折纸中的数学
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折纸是一门具有深厚数学基础的艺术形式,通过运用数学原理和几何学概念,可以创作出各种独特的折纸作品。
折纸是一种结合几何学和数学原理的艺术和手工技巧。
在折纸的过程中,涉及到很多数学概念和原理。
1.1几何学:折纸中使用的几何概念包括点、直线、角度、比例、相似三角形等。
通过几何学原理,可以实现各种复杂的折纸形状和结构。
1.2尺规作图:在折纸中,通常需要按照一定的比例和尺寸来进行折叠,这涉及到尺规作图中的标尺和尺子等工具,以及画圆规等几何工具。
2.1数学计算:在一些复杂的折纸设计中,需要进行数学计算来确定各个部分的尺寸和位置,以确保最终的折纸作品符合设计要求。
2.2对称性:对称性在折纸中非常重要,通过对称性原理可以实现各种独特的折纸形状和结构,增加折纸作品的美感和艺术性。
折纸与数学简介篇一:数学与折纸数学与折纸我们中的大多数人都有过折纸的经历,只是折叠后便收了起来.只有少数人折纸,是为了研究其间所揭示的数学思想.折纸是一项教育与娱乐两者兼备的活动.连L·卡洛尔也是一位折纸的热心者.虽然折叠纸张超越了许多文化,但日本人却把它作为一种交谊的途径,并通过普及和发展,使之成为一门称之为“折纸”的艺术.纸张折出的一些数学形体当折叠纸张的时候,很自然地会出现许多几何的概念.诸如:正方形、矩形、直角三角形、全等、对角线、中点、内接、面积、梯形、垂直平分线、毕达哥拉斯定理及其他一些几何和代数概念.下面是一些折纸的例子,它说明了上述概念的运用.Ⅰ)从一个矩形式样的纸张,作成一个正方形(下图左).Ⅱ)由一张正方形的纸张,变成四个全等的直角三角形(上图右).Ⅲ)找出正方形一条边的中点(下图右).Ⅳ)在正方形的纸中内接一个正方形(下图左和中).Ⅴ)研究纸的折痕,注意内接正方形的面积是大正方形面积的.Ⅵ)拿一个正方形纸张折叠,使折痕过正方形中心,便会构成两个全等的梯形(下图左).Ⅶ)把一个正方形折成两半,那么折痕将成为正方形边的垂直平分线(下图右).Ⅷ)证明毕达哥拉斯定理.如右图折叠正方形纸:c=正方形ABCD的面积.a=正方形FBIM的面积.b=正方形AFNO的面积.由全等形状相配得:正方形FBIM的面积=△ABK的面积.又 AFNO的面积=BCDAK的面积(此即正方形ABCD除△ABK外剩余部分的面积).这样,a+ b= c 222222Ⅸ)证明三角形内角和等于180°.取任意形状的三角形,并沿图示的点划线(横的为中位线)折叠a°+b°+c°=180°——它们形成一条直线.Ⅹ)通过折切线构造抛物线.程序:——在离纸张一边一两英寸的地方,设置抛物线的焦点.如图所示的方法,将纸折20-30次.所形成的一系列折痕,便是抛物线的切线,它们整体地勾画出曲线的轮廓.篇二:探究折纸中的数学探究折纸中的数学教学目标(1)通过折纸理解垂直和平行的定义和相关性质;体会折纸中的数学思想,从数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略。
折纸与数学折纸是一种古老而传统的手工艺品,人们通过将纸张折叠成各种形状和图案,以表达自己的创意和想象力。
折纸不仅仅是一种手工艺品,它也与数学有着密切的关系。
在折纸过程中,我们经常会涉及到几何图形、比例关系、对称性等数学概念,因此折纸也被称为“数学的一种体现”。
折纸与数学的关系可以追溯到几百年前,早在古代日本和中国,人们就已经开始利用折纸展示数学原理和概念。
在西方,数学家也开始研究折纸的数学性质,并将其应用到数学研究中。
如今,折纸已经成为了数学教学的一部分,许多老师会利用折纸来教授几何学、比例与相似性等数学知识。
在折纸过程中,我们经常会遇到一些基本的几何图形,比如正方形、长方形、三角形等。
这些图形不仅仅是折纸的基本元素,它们也是数学中的基本概念。
通过折叠这些几何图形,我们能够更好地理解它们的性质和特点,加深对几何学的理解。
折纸也涉及到比例关系和相似性的概念。
当我们折叠一张纸时,我们需要考虑到各部分之间的比例关系,确保它们的长度和角度保持一致。
这就涉及到了数学中的比例与相似性的知识。
通过折纸,我们可以更加直观地感受到这些数学概念的应用。
对称性也是折纸与数学密切相关的一个方面。
在折纸中,我们经常会利用对称性来设计和展示图案。
对称性是数学中的一个重要概念,它涉及到物体在某种变换下的不变性。
通过折纸,我们可以更好地理解对称性的概念,以及如何利用对称性来设计出美丽的图案和造型。
折纸还可以帮助我们培养数学思维和创造力。
在折纸的过程中,我们需要灵活运用数学知识来设计和完成作品,这有助于培养我们的数学思维能力。
折纸也是一种富有创造力的手工艺品,它能够激发我们的想象力和创造力,使我们不断发现新的图案和形状。
折纸与数学有着密切的关系,它不仅能够帮助我们更好地理解数学知识,还可以培养我们的数学思维和创造力。
我们应该重视折纸这种手工艺品,并将其与数学教学相结合,共同发掘折纸与数学之间的更多奥秘。
折纸船的数学原理
折纸船的数学原理涉及到几何学和力学。
以下是折纸船的数学原理的介绍:
1. 几何学原理:折纸船的形状通常是由一张平面纸通过折叠而成。
折叠纸的行为涉及到几何学中的折叠技巧和角度计算。
根据纸张的形状和折叠方式,可以得到不同形状和类型的折纸船。
2. 力学原理:纸张本身是柔软的,但当纸张被折叠成船的形状时,它具有刚性和稳定性。
这是因为折纸船中的折痕和形状使得纸张的某些部位受到压缩或张力,并发挥了一定的支撑作用。
3. 浮力原理:纸张折叠成船的形状后,船的底部形成了一个封闭的凹面,这个凹面可以在水中产生浮力。
根据阿基米德定律,浸泡在液体中的物体受到的浮力等于其排开的液体的重量。
当船的底部封闭凹面与水接触时,浮力会支持船体,使其在水中浮起。
总结来说,折纸船的数学原理主要包括几何学中的折叠技巧和角度计算,力学中的稳定性和浮力原理。
这些原理使得纸张能够被折叠成具有形状稳定性和浮力的船形,让折纸船在水中浮起。
折纸中的数学奥秘六(3) 周航宇一丶问题的提出:在一次培训的课上,老师提出了一个有关折纸的问题:若将一张纸折成有7条折痕,则这张纸会被分成几个面?我思索了一下的说道:八个;老师又提到:那把A、B、C、D、E、F、G、H这八个字母依次填进去,然后顺着折痕重新折起来,请你回答从上往下数,第1、2、3、4、5、6、7、8层的字母各是什么?不能打开来看哦。
我猜了几个,有些对有些错,我想:这里有没有规律呢?那如果是16个面呢、32个面呢?如何快速而准确的说出每个字母所在的位置?若有规律那其中的奥秘又会是什么?回家后,立即找来笔与纸,开始思考。
二、分析与探索1、我找来纸,学着老师考我们的样折了7条折痕8个面(即将纸对折,再对折共对折了3次),并重新展开在每个面上依次都标上字母,然后再折回,把各层所在的位置标出来。
我仔细的搜索着这张纸里蕴藏的奥秘,我发现了:1+8=5+4=3+6=7+2。
也就说第一个字母和第二个字母所在的层数之和等于第三个字母和第四个字母所在的层数之和,也等于第五个字母和第六个字母所在的层数之和,等于第七个字母和第八个字母所在的层数之和。
那将纸折15条折痕16个面(即先将纸对折,再对折,再对折,再对折,共对折了4次)之后是否也符合这个规律?当层数标好之后,我非常的惊喜:1+16=9+8=5+12=13+4=11+6=7+10=15+2,从前依次往后,相临的二个字母所在的层数之和真的相等,而且它们的和等于总面数值再加1!2、经过多次试验我确信了这个规律,太高兴了!这样我就可以验算折纸的排列是否有误!同时我还发现了:第一个字母总是在第1层,最后一个字母总是在第2层;所以第二个字母就是最后一层,倒数第二个字母就是倒数第二层,也就是说他的位置不变。
同时又发现了:最中间的二个字母,前一字母总是在第4层,后一个字母总是在第3层。
临近的字母于是也可找到自己的层数。
3、我似乎找到了规律,于是赶紧拿了张稍长的纸,把它对折5次,折成了具有32个面的纸,赶紧标上字母,准备要验证一下自己的结论,在每个字母的下面准备标上它的层数位置,但只标好如下表的数据就犯难了:第5、第6层又是在哪个字母那里呢?还有第7、第8层……呢?刚刚发现规律的喜悦被新来的问题冲的一干二净。
折千纸鹤的数学原理
折千纸鹤的数学原理涉及到几何学和数学推理。
在传统的日本纸折术(折纸)中,折千纸鹤是其中最著名的一种。
数学原理主要包括以下几个方面:
1. 等角三角形:折千纸鹤的基本形状是一个等腰三角形,其中两个角相等。
通过确定两个角的大小和位置,可以合理地折叠出相应的纸鹤。
2. 数学比例:折千纸鹤需要根据一定的比例来确定各部分的长度。
比如,鹤脑部分与鹤颈的长度比例、鹤的身体长度与翅膀长度的比例等。
通过数学计算,可以确定这些长度比例,从而折出比例合适的纸鹤。
3. 对称性:折千纸鹤时需要保持一定的对称性。
以折纸鹤的头部为例,通过将纸张分成两部分,然后按照对称线进行对折,可以确保折出的纸鹤头部两侧对称。
4. 折纸技巧:在折千纸鹤的过程中,还需要一些数学推理和几何技巧。
比如,如何利用对角线、垂直线等来确定折线的位置和角度。
这涉及到几何学中的角度和线段的相关性质。
总之,折千纸鹤的数学原理主要包括等角三角形、数学比例、对称性以及折纸技巧等。
这些原理为折纸制作提供了合理的几何基础和数学基础。
折纸与数学折纸是一门古老的手工艺术,它源于中国,在日本和西方地区也得到广泛发展。
折纸不仅是一种艺术形式,也可以成为一个很好的数学学习工具。
在折纸的过程中,我们可以学习到很多有趣的数学知识,例如几何,对称性,比例,图案等等。
本文将介绍折纸与数学之间的密切关系。
1. 几何学折纸是几何学的一个重要应用,它可以帮助我们理解许多几何概念。
例如,我们可以折纸来演示平移,转化和镜像等基本变换。
在折纸过程中,我们也可以学习到角度,三角形,四边形,圆形等几何概念。
另外,折纸还能用来演示等角变换和相似性等高级几何概念。
2. 对称性对称性是数学中的一个重要概念,它有助于我们理解和分析物体的特征。
在折纸中,对称性也扮演着重要角色。
我们可以用折纸来展示物体的轴对称和中心对称等对称性质。
此外,在折纸中也可以看出“相似不等于相同”的原则,即两张纸折成同样形状的方法不一样。
3. 比例在折纸中,比例也是一个关键概念。
我们可以用折纸来演示比例的概念,并且在实践中体会比例的重要性。
例如,我们可以折纸来展示两个形状相似的三角形,并利用相似性原理去计算出各边的长度比例。
4. 图案设计图案设计也是折纸的重要应用之一。
我们可以利用折纸来设计出各种各样的图案,突显纸张的美感和艺术性。
在折纸过程中,我们可以运用几何、算数和图案设计的知识,创造出各种不同形式的纸艺作品。
总结:在折纸中,数学不仅是一种工具,更是一种启发思维、开拓眼界的媒介。
通过折纸,我们可以提高自己的创造力和数学实践能力,而且还可以加深我们对于几何、对称性、比例、图案设计等数学知识的理解。
因此,我们可以说,折纸不仅是一种艺术形式,更是一种有趣的数学学习方式。
折纸中的数学原理Origami is an ancient Japanese art form that involves folding paper into intricate and often beautiful shapes. It is often thought of as a decorative craft, but the act of folding paper also involves a number of mathematical principles. In fact, the mathematics of origami goes far beyond simple geometry and can be quite complex.折纸是一种古老的日本艺术形式,涉及将纸张折叠成复杂而美丽的形状。
人们通常把它看作一种装饰性的手工艺,但折纸的这一行为涉及到许多数学原理。
实际上,折纸的数学远远超出简单的几何学,并且可能相当复杂。
One of the fundamental mathematical principles at play in origami is geometry. The very act of folding paper involves the manipulation of shapes and angles, requiring an understanding of geometric concepts such as symmetry, proportion, and the properties of different shapes. By using these principles, origami artists are able to create intricate designs that are not only visually stunning, but also mathematically precise.折纸中起作用的一个基本数学原理是几何学。
折纸中的数学
作者:王明飞
来源:《中学数学杂志(高中版)》2008年第03期
数学中折纸问题,易于学生动手操作,具有很强的直观感,趣味性强,能培养学生空间想象能力,是开展研究性学习的好素材,这类探究·拓展题在新课改及高考中就经常出现,因此,在平时教学中就要引起我们足够的重视,下面就一道折纸问题来探讨折纸中有趣的数学.
准备一张圆形纸片,在圆内任取不同于圆心的一点F,将纸片折起,使圆周过点F(如图1),然后将纸片展开,就得到一条折痕l(为了看清楚,可把直线l画出来).这样继续折去,得到若干折痕.观察这些折痕围成的轮廓,它们形成什么曲线?
折许多条折痕就围成了如图2的一个椭圆,我们知道,椭圆应该由点的轨迹来具体确定,那究竟是什么样的点构成了这个椭圆?
图1 图2如图3,设圆心F ′,圆的半径为2a,F ′F=2c,以F ′F中点为坐标原点,F ′F所在直线为x轴,建立直角坐标系,P为圆上一点,PF的垂直平分线l交PF ′于点M,我们来探求M的轨迹.
分析连MF,由垂直平分线的性质可知,MP=MF,则MF ′+MF=MF ′+MP=2a>F ′F.
图3由椭圆的定义可知,M的轨迹是以F、F ′为焦点的椭圆,其中长轴为2a,焦距为2c,令b2=a2-c2,则椭圆的方程为x2a2+y2b2=1.
现在问题是M的轨迹与折痕围成的椭圆是否是同一个椭圆?如图3,设M ′是直线l上不同于M的任一点,则M ′F ′+M ′F=M ′F ′+M′P>PF ′=2a,所以M ′在椭圆的外部,当P取遍⊙F ′上所有的点时,l所围成的轮廓就是M点所确定的椭圆,从图2中可以看出,折痕上的点也在它所围成的椭圆上或外部,而折痕所在的直线就是l,所以点M的轨迹与折痕围成的椭圆就是同一个椭圆.
进一步思考,发现这个折纸问题是个十分有趣的开放性问题,它包含了许多的数学知识,进一步探究,还可以得出一些有趣的结论:
探究1 M是折痕l上到两点F、F ′距离之和最小的点.
探究2 折痕上的M点构成了椭圆,而其余的点都在椭圆外,所以折痕所在的直线l就是椭圆的切线.
所以Δ=0,即l与椭圆相切,当l的斜率不存在时,相切显然成立,所以l是椭圆的切线,M是切点.
探究4 由对称性可知,∠FMN=∠PMN=∠F ′MM ′,这一点反映在椭圆的光波与声波的性质上,一束光从F点出发,经椭圆反射后,反射光一定通过F ′点,声音传到椭圆上,经过连续几次反射,在很远的地方也能听到声音,北京天坛公园里的回音壁就暗合了声学的传音原理.
探究5 如果已知F、F ′为椭圆的焦点,M是椭圆上一点,如图3,现将MF折起使F点与F ′M延长线上的P点重合,则P的轨迹是以F ′为圆心,长轴长为半径的圆,方程为
(x+c)2+y2=4a2,设折痕l与PF的交点为N,则N的轨迹是以O为圆心,半长轴为半径的圆,方程为x2+y2=a2,同时折痕l是椭圆的切线.
探究6 若∠F ′PF=θ,则△MF ′F=b2tanθ.
证明因为∠F ′PF=θ,所以∠F ′MF=2θ,|F ′F|2=|MF ′|2+|MF |2-2|MF ′||MF|cos2θ4c2=4a2-
2|MF ′||MF|(1+cos2θ)|MF ′||MF|=2b21+cos2θ=b2cos2θ
△MF ′F=12|MF ′||MF|sin2θ=b2tanθ.
通过对上述折纸过程的分析、探究及证明,使学生对椭圆的定义、方程及性质有更深的理解,起到了学以致用,理论联系实际的作用.如果将此题中的F点移到圆外,折纸的方法相同,就可以得到一道关于双曲线的折纸操作题,有兴趣的读者不妨先操作再做更深入的探究.
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”。