为一端点都有三条棱 ,面的形状只有五边形和六边形 ,你能计…     

有关多面体欧拉公式的应用

过去我们研究的几何问题主要涉及到长度、距离、面积、体积、全等等度量问题,而多面体欧拉公式与度量无关.欧拉公式V+F-E=2反映了简单多面体的元素(顶点、面和棱)     

简单多面体的欧拉公式的一个推广

全日制普通高级中学教科书（必修）第二册（下）增加了研究性课题：多面体欧拉定理的发现,给出了简单多面体的顶点数V、面数F和棱数E之间存在规律：V＋F-E=2．它叫做欧拉公式．     

运用"独占"思想解答欧拉公式的应用问题

"欧拉公式"的发现是数学新教材中的研究性课题.学生通过积极主动地学习探究过程,充分体验数学家的创造性工作.欧拉公式"V F-E=2"所揭示的是多面体的元素(棱、顶点及面)之间的数量关系.在具体应用过程中,由已给的条件找出三个数V,E,F,或确定其两两之间的关系,代入欧拉公式求出其中的一个数,进而求其它各数.学生在学习过程中碰到的难点是:在寻求三个数中,如何确定其中两两之间的关系式,这就是解决欧拉公式应用问题的关键.为此,本文尝试用"独占"的思想策略来解决这个难点问题.     

运用“独占”思想解答欧拉公式的应用问题

“欧拉公式”的发现是数学新教材中的研究性课题．学生通过积极主动地学习探究过程，充分体验数学家的创造性工作．欧拉公式“V F-E=2”所揭示的是多面体的元素(顶点、面及棱)之间的数量关系．在具体应用过程中，由已给的条件找出三个数V、E、F，或确定其两两之间的关系，代入欧拉公式求出其中的一     

类比法与欧拉公式的应用

类比推理是根据两个或两类对象在某些关系或性质上相同或相似,从而推断它们在另外的关系或性质上也相同或相似.运用类比推理来启发所研究的对象具有某种关系或属性的方法称为类比法.类比法带有启发性,它可以把一类对象内的关系转化为另一类对象内的关系,从而使问题得到解决. 通常运用类比法的关键在于联想,一方面要大胆联想,另一方面也要认真思索类比对象之间是如     

有关多面体欧拉公式的应用

过去我们研究的几何问题主要涉及到长度、距离、面积、体积、全等等度量问题,而多面体欧拉公式与度量无关。欧拉公式V F-E=2反映了简单多面体的元素(顶点、面和棱)之间的数量关系,它在研究简单多面体时是很有用的工具。大家都知道正多面体只有5种:正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体。为什么呢?就     

简约而不简单——在研究性学习中感受数学的简单美

爱因斯坦说:"美,本质中就是简单性."他还认为,只有借助数学,才能达到简单性的美学准则. 中世纪英国哲学家奥卡姆(William of Occam,1300-1350年)崇尚简单美,他说:"自然界运动总是遵循最简单的途径,诸多理论中最简单的理论,是比较美的理论."     

多面体欧拉公式的应用

对于一个简单多面体 ,若它的顶点数为Ｖ ,面数为Ｆ ,棱数为Ｅ ,则有Ｖ +Ｆ-Ｅ =2 .这是著名的多面体欧拉公式 .教材对多面体欧拉公式 ,采用了“研究性课题”的学习方式 ,旨在体现对数学公式的发现过程 ,培养学生探究数学问题的学习习惯 .本文进一步谈谈多面体欧拉公式的应用 .例 1　一简单多面体的棱数为 3 0 ,面数为1 2 ,则它的各面多边形的内角总和为 (　　 )(Ａ) 540 0°　　　　 (Ｂ) 6480°(Ｃ) 72 0 0° (Ｄ) 792 0°解　由欧拉公式得　　Ｖ =Ｅ-Ｆ+2=3 0 -1 2 +2 =2 0 ,∴它的各面多边形的内角总和为(Ｖ -2 ) × 3 60°=6480°.故选…     

欧拉公式的简单应用

欧拉公式：V＋F-E=2是描述简单多面体的顶点数（V）、面数（F）、棱数（E）之间的特有规律的一个公式．这个规律是简单多面体的一种拓扑不变性质，即V＋F-E是一个拓扑不变数．用欧拉公式可以轻松求解有关多面体的棱数、面数、顶点数、各面多边形的内角等综合问题．     

欧拉公式的平面形式及其应用

全日制普通高级中学教科书 (试验修订本·必修 )给出了欧拉公式的空间形式 :简单多面体的顶点数 V、面数 F的和与棱数 E之间存在如下关系 :V+ F- E=2 .由课本的证明过程可得下面的欧拉公式的平面形式 :平面上由若干个多边形组成的图形 ,其顶点数 V、将平面分成的区域数 F的和与边数 E之间存在如下关系 :V+ F- E=2 .(注 :多边形可以是凹多边形 )下面应用它解决《中等数学》2 0 0 2年第 1期数学奥林匹克高中训练题第二试第三题 .凸 n边形 (n≥ 4)玫瑰园的 n个顶点各栽有 1棵红玫瑰 ,每两棵红玫瑰之间有一条直小路相通 ,这些直小路没有出…     

平面中的欧拉公式

瑞士数学家欧拉发现了多面体顶点数V、面数F和棱数E之间的关系式：V F-E=2，人们把它称为“欧拉公式”．其实，在平面上也有类似的关系式．     

“多面体欧拉定理的应用”研究性学习设计

背景材料2001年10月7日,中国国家男子足球队在五里河体育场以1:0战胜阿曼队,提前两轮出线晋级世界杯决赛阶段,实现了国人40年的梦想,一时间,足球成了最热门的话题之一,更是广大