全國中小學科展

數學科

過已知點之正多邊形性質研究

本研究由「通過三點之正n邊形」作圖延伸到「過n點之正n邊形」時,意外的發現到此n個點形成之n邊形可將費馬點以及拿破崙三角形推廣,也將視野拓展到了一個全然不同的世界。另外,在文獻收集過程中發現全國科展第51屆高中數學組「你泥中有我,」也有類似的研究討論。此文獻在過n點之正n邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們主要為探討「如何主要為探討「如何作出存在無限多解的出存在無限多解的n個點及相關性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊形的性質,來簡化作過n點之正n邊形的方法。

七邊形的數字謎題

研究主題探討「七邊形的數字謎題」:七邊形每邊三個圓圈,圈中填入數字1~14(不得重複使用),使得每邊和為26。觀察發現數字填入時的特性:七個邊中圓圈務必填入1~7,七個頂點圓圈務必填入8~14。嘗試在此條件下尋求謎題解,方法一:將1~7 依序填入邊中圓圈,再考慮8~14 來配成每邊和26。方法二:以14 為中心起始數字(頂點圓圈),考慮兩旁(邊中圓圈)放的數字組合,再找出整組解。方法三:列出每邊和為26 的所有可能組合,從中挑7 組串成一七邊形的組合。結果發現:謎題有解,解非唯一。依同樣的數字填法,進一步推廣討論,(一)「邊數改變」,求每邊和。(二)快速找出各邊數的謎題解法。(三)填入「數字改變」,求每邊和。(四)七邊形的數字謎題數字填法改變,求「各邊和的變化」。結果發現:圖形的邊數可推廣至n 邊形,其中奇數邊形的謎題有解,偶數邊形的謎題則否,而數字的改變只需考慮連續性,皆能有解。七邊形的數字謎題之各邊和的值可變動,上下限範圍值於19~26 之間。

田字方塊深探秘?\n田字區等值遊戲的一般解探索與擴張

有一次老師提出 3 × 3 方陣概念,要求做出田字形等值的方帥,例:用 1 至 9 填入格子中, 就是每一個田字形是16的解答,我想把它擴充到 4 × 4 的時候結果會如何?於是我就做了下面的研究。

數學解題的啟示─四色積木的解法

自從上了六年級以後,教室的佈置欄裡,就常常擺著各種具有挑戰性的數學題目或數學遊戲。有一次就出現了四塊積木,這四塊積木似乎與眾不同,每一塊積木都以紅、白、藍、綠四種顏色分別塗在各表面,但是每塊積木顏色的分佈都不一樣,而要求我們把這四塊積木疊在一起,使得每一側面都各出現四種顏色。對於這個挑戰,因為經過幾番的挫折,於是引起我們研究它的與趣。

一本萬「曆」--農曆19年7閏之探討

本研究主要探討農曆閏年規則是否會造成19歳生日時公曆與農曆重合,並進一步探討是否有其它歳數生日時會重合,另一方面則探討閏年的周期及閏月的規侓,並比較各種曆法,如陰曆、陽曆、陰陽合曆閏年方法。

求過任意點作多邊形面積平分線

運用中線性質、平行線交換面積、等角面積比定理和作相似形、作三點共圓等,求出「過三角形邊上、內部、外部任意點」的三角形面積平分線。再探討出過三角形內部點的位置和面積平分線的數目關係。並擴大解出「過四邊形至N邊形邊上、內部、外部任意點」的N邊形面積平分線。

一筆奇「跡」

本研究找出3×3×3立體空間中一筆畫路徑的可能部件共38個,並以符號命名排序。又將立體骨架圖中的一筆畫路徑,用「省略」部分路徑的方法,從路徑取出部件,並把路徑用起點和終點的關係及部件排列的符號表示。採用「固定」部分路徑的方法,探討找尋3×3×3立體空間內一筆畫路徑的流程,並找出下列空間中的一筆畫路徑: 2×2×2、2×3×2、3×3×2立體空間中一筆畫路徑數分別有3、41、1076條;也找出3×3×3立體空間中逐層走完的一筆畫路徑數是166條。最後將立體空間的一筆畫路徑走法分類,再利用3×3×2立體空間中隨機穿越走完上下二層的一筆畫路徑數1044條,分類推算出3×3×3立體空間中隨機穿越走完前二層,再走完第三層的一筆畫路徑數共有9832條。

方陣之美

本研究主要在探討奇數階平面方陣及奇數階立體方陣的規則,我們發現奇數階平面方陣及奇數階立體方陣有一定的規則可循。建構奇數階平面方陣可依據兩個規則:〈一〉平面方陣中的正中央所填入數字一定是數列的中間數。〈二〉每條直行及橫行中,各行數字所代表的座標依循著一定規律方式,座標依照A→B→C 或C→B→A,以及1→2→3 或3→2→1 的規則,並且都不重複。建構奇數階立體方陣可依據四個規則:〈一〉依據階數,將所有數字平均分組,接著將所有數字座標化。〈二〉數列的中間數字必落於中層,選取各組數字時,由中層先選取,其他層選取各組數字時,依據平面方陣建構之規則來選取。〈三〉各層數字選取後,先由中層開始建構,建構之規則與平面方陣之規則相同。〈四〉中層建構完成後,其他各層與中層的座標需要交錯,然後依序所對應的填上數字。

「圓」來如此-看我88變

從十片看似形狀不一的圖形(圖1)組合成圓形是我們挑戰的目標。經由實際的拼組操作及多次討論,我們發現可以利用圓的外型特徵以及全等圖形交換的方式,組合出許多好玩又不同的圓。從第一次成功拼出圓,接二連三大家又陸陸續續發現不同的拼湊方法,再經過老師的指點,整理出菱形、正三角形和四分之ㄧ圓的對稱規則性,找出之前遺漏的部份,越拼越多,彷彿進入拼圖世界,讓人一探究竟!

黑格連線

黑格攣線是一個用有方向性攣線攣接平面或蒚體棋盤中黑格的動作。以平面棋盤為例,在給定的m× n 黑白格相間的棋盤(其左下角為黑格),由左下角開始以連線將共點黑格連接,若所有黑格都能被連接,則稱(m,n)符合黑格連線條件。本研究主要目的是以推理方法導出當(m, n)符合黑格連線條件時, m,n 之間的關係,研究初期猜測當gcd(m ?1, n ?1) = 1時,數對(m,n)符合黑格連線條件。為達上述目的,研究中需探討棋盤中的黑格總數、連線在棋盤上重複通過的黑格數量及重複通過的次數,以及在如何的情況下可以使連線通過棋盤上所有的黑格,最後驗證研究初期之猜測成立。本研究預期推展到高維度棋盤符合黑格連線的條件。目前發現此推廣面臨高維度中點、線、面、高維度體個數及相互連接的問題,由實例進行黑格連線後,猜測結果與二維、三維相仿(各維度的格數減一之值必須兩兩互質)。另外,還有一個研究推廣的思考方向:mxn棋盤中,將連線視為繩,連線第二次經過黑格時,依序向前一條連線上方、下方通過,最後將黑格相連後,繩拉緊所能產生的繩結數。