А сейчас будьте внимательны! а) Перед вами на столе модели геометрических тел. Отложите те модели, которые не являются моделями многогранника. Уберите модели невыпуклых многогранников. А теперь давайте сравним оставшиеся модели. Что между ними общего? Правильно. Попробуйте сформулировать определение правильного многогранника. Итак: Выпуклый многогранник называется правильным, если его грани являются правильными многоугольниками с одним и тем же числом сторон и в каждой его вершине сходится одно и то же число ребер. Запишем определение в тетрадь. б) Мы с вами выяснили, какие многогранники называются правильными. Как вам уже известно, из 9 класса, что правильных многоугольников на плоскости существует бесконечное число. А может ли быть много видов правильных многогранников? К этому уроку вы должны были вспомнить понятия правильного многоугольника, вычислить углы правильных многоугольников. Дома это задание вы выполнили, а Саша Иванова оформила таблицу и создала слайд. Как вы думаете сколько минимум граней может сходится в каждой вершине правильного многогранника. При этом сумма плоских углов при каждой вершине многогранника должна быть меньше 360ᵒ. Значит, каждый угол многоугольника должен быть меньше 120ᵒ. Тогда в нашем распоряжении многогранники, составленные из каких фигур? А теперь выясним, сколько многогранников из данных фигур можно составить. У вас на столах лежат карточки с заданием №1. Чтобы не терять время распределите работу в группе. Один определяет, сколько многогранников можно составить из равносторонних треугольников, другой – из квадратов, третий – из пятиугольников. А четвертый озвучивает вывод. На эту работу отводится пять минут. Сколько получили видов правильных многогранников? (спросить у каждой группы). Теперь определим название каждого вида. Название каждого многогранника пришло к нам из Древней Греции. А именно: «эдра» - грань «тетра» - 4 «окта» - 8 «икоса» -20 «гекса» - 6 «додека» - 12 (связать с химией) Если грани правильные треугольники. В каждой вершине сходится три правильных треугольника. В этом случае правильный многогранник имеет сколько граней? (показываю модель) Такой многогранник называется – тетраэдр. В каждой вершине сходится четыре правильных треугольника. В этом случае правильный многогранник имеет сколько граней? (показываю модель) Такой многогранник называется – октаэдр. В каждой вершине сходится пять правильных треугольников. В этом случае правильный многогранник имеет сколько граней? (показываю модель) Такой многогранник называется – икосаэдр. В каждой вершине сходится три квадрата. В этом случае правильный многогранник имеет сколько граней? (показываю модель) Такой многогранник называется – гексаэдр. В каждой вершине сходится три правильных пятиугольника. В этом случае правильный многогранник имеет сколько граней? (показываю модель) Такой многогранник называется – додекаэдр. в) Изучая любые многогранники, естественнее всего подсчитать, сколько у них граней, сколько рёбер и вершин. Поэтому Вы сейчас проведете небольшую исследовательскую работу. Нужно посчитать число указанных элементов правильных многогранников и занести результаты в таблицу № 1. На эту работу вам две минуты. (спросить у каждой группы по одному многограннику) Анализируя таблицу № 1, возникает вопрос: «Нет ли закономерности в возрастании чисел в каждом столбце?» По-видимому, нет. Например, в столбце «грани» казалось бы, просматривается закономерность (4 + 2 = 6, 6 + 2 = 8), но затем намеченная закономерность нарушается (8 + 2 ? 12, 12 + 2 ? 20). В столбце «вершины» нет даже стабильного возрастания. Число вершин то возрастает (от 4 до 8, от 6 до 20), а то и убывает (от 8 до 6, от 20 до 12) . В столбце «рёбра» закономерности тоже не видно. Но можно рассмотреть сумму чисел в двух столбцах, хотя бы в столбцах «грани» и «вершины» (Г + В). Продолжим исследовательскую работу. Составим новую таблицу своих подсчётов (см. табл. № 2). (спросить у каждой группы по одному многограннику) Какую закономерность видим в этом случае? Правильно, т.е. Г + В = Р + 2 Итак, мы вместе «открыли» формулу, которая была подмечена уже Декартом в 1640 г., а позднее вновь открыта Эйлером (1752), имя которого с тех пор она носит. Формула Эйлера верна для любых выпуклых многогранников. Запишите теорему в тетрадь. Запомните эту формулу, она пригодится вам для решения некоторых задач. г) А что мы еще знаем о правильных многогранниках? Почему они занимают особое место в геометрии, и привлекает внимание многих ученных, а так же как они связаны с Платоном, о котором мы вспоминали в начале урока?! Ответы на эти вопросы мы узнаем, просмотрев видеофрагмент «Правильные многогранники». |