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奇妙的欧拉公式

2021-01-21肖学军

初中生世界·七年级 2021年12期
关键词:区域

肖学军

请观察下列几种简单多面体模型,数一数这些多面体的顶点数、面数和棱数。

我们将数出的结果填入下表中:

请思考:这些多面体的顶点数(V)、面数(F)、棱数(E)之间有什么关系?

不难发现,这个有趣的关系就是:V+F-E=2。它最早是由18世纪瑞士数学家欧拉发现并证明的,因此也被称为欧拉公式或者欧拉定理。

我们再来观察下面4个平面图形:

请数一数它们各有多少个顶点?多少条边?这些边围出了多少个区域?

我们将结果填入下表中:

观察上表,请思考这些平面图形的顶点数(V)、边数(F)、区域数(E)之间有什么关系?任意作出一个图形试试看。

通过观察易知,任何平面图形的顶点数、邊数及区域数之间存在的关系是:顶点数+区域数-边数=1,用字母表示就是: V+E-F=1。

聪明的读者,你能够用欧拉公式来解决下列问题吗?

1. 正二十面体有12个顶点,那它有 条棱;

2. 一个多面体的面数比顶点数大8,且有30条棱,则它的顶点数是 ;

3. 某个玻璃饰品的外形是简单多面体,它的外表是由三角形和八边形两种多边形拼接而成,且有24个顶点,每个顶点处都有3条棱,设该多面体表面三角形的个数为x个,八边形的个数为y个,求x+y的值。

参考答案:1.30;2.12;3.14。

(作者单位:南京师范大学第二附属初级中学)


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