趣味数学
结构精巧的蜂窝
蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、实用而且节省材料,蜂房由无数个大小相同的房孔组成,房孔都是正六边形,房孔的边是由蜂蜡构成的。使用正多边形应该是为了让所有蜜蜂建造蜂巢时有一个共同的标准,不容易出错,但是几何学家一直很好奇蜜蜂的蜂窝房孔为什么是正六边形,而不是其他的正多边形。
后来经过研究,几何学家发现,对正多边形来说,面积相同的情况下,边数越多,周长越小,也就是说,蜜蜂的蜂窝房孔,边数越多越节省蜂蜡。那么,蜜蜂为什么不把蜂窝房孔建成正七边形,正八边形,或者更多边数呢?同学们,你们能想出答案吗?

当边数超过六之后,就不能紧密拼接了,只有内角能拼成$360°$才能紧密拼接,正六边形的内角为$120°$,三个刚好能拼成$360°$,当边数增加时,内角变大,三个拼起来会大于$360°$,两个又不够,所以边数变多,反而不行。
结构精巧的蜂窝
蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、实用而且节省材料,蜂房由无数个大小相同的房孔组成,房孔都是正六边形,房孔的边是由蜂蜡构成的。使用正多边形应该是为了让所有蜜蜂建造蜂巢时有一个共同的标准,不容易出错,但是几何学家一直很好奇蜜蜂的蜂窝房孔为什么是正六边形,而不是其他的正多边形。
后来经过研究,几何学家发现,对正多边形来说,面积相同的情况下,边数越多,周长越小,也就是说,蜜蜂的蜂窝房孔,边数越多越节省蜂蜡。那么,蜜蜂为什么不把蜂窝房孔建成正七边形,正八边形,或者更多边数呢?同学们,你们能想出答案吗?
当边数超过六之后,就不能紧密拼接了,只有内角能拼成$360°$才能紧密拼接,正六边形的内角为$120°$,三个刚好能拼成$360°$,当边数增加时,内角变大,三个拼起来会大于$360°$,两个又不够,所以边数变多,反而不行。
答案
解:
正多边形内角计算公式:(n-2)×180°÷n(n为边数)
1. 正六边形内角:(6-2)×180°÷6 = 120°,120°×3 = 360°,可紧密拼接。
2. 正七边形内角:(7-2)×180°÷7 ≈128.57°,3个内角和≈385.7°>360°,2个内角和≈257.14°<360°,无法紧密拼接。
3. 正八边形内角:(8-2)×180°÷8 =135°,3个内角和=405°>360°,2个内角和=270°<360°,无法紧密拼接。
答:只有内角和能凑成360°的正多边形才能紧密拼接,边数超过6的正多边形无法满足,因此蜜蜂的蜂窝房孔为正六边形。
正多边形内角计算公式:(n-2)×180°÷n(n为边数)
1. 正六边形内角:(6-2)×180°÷6 = 120°,120°×3 = 360°,可紧密拼接。
2. 正七边形内角:(7-2)×180°÷7 ≈128.57°,3个内角和≈385.7°>360°,2个内角和≈257.14°<360°,无法紧密拼接。
3. 正八边形内角:(8-2)×180°÷8 =135°,3个内角和=405°>360°,2个内角和=270°<360°,无法紧密拼接。
答:只有内角和能凑成360°的正多边形才能紧密拼接,边数超过6的正多边形无法满足,因此蜜蜂的蜂窝房孔为正六边形。
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