物換星移 折折稱奇
本研究利用幾何和代數的方法配合Corel Draw 繪圖軟體突破一般探索星形內角和公式的範圍,從直線星形延伸探討至折線星形。另外,使用GSP 繪製星形,用以呈現折線星形的動態漸變過程,且驗證公式的正確性。主要的研究流程及結果如下:1. 直線星形種類:首先,利用正N 邊形的外框,固定相隔L 點連線即可完成星形。經推理和實際連線的結果,最多可連出[(N-3)/2]種。2. 探討直線星形內角和的一般性公式:無論星形內部的層數存在與否,可證得任意N(L)星形內角和公式為S(N,L)=(N-2L-2)×180°。3探討折線星形的一般內角和公式:當星線為一個折點時,任意N? (L)折線星形內角和為S?(N, L)=Q? (N, L)-(2L+2)×180°,其中Q? (N, L)是折角總和。4. 在一個折點,且折角均相等的條件下,正N? (L,K)折線星形內角和為S?(N, L,K)=(NK-2L-2)×180°。其K 值的變化範圍(2L+2)/N ?K? 1+2(L-[L/2])/2,星形變化的範圍為正N 條放射線至正N([L/2] )直線星形之間,在這個變化的範圍中除了包含了不同層的直線星形([(N-3)/2]- [L/2]+1 種)外,層與層之間尚存在無窮多個星形。5. 當折線星形具 M 個折點時,一般的星形內角和為S?(N, L,M)=(N(1-M)-2L-2)×180°+ Q? (N, L,M) ;而當M 個折角均相等時,正N? (L,K,M) 星形內角和為S?(N, L,K,M)={N[MK-(M-1)]-2L-2}×180°。
現在幾「點」了—探討多角數、多面體數之通式
本作品主要是探討多角數(或多邊形數)的一般式及關係式,並將其從平面推廣至立體。在本作品中,本組先以幾何的方式依序定義了三角數、四角數以及五角數並分別介紹了它們的一般式;接著,本組定義了k角數(k=3,4,5,...)並求得第n個k角數的一般式;然後,透過觀察四種k角數(k=3,4,5,...)的數列,我們得到並證明了一些有趣的關係式,如:連續兩項三角數的和為一個四角數等;而這些關係式除了可以透過k角數的一般式獲得驗證(即代數證明),我們也提供了幾何證明。最後,本組將平面上的 角數以不同的方式推廣至立體的多面體數,即第一型多面體數、第二型多面體數及多角錐數,並分別求得它們的一般式及相關性質,這個過程也讓本組意外地接觸了「正多面體」及「錐體」。