【例1】取一些等长的磁力棒,用3根磁力棒能组成一个等边三角形,用6根磁力棒能组成4个等边三角形,如图。

(1)用9根磁力棒最多能组成多少个等边三角形?说说你的拼接方法。
(2)用n根磁力棒最多能组成多少个等边三角形?
(1)用9根磁力棒最多能组成多少个等边三角形?说说你的拼接方法。
(2)用n根磁力棒最多能组成多少个等边三角形?
答案
(1) 9个,拼接方法是用9根磁力棒组成由9个小等边三角形构成的大等边三角形网格(每个小等边三角形边长为1根磁力棒,共用边减少磁力棒使用)。
(2) 当n为3的倍数时,设n=3k(k为正整数),最多能组成k²个等边三角形;当n不是3的倍数时,设n=3k+r(k为正整数,r=1或2),最多能组成k²个等边三角形。
(2) 当n为3的倍数时,设n=3k(k为正整数),最多能组成k²个等边三角形;当n不是3的倍数时,设n=3k+r(k为正整数,r=1或2),最多能组成k²个等边三角形。
【例2】把一个多边形用连接它的不相邻顶点的线段(这些线段不在多边形内部相交)划分为若干个三角形,叫作多边形的三角剖分。如图是七边形的三角剖分的其中四种方法:

(1)试着将一个四边形、五边形、六边形进行三角剖分,分别能剖分出多少个三角形?
(2)将一个四边形进行三角剖分,你有多少种剖分方法?五边形呢?请画出剖分方法图形。
(3)n边形的不同三角剖分方法数($D_{n}$)的公式:$\frac {D_{n+1}}{D_{n}}=\frac {4n - 6}{n}(n≥3,D_{3}=1)$,请你利用上述公式,验证你前面得到的结果,并计算六边形、七边形的三角剖分方法数。
(1)试着将一个四边形、五边形、六边形进行三角剖分,分别能剖分出多少个三角形?
(2)将一个四边形进行三角剖分,你有多少种剖分方法?五边形呢?请画出剖分方法图形。
(3)n边形的不同三角剖分方法数($D_{n}$)的公式:$\frac {D_{n+1}}{D_{n}}=\frac {4n - 6}{n}(n≥3,D_{3}=1)$,请你利用上述公式,验证你前面得到的结果,并计算六边形、七边形的三角剖分方法数。
答案
(1)四边形可以剖分为2个三角形;
五边形可以剖分为3个三角形;
六边形可以剖分为4个三角形。
(2)四边形的三角剖分方法有2种(选择一条对角线进行分割,有两种选择方式,由于四边形对称,故算两种);
五边形的三角剖分方法有5种(从一个顶点出发,可引两条对角线,由于五边形对称,每个顶点作为起点都相同,故按此方法有5种);
剖分方法图形(以五边形为例,四边形类似简单情况):
从五边形的一个顶点出发,可以画出2条对角线,将五边形分成3个三角形,5个顶点分别作为起点,故有5种剖分方法,图形略。
(3)根据给出的公式:
$\frac {D_{n+1}}{D_{n}}=\frac {4n - 6}{n}$,
四边形($n=3+1=4$,即求$D_4$):
$\frac {D_{4}}{D_{3}}=\frac {4×3 - 6}{3}=2$,
$D_4=2× D_3=2×1=2$,
五边形($n=4+1=5$,即求$D_5$):
$\frac {D_{5}}{D_{4}}=\frac {4×4 - 6}{4}=\frac{10}{4}=\frac{5}{2}$,
$D_5=\frac{5}{2}× D_4=\frac{5}{2}×2=5$,
六边形($n=5+1=6$,即求$D_6$):
$\frac {D_{6}}{D_{5}}=\frac {4×5 - 6}{5}=\frac{14}{5}$,
$D_6=\frac{14}{5}× D_5=\frac{14}{5}×5=14$,
七边形($n=6+1=7$,即求$D_7$):
$\frac {D_{7}}{D_{6}}=\frac {4×6 - 6}{6}=3$,
$D_7=3× D_6=3×14=42$。
五边形可以剖分为3个三角形;
六边形可以剖分为4个三角形。
(2)四边形的三角剖分方法有2种(选择一条对角线进行分割,有两种选择方式,由于四边形对称,故算两种);
五边形的三角剖分方法有5种(从一个顶点出发,可引两条对角线,由于五边形对称,每个顶点作为起点都相同,故按此方法有5种);
剖分方法图形(以五边形为例,四边形类似简单情况):
从五边形的一个顶点出发,可以画出2条对角线,将五边形分成3个三角形,5个顶点分别作为起点,故有5种剖分方法,图形略。
(3)根据给出的公式:
$\frac {D_{n+1}}{D_{n}}=\frac {4n - 6}{n}$,
四边形($n=3+1=4$,即求$D_4$):
$\frac {D_{4}}{D_{3}}=\frac {4×3 - 6}{3}=2$,
$D_4=2× D_3=2×1=2$,
五边形($n=4+1=5$,即求$D_5$):
$\frac {D_{5}}{D_{4}}=\frac {4×4 - 6}{4}=\frac{10}{4}=\frac{5}{2}$,
$D_5=\frac{5}{2}× D_4=\frac{5}{2}×2=5$,
六边形($n=5+1=6$,即求$D_6$):
$\frac {D_{6}}{D_{5}}=\frac {4×5 - 6}{5}=\frac{14}{5}$,
$D_6=\frac{14}{5}× D_5=\frac{14}{5}×5=14$,
七边形($n=6+1=7$,即求$D_7$):
$\frac {D_{7}}{D_{6}}=\frac {4×6 - 6}{6}=3$,
$D_7=3× D_6=3×14=42$。
登录