用三种正多边形镶嵌平面的方案只有三种。是哪三种呢

折磨的近义词2023-04-29  26

三种正多边形镶嵌

11个正三角形和2个正四边形和1个正六边形

21个正四边形和1个正六边形和1个正十二边形

3正三角形和正四边形和正十二边形

附:正三角形和正四边形和正十二边形虽然能进行平面镶嵌,但不是所有顶点处都是有这三种图形构成

2个正五边形和1个正四边形虽然能在同一个顶点处内角和构成360度,但是他们只能围成一圈,外围不能再进行,会出现重叠现象,因此不能进行平面镶嵌

正四边形和正五边形和正二十边形虽然能在同一顶点处内角和构成360度,但是他们不能进行平面镶嵌

另:

单独的一个图形镶嵌:

任意三角形,

任意四边形,

正三角形

正四边形

正六边形

两种正多边形镶嵌

3个正三角形和2个正方形

2个正三角形和2个正六边形 或者 4个正三角形和1个正六边形

1个正三角形和2个正十二边形

1个正四边形和2个正八边形

嵌图形:规则的平面分割叫做镶嵌,镶嵌图形是完全没有重叠并且没有空隙的封闭图形的排列。一般来说, 构成一个镶嵌图形的基本单元是多边形或类似的常规形状, 例如经常在地板上使用的方瓦。然而, 埃舍尔被每种镶嵌图形迷住了,不论是常规的还是不规则的; 并且对一种他称为metamorphoses(变形)的形状特别感兴趣,这其中的图形相互变化影响,并且有时突破平面的自由。他的兴趣是从1936年开始的,那年他旅行到了西班牙并且在Alhambra看到了当地使用的瓦的图案。他花了好几天勾画这些瓦面,过后宣称这些 "是我所遇到的最丰富的灵感资源",1957年他写了一篇关于镶嵌图形的文章,其中评论道:"在数学领域,规则的平面分割已从理论上研究过了 ,难道这意味着它只是一个严格的数学的问题吗?按照我的意见, 它不是。数学家们打开了通向一个广阔领域的大门,但是他们自己却从未进入该领域。从他们的天性来看他们更感兴趣的是打开这扇门的方式,而不是门后面的花园。"

无论这对数学家是否公平, 有一点是真实的--他们指出了在所有的常规的多边形中,仅仅三角形,正方形,和正六边形能被用于镶嵌。但许多其他不规则多边形平铺后也能形成镶嵌,例如有许多镶嵌就使用了不规则的五角星形状。埃舍尔在他的镶嵌图形中利用了这些基本的图案,他用几何学中的反射、平滑反射、变换和旋转来获得更多的变化图案。他也精心地使这些基本图案扭曲变形为动物、鸟和其他的形状。这些改变不得不通过三次、四次甚至六次的对称以便得到镶嵌图形。这样做的效果既是惊

同一个任意三角形,同一个任意四边形都能镶嵌成平面,

因为镶嵌成平面就是过一点的各角和为360度,而三角形内角和为180,四边形为360,所以任意的相同图形(三角形或四边形)都能嵌成平面

用若干类全等形(能够完全重合的图形叫做全等形)无间隙且不重叠地覆盖平面的一部分,叫做这几类图形能镶嵌(覆盖、铺砌)平面.镶嵌的一个关键点是:在每个公共顶点处,各角的和是360°。

用一种任意多边形镶嵌

1.全等的任意三角形能镶嵌平面

把一些纸整齐地叠放好,用剪刀一次即可剪出多个全等的三角形.用这些全等的三角形可镶嵌平面.这是因为三角形的内角和是180°,用6个全等的三角形即可镶嵌出一个平面.如图

用全等的三角形镶嵌平面,镶嵌的方法不止一种

2.全等的任意四边形能镶嵌平面。

仿上面的方法可剪出多个全等的四边形,用它们可镶嵌平面.这是因为四边形的内角和是360°,用4个全等的四边形即可镶嵌出一个平面.如图3.其实四边形的平面镶嵌可看成是用两类全等的三角形进行镶嵌.如图4.

3.全等的特殊五边形可镶嵌平面

圣地亚歌一位家庭妇女,五个孩子的母亲玛乔里·赖斯,对平面镶嵌有很深的研究,尤其对五边形的镶嵌提出了很多前所未有的结论.1968年克什纳断言只有8类五边形能镶嵌平面,可是玛乔里·赖斯后来又找到了5类五边形能镶嵌平面,在图5的五边形ABCDE中,∠B=∠E=90°,2∠A+∠D=2∠C+∠D=360°,a=e,a+e=d.图6是她于1977年12月找到的一种用此五边形镶嵌的方法.用五边形镶嵌平面,是否只有13类,还有待研究.

4.全等的特殊六边形可镶嵌平面

1918年,莱因哈特证明了只有3类六边形能镶嵌平面.图7是其中之一.在图7的六边形ABCDEF中,∠A+∠B+∠C=360°,a=d.

5.七边形或多于七边的凸多边形,不能镶嵌平面.

用同一种正多边形镶嵌

只有正三角形、正方形和正六边形可镶嵌平面,用其它正多边形不能镶嵌平面.

用多种正多边形镶嵌

所有的方法:

用1种:(3,3,3,3,3,3)(4,4,4,4)(6,6,6);

用2种:(4,8,8)(3,12,12)(3,3,6,6)(3,3,3,3,6)(3,3,3,4,4)(5,5,10)

用3种:(3,4,4,6)(4,6,12)(3,3,4,12)(3,10,15)(3,9,18)(3,8,24)(3,7,42)(4,5,20)

其中的数字分别代表正多边形的边数。共有17种。是枚举出来的。

证明不能用3种以上的多边形镶嵌:

因为若用4种,则内角和最小为60+90+108+120=378>360,(三角形、正方形、正五边形、正六边形)。

另外其中带星号的的两个(5,10,10)(3,7,42)是只能在一个点镶嵌,而不能在整个平面镶嵌。不带这两个,则是有15种方法。

例如:用正三角形和正六形的组合进行镶嵌.设在一个顶点周围有m个正三角形的角,有n个正六边形的角.由于正三角形的每个角是60°,正六边形的每个角是120°.所以有

m·60°+n·120°=360°,即m+2n=6.

这个方程的正整数解,可见用正三角形和正六边形镶嵌,有两种类型,一种是在一个顶点的周围有4个正三角形和1个正六边形,另一种是在一个顶点的周围有2个正三角形和2个正六边形。

以上就是关于用三种正多边形镶嵌平面的方案只有三种。是哪三种呢全部的内容,包括:用三种正多边形镶嵌平面的方案只有三种。是哪三种呢、镶嵌图形设计方法、为什么形状、大小相同的任意四边形能镶嵌成平面图形任意三角形呢等相关内容解答,如果想了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

转载请注明原文地址:https://juke.outofmemory.cn/read/3726049.html

最新回复(0)