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高中数学必修二多面体,高中数学多面体公式

bsmseo 发布于2024-08-04 08:10:05 高中数学 19 次

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于高中数学必修二多面体的问题,于是小编就整理了3个相关介绍高中数学必修二多面体的解答,让我们一起看看吧。

  1. 为什么正多面体的顶点数+面数-棱数=2?
  2. 多面体的顶点数、面数和棱数之间有什么关系?
  3. 数学中有哪些最复杂的领域或最抽象的领域,复杂或抽象到什么程度?

为什么正多面体的顶点数+面数-棱数=2?

用数学归纳法证明,***设n面体式子成立,则n+1面体可以看成是把n面体的一个顶点削成面而成的,新得到的面***设是x边形,定点数+x-1,棱+x,面+1,式子仍成立,得证

高中数学必修二多面体,高中数学多面体公式
(图片来源网络,侵删)

多面体的顶点数、面数和棱数之间有什么关系?

19世纪中期几何学出现了新分支——拓扑学。拓扑学是研究几何图形在连续形变中保持不变性质的一门学科。拓扑学讨论的一些重要课题,有着比较长的历史,其中比较典型的代表就是简单多面体的顶点、棱、面个数之间的关系。1640年迪卡尔就注意到简单多面体的顶点、棱、和面之间满足一个公式。1752年这一公式又被欧拉重新发现和使用,因而被称为欧拉公式。

一、简单多面体

高中数学必修二多面体,高中数学多面体公式
(图片来源网络,侵删)

表面由一些(平面)多边形所构成的立体,被称为多面体。无“孔”“洞”的多面体被称为简单多面体,如长方体、正方体、三棱椎等简单多面体的表面可以连续地形变为一个球面,只要设想它的表面是有弹性的橡皮薄膜,充气后它就会膨胀成一个球面。

二、欧拉公式

高中数学必修二多面体,高中数学多面体公式
(图片来源网络,侵删)

任意简单多面体的顶点数V、面数F和棱数E之间恒有 V+F-E=2.

三、正多面体

通过欧拉公式可以知道正多面体只有五种。

这个问题问的是多面体欧拉定理,注意只适用于凸多面体哦~

凸多面体顶点数:V

凸多面体面数:F

凸多面体棱数:E

欧拉定理:

V+F-E=2

几何最基本的概念是点(定点)、线(棱)、面,可以简单记为“点加面减棱为2”。

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4维空间中的“多面体”表面由三维多面体+面+棱边+顶点构成,设4维“多面体”表面的三维体的个数为T3,面数为F,棱边数为E,顶点数为V,则有4维“多面体”的欧拉公式为:T3-F+E-V=0。

4维正立方体表面有8个三维正立方体,24个正方形面,32条棱边,16个顶点,符合上式。4维最简体的表面有5个三维空间中的四面体,10个三角形面,10条棱边,5个顶点,符合上式。

设5维空间中的“多面体”表面有T4个四维“多面体”,T3个三维多面体,F个面,E条棱边,V个顶点,则有5维“多面体”的欧拉公式为:T4-T3+F-E+V=2。

上述讨论可以推广到n维。

数学中有哪些最复杂的领域或最抽象的领域,复杂或抽象到什么程度?

首先,要清楚数学这东西研究的是计量,数量及其变化,结构,还有空间。要说看起来最好理解却最复杂的我想应该是数论的几个未解难题,数论这个东西,其实门槛比微分方程,函数,代数几何这些好理解一些,但解决一些问题却无比困难,当然现在的数论已经有了不同的工具:代数数论、解析数论、格点数论,这也会更加抽象。数论这个东西的本质指向的还是对数字的敏感,数的直觉,而不是计算力、推理力等,所以它是与“数”有关所有领域中最难的。那么除了数,剩下的还有另一个主要的部分,那就是空间。空间,对应三个概念:度量、空间位置关系、空间几何形体形状。我想,大家常说的几何领域,如微分几何、辛拓扑、辛几何、黎曼几何、微分拓扑等,这些对应研究的应该是前两个概念,即度量和空间位置关系,其实这些分支是通过“数”的工具手段研究空间的各种性质,这当然都属于几何部分,不过准确地说,是数学意义下的几何,这些领域都有未解决的顶级难题,需要计算能力、抽象理解、逻辑推演、还有空间能力,毫无疑问,是数学领域最难的一部分,这是方程、分析及函数比不了的。当然,刚才提到过“数学意义下的几何”,这些几何都是“非纯几何”,为什么这么说呢?那就来说什么是“纯几何”,“纯”,意思就是本质意义与数量及变化还有度量没有任何关系,对应的是空间的位置关系和空间几何形体形状,因此根本不会考虑方程、函数、分析这些度量本质的东西,因此,纯几何才是需要无限的几何空间想象力,对于人类脑洞是无穷的考验,毫无疑问是最难且没有之一的领域,但这已经不算数学了,不过数学中有点这个意思的分支,基本上只有一个:几何拓扑,这是数学中最难的领域之一,需要极限的几何空间想象,比如瑟斯顿。因此总结来看,除了纯几何,数学领域中最难的应该是几何,其次是数论。

到此,以上就是小编对于高中数学必修二多面体的问题就介绍到这了,希望介绍关于高中数学必修二多面体的3点解答对大家有用。

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