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數學科

過橋問題

「過橋遊戲」規則為有n個人要過橋,他們過橋的速度皆不同,每次2人過橋,過橋的2人中秒數較多的人為該次過橋的秒數,過橋時有人要提燈籠,但燈籠只有一個,所以每次過橋後對岸需有1人提燈籠回到橋頭,和剩餘的人過橋至對岸,直到所有人都過橋。 本研究討論出過橋秒數不一時的最簡走法通式,再由結論推算出秒數為等差、等比、階差規則走法公式。

一步一腳印-探討方格棋盤中各種路徑問題

在這次的研究中,我深入的研究三種結論:第一,路徑的步數和最大公因數有關。第二,圖形最後會回到起始點,之後路徑就會重覆。第三,如果起始點不同,圖形看起來似乎不一樣,但是實際上是有關聯的。而在同一個棋盤中所有的圖形數也和最大公因數有關。而且,很多圖形看起來好像是無關的,但是我歸納出7種基本圖形,所有的圖形都是這7種圖形延伸和擴展出來的。最後,在棋盤中,不同的起點會出不同的圖形,當然有些是相同的。我也發現到不同起點但是圖形相同也有規則,剛好形成S形的排法。這些結論其實和線對稱有很大的關係,利用線對稱的想法可以解釋出很多規則。而且,所有的棋盤可以看作是某一個正方形棋盤的延伸。

透過數學的模式研究民生主義

人類社會的現象可說是錯綜複雜,其影響的因素甚多,故一切社會科學的理論及決策,往往必須透過數學的模型,給于簡化,並藉此印證實際現象,更提供往後更深入的研究。雖然數學模式不能切實代表實際現象,然而它可提供一個近似的模型,如我們常見報紙登載說:今年預計我網經濟成長率為7.5% ,無道這趙自我吹噓,無憑無據的嗎?答案是不對的,原來那是透過國民所得的理論模型下而估計的,現在吾人也欲想透過一套數學的模式而對民生主義,何以主張均富?何以民生主義是解決民生問題中最完美的主義?及一此政府決策,提出一們新註解更能使其理論有所依據。

磁磚的秘密

1. 由日常生活中觀察圖形,並決定以正多邊形密鋪平面,且觀察其規則。 2. 我們發現要密鋪平面,關鍵在於每塊正則圖形在接合於一點,其內角和是否相當於同頂角(在一相同頂點上,全部的角總和等於360°)。

立體撞球檯

繼去年我們以長、寬分別為 a 、 b 的平面撞球檯,在新竹市參加展覽之後。今年我們想更進一步的將其推廣成長、寬、高分別為 a、 b 、 c 的立體撞球檯,並嘗試用新的方法推導研究平面(二維)及立體(三維)撞球移動情況及相關的數學結果。

選 美 大 會

評審想在一群猴子參與的完美競賽活動中,評比出最完美的前三名;由於受到量化問題與環境等因素,不得不採用兩兩比較的方式時,評審們至少需要作幾次的評比工作,才能選出前三名最完美的猴子呢?

“拼”給你看~一面二體三尤拉

本研究以尤拉公式【面數+頂點數-邊數=2】為發想起點,先探究多面體由邊緣或內部外凸、內凹、截切頂點所形成的形體是否仍能滿足尤拉公式,再運用反推手法,探究單一或二種以上正多邊形搭配固定頂點組合模式,所能推得的元件片數,找出規律進而拼出均勻多面體,同時驗證了五種柏拉圖多面體的組成元素。過程中因察覺部分形體可以透過稜線切割出一正多邊形截面,沿此截面轉動後又可衍生出不同頂點組合的Johnson多面體,深入探究得知,當給予頂點組合要件,再搭配尤拉公式,即可利用聯立方程式找出元件要素順利拼組成功。最後利用頂點珠製作的骨架圖,觀察均勻多面體中各種具對稱性的截切面,進行模擬切割並繪成展開圖,製成多組立體益智拼圖,做為此研究之具體成果。

繪身繪影─正三角形磁磚設計方法與碎形密鋪之研究

本研究主要以正三角形作為基本單元,透過窮舉討論得到正三角形邊的作用方式只有五種,再經由排列組合歸納出 11 種正三角形密鋪磁磚設計方法。進一步,運用我們的研究結果,配合數學簡報系統製圖,創作新圖樣,也彌補了 Escher 在手繪時所造成的誤差,達到完全密鋪的效果。碎形磁磚的部份,我們也依據其背後的數學理論創作幾套結構圖,利用結構解析,碎形密鋪磁磚將變得十分容易,學習者將可輕鬆製作富有創意的新圖樣。

從布落卡點談起─三角形中所有的類布落卡點的探討

在一次數學課時老師提到從直角三角形的頂點開始,連續往三邊作垂線,垂足點會逼近同一點如圖(1),P1,P2,P3,P4……Pn,我們將此趨近點P與三頂點A,B,C 連接後發現將 P 點的周角分成三對與原三角形內角相等的角,如圖(2),∠1=∠A,∠2=∠B,∠3=∠C,這很神奇,我們從老師口中約略的知道,此點叫布落卡點,但對一般三角形卻不知要怎麼去作出該點,這引起我們想要深入的去探村其中道理的興趣,老師也鼓勵我們去研究。 \r

「變臉」遊戲的研究與推廣

如果 n^2-1 個正方體在 n×n 格的平面方格中翻轉時,正方體相互間會受到很多的限制。本研究即利用 n^2-1 個正方體在 n×n 的平面方格中翻轉時的特性,所設計出一連串的遊戲,並將遊戲推廣至正四面體在三角格中翻轉的情形。