巧用平移不变性,画出正方体的展开图

来源 :初中生世界·七年级 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ting1991
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  在学习简单的立体图形时,有一项很有意思的作业:画出正方体的所有展开图.每个同学都可以毫不犹豫地画出开头几个,但要画出所有11个不全等的展开图,可真要动一点脑筋,否则不是漏掉了就是重复了,简直毫无章法可言.我们在这里介绍一种做法,可以让你有顺序地画出所有的正方体展开图而不必记忆,甚至还可以发现不同展开图之间是存在联系的.
  首先,我们不难画出下面“T”字形的展开图,除了标有数字1的另外的5个正方形可以拼成一个无盖的正方体.让方块1在立体图形上沿着A-B-C-D的位置连续翻转,可以得到不同的展开图.对应于左边的展开图,我们可以认为:方块1沿着AD的方向平移,可以得到不同形状的展开图.我们把这个结论称为“平移不变性”.
  利用这个性质,我们每次改变一个正方形的位置,就可以得到几乎所有正方体的展开图.首先,让方块1和2改变相对位置,得到以下6种展开图.
  接下来,把上图最后一个标号为3的正方体向上平移一格,得到下面的展开图.
  这个过程可以继续进行,但要注意,每次只能平移一个方块,且只能沿着棱的方向平移.
  这样,我们连续得到了正方体的10个展开图,你会发现,这10个图形之间可以互相通过我们这里所讲的平移变换得到,因此不需要刻意去记忆它们的形状.为了增强学习的体验,建议同学们用几张硬纸板做一下实验.
  最后,还有一个展开图比较特殊,我们单独画在下面.
  学习过程中,需要主动思考,发现问题的特征和规律.如果你不主动思考,没有人会告诉你怎么办,你也就享受不到学习的乐趣,体验不了开发智慧的成就感,愿我们共勉!
  (作者单位:江苏省南师附中江宁分校)
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