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    平面鑲嵌知識(shí)簡(jiǎn)介
    湖北省沙洋縣長(zhǎng)林中學(xué) 劉黎明
    
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    用若干類(lèi)全等形(能夠完全重合的圖形叫做全等形)無(wú)間隙且不重疊地覆蓋平面的一部分，叫做這幾類(lèi)圖形能鑲嵌(覆蓋、鋪砌)平面．鑲嵌的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是：在每個(gè)公共頂點(diǎn)處，各角的和是360°．最簡(jiǎn)單的鑲嵌是只用一類(lèi)全等形鑲嵌平面．以下對(duì)平面鑲嵌問(wèn)題從三個(gè)方面略作介紹．
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    一、用一種任意多邊形鑲嵌
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    　　1．全等的任意三角形能鑲嵌平面
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    把一些紙整齊地疊放好，用剪刀一次即可剪出多個(gè)全等的三角形．用這些全等的三角形可鑲嵌平面．這是因?yàn)槿切蔚膬?nèi)角和是180°，用6個(gè)全等的三角形即可鑲嵌出一個(gè)平面．如圖1．
    
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    用全等的三角形鑲嵌平面，鑲嵌的方法不止一種，如圖2．
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    2．全等的任意四邊形能鑲嵌平面
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    仿上面的方法可剪出多個(gè)全等的四邊形，用它們可鑲嵌平面．這是因?yàn)樗倪呅蔚膬?nèi)角和是360°，用4個(gè)全等的四邊形即可鑲嵌出一個(gè)平面．如圖3．其實(shí)四邊形的平面鑲嵌可看成是用兩類(lèi)全等的三角形進(jìn)行鑲嵌．如圖4．
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    3．全等的特殊五邊形可鑲嵌平面
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    圣地亞歌一位家庭婦女，五個(gè)孩子的母親瑪喬里·賴(lài)斯，對(duì)平面鑲嵌有很深的研究，尤其對(duì)五邊形的鑲嵌提出了很多前所未有的結(jié)論．1968年克什納斷言只有8類(lèi)五邊形能鑲嵌平面，可是瑪喬里·賴(lài)斯后來(lái)又找到了5類(lèi)五邊形能鑲嵌平面，在圖5的五邊形
    ABCDE中，∠B=∠E=90°，2∠A＋∠D=2∠C＋∠D=360°，a=e，a＋e=d．圖6是她于1977年12月找到的一種用此五邊形鑲嵌的方法．用五邊形鑲嵌平面，是否只有13類(lèi)，還有待研究．
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    4．全等的特殊六邊形可鑲嵌平面
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    1918年，萊因哈特證明了只有3類(lèi)六邊形能鑲嵌平面．圖7是其中之一．在圖7的六邊形ABCDEF中，∠A＋∠B＋∠C=360°，a=d．
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    5．七邊形或多于七邊的凸多邊形，不能鑲嵌平面．
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    二、用同一種正多邊形鑲嵌
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    　　只有正三角形、正方形和正六邊形可鑲嵌平面，用其它正多邊形不能鑲嵌平面．
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    三、用多種正多邊形鑲嵌
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    　　例如：用正三角形和正六形的組合進(jìn)行鑲嵌．設(shè)在一個(gè)頂點(diǎn)周?chē)?i>m個(gè)正三角形的角，有n個(gè)正六邊形的角．由于正三角形的每個(gè)角是60°，正六邊形的每個(gè)角是120°．所以有
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    ??? m·60°＋n·120°=360°，即m＋2n=6．
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    這個(gè)方程的正整數(shù)解是或
    
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    可見(jiàn)用正三角形和正六邊形鑲嵌，有兩種類(lèi)型，一種是在一個(gè)頂點(diǎn)的周?chē)?個(gè)正三角形和1個(gè)正六邊形，另一種是在一個(gè)頂點(diǎn)的周?chē)?個(gè)正三角形和2個(gè)正六邊形．如圖8、圖9．
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    讀者可探究用其它兩種正多邊形或兩種以上的正多邊形進(jìn)行鑲嵌的問(wèn)題．
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    參考文獻(xiàn)：
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    《初等數(shù)學(xué)研究的問(wèn)題與課題》?楊之（即楊世明先生）?湖南教育出版社? 1993年5月版
    
    

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