数学与折纸

我们中的大多数人都有过折纸的经历,只是折叠后便收了起来.只有少数人折纸,是为了研究其间所揭示的数学思想.折纸是一项教育与娱乐两者兼备的活动.连 L·卡洛尔也是一位折纸的热心者.虽然折叠纸张超越了许多文化,但日本人却把它作为一种交谊的途径,并通过普及和发展,使之成为一门称之为“折纸”的艺术.

纸张折出的一些数学形体当折叠纸张的时候,很自然地会出现许多几何的概念.诸如:正方形、矩形、直角三角形、全等、对角线、中点、内接、面积、梯形、垂直平分线、毕达哥拉斯定理及其他一些几何和代数概念.

下面是一些折纸的例子,它说明了上述概念的运用. Ⅰ)从一个矩形式样的纸张,作成一个正方形(下图左).

Ⅱ)由一张正方形的纸张,变成四个全等的直角三角形(上图右). Ⅲ)找出正方形一条边的中点(下图右). Ⅳ)在正方形的纸中内接一个正方形(下图左和中).

Ⅵ)拿一个正方形纸张折叠,使折痕过正方形中心,便会构成两个全等的梯形(下图左).

Ⅶ)把一个正方形折成两半,那么折痕将成为正方形边的垂直平分线(下图右).

Ⅷ)证明毕达哥拉斯定理. 如右图折叠正方形纸:

c2=正方形 ABCD 的面积. a2=正方形 FBIM 的面积. b2=正方形 AFNO 的面积. 由全等形状相配得:

正方形 FBIM 的面积=△ABK 的面积.

又 AFNO 的面积=BCDAK 的面积(此即正方形 ABCD 除△ABK 外剩余部分的面积).

这 样 ,a2+b2=c2 Ⅸ)证明三角形内角和等于 180°.

取任意形状的三角形,并沿图示的点划线(横的为中位线)折叠.

a°+b°+c°=180°——它们形成一条直线. Ⅹ)通过折切线构造抛物线.