構(gòu)成幾何圖形最基本的要素就是點(diǎn),無數(shù)點(diǎn)排列組合就成了線。線又分為直線、射線、線段三種。直線沒有端點(diǎn),兩端可以無限延長;射線有一個(gè)端點(diǎn),另一端可以無限延長,我們平時(shí)看到的光束就是射線;線段有兩個(gè)端點(diǎn),我們可以測(cè)量其長度。點(diǎn)、線、面創(chuàng)造了我們的圖形世界。
圖形的分類
圖形分為兩種,分別為平面圖形和立體圖形。常見的平面圖形有正方形、長方形、三角形、圓等。每種平面圖形都有自己的特點(diǎn),正方形的四條邊長長度相等,長方形相對(duì)的兩個(gè)長或?qū)掗L度相等,如果要組成一個(gè)三角形,則需要滿足兩邊之和大于第三條邊的條件。
而立體圖形就是將我們?nèi)粘I钪锌吹降男螤钷D(zhuǎn)移到了紙上。有趣的是,一束光照射在三維的立體圖形上,其投影卻成了二維的平面圖形(如圖1),這些圖形又可以分為規(guī)則圖形和不規(guī)則圖形。
不規(guī)則圖形的面積與體積計(jì)算
計(jì)算不規(guī)則圖形的面積或體積,我們可以用切割或填補(bǔ)的方法。例如,我們?cè)诹昙?jí)常遇到的問題就可以用這一方法:一個(gè)長方體,如果高增加了3厘米就變成了一個(gè)正方體,這時(shí)表面積比原來增加了96平方厘米,問原來長方體的表面積是多少平方厘米,體積是多少立方厘米。
這時(shí),我們可以繪制出圖2,知道正方體六個(gè)面的面積相等,算出多出的一個(gè)面的面積為96÷4=24(平方厘米)。為什么除以4而不是除以5呢?因?yàn)樯厦娴拿?,我們可以看成下面的長方體的頂面向上平移,所以除以4。由此得出一個(gè)面的面積是24平方厘米,再除以高增加的3厘米,可以得出正方體的邊長為8厘米。我們知道正方體的六個(gè)面都是正方形,由此可以得出長方體的長和寬都為8厘米。而高未知,這時(shí)我們可以用正方體的邊長減去增加的3厘米得出長方體的高為5厘米?,F(xiàn)在我們知道了長方體的長、寬和高,那么長方體的表面積為兩倍的長×寬加上四倍的長×高,得出結(jié)果為288平方厘米;而體積則為長×寬×高,得出結(jié)果為320立方厘米。
在我們的日常生活中,幾何圖形無處不在,它們構(gòu)成了我們所居住的世界的基礎(chǔ)。地球本身不是一個(gè)完美的球體,而是一個(gè)不規(guī)則的球體,這是幾何學(xué)中的一個(gè)實(shí)例。數(shù)學(xué)家們?cè)谧匀唤缰邪l(fā)現(xiàn)了許多引人入勝的模式和規(guī)律,這些發(fā)現(xiàn)不僅豐富了數(shù)學(xué)的內(nèi)涵,也讓我們能夠用數(shù)學(xué)的視角來觀察和理解周圍的世界。
教師點(diǎn)評(píng)
小作者首先從構(gòu)成幾何圖形的基本要素入手,為同學(xué)們介紹了幾何圖形的分類,又進(jìn)一步建立數(shù)學(xué)模型,介紹了一種常用的求幾何圖形面積與體積的方法。小作者通過實(shí)例發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的美妙,體現(xiàn)出自身的創(chuàng)造力。幾何圖形千變?nèi)f化,在各個(gè)領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用,希望各位同學(xué)能像小作者一樣感受到幾何圖形的魅力。
(指導(dǎo)教師:馬宇歌)