三、解答题(共41分)
9.(16分)在数学实验课上,老师提供了如图①所示的正方形卡纸,让学生制作无盖纸盒.
(1)若准备制作一个无盖的正方体纸盒,图②中的图形经过折叠能制成无盖正方体纸盒的有(填序号);
(2)小姜准备将正方形卡纸的四角各剪去一个小正方形,折成无盖的长方体纸盒.请在图③中画出示意图,用实线表示剪切线,虚线表示折痕;
(3)若正方形卡纸的边长为$y$ cm,剪去的小正方形的边长为$x$ cm.为了使纸盒底面更加牢固且达到废物利用的目的,现将剪下的四个小正方形平铺在盒子的底面,要求既不重叠又恰好铺满(不考虑纸板的厚度),请直接写出此时$y$与$x$之间的数量关系.

9.(16分)在数学实验课上,老师提供了如图①所示的正方形卡纸,让学生制作无盖纸盒.
(1)若准备制作一个无盖的正方体纸盒,图②中的图形经过折叠能制成无盖正方体纸盒的有(填序号);
(2)小姜准备将正方形卡纸的四角各剪去一个小正方形,折成无盖的长方体纸盒.请在图③中画出示意图,用实线表示剪切线,虚线表示折痕;
(3)若正方形卡纸的边长为$y$ cm,剪去的小正方形的边长为$x$ cm.为了使纸盒底面更加牢固且达到废物利用的目的,现将剪下的四个小正方形平铺在盒子的底面,要求既不重叠又恰好铺满(不考虑纸板的厚度),请直接写出此时$y$与$x$之间的数量关系.
答案
解:
(1) $\mathrm{A、B}$
(2) 示意图:在图③的大正方形四个角处,各画出一个大小相同的小正方形,小正方形不与大正方形外边缘重合的两条边用实线绘制(作为剪切线),大正方形内部、依次连接相邻剪切线端点的四条横竖线段用虚线绘制(作为折痕)。
(3) 由题意,纸盒底面面积等于四个剪去的小正方形的面积和,可得:
$(y-2x)^2=4x^2$
因为$y>2x>0$,所以$y-2x=2x$,即$y=4x$。
最终$y$与$x$的数量关系为$\boldsymbol{y=4x}$。
(1) $\mathrm{A、B}$
(2) 示意图:在图③的大正方形四个角处,各画出一个大小相同的小正方形,小正方形不与大正方形外边缘重合的两条边用实线绘制(作为剪切线),大正方形内部、依次连接相邻剪切线端点的四条横竖线段用虚线绘制(作为折痕)。
(3) 由题意,纸盒底面面积等于四个剪去的小正方形的面积和,可得:
$(y-2x)^2=4x^2$
因为$y>2x>0$,所以$y-2x=2x$,即$y=4x$。
最终$y$与$x$的数量关系为$\boldsymbol{y=4x}$。
10. (25分)(1) 把下列表格填写完整:

(2) 归纳发现:$V+F-E=$.
【实际应用】
(3) 足球一般由32块黑白皮子缝合而成(如图),黑色的是正五边形,白色的是正六边形,如果把足球近似看成一个多面体,你能利用(2)中的结论归纳计算出足球中正五边形有多少块吗?请写出你的解答过程.

(2) 归纳发现:$V+F-E=$.
【实际应用】
(3) 足球一般由32块黑白皮子缝合而成(如图),黑色的是正五边形,白色的是正六边形,如果把足球近似看成一个多面体,你能利用(2)中的结论归纳计算出足球中正五边形有多少块吗?请写出你的解答过程.
答案
解:
(1) 表格填写结果:
三棱锥的棱数E:$\boldsymbol{6}$;
五棱锥的面数F:$\boldsymbol{6}$;
长方体的顶点数V:$\boldsymbol{8}$。
(2) 代入三组数据计算:
$4+4-6=2$,$6+6-10=2$,$8+6-12=2$,因此$V+F-E=\boldsymbol{2}$。
(3) 设足球中正五边形有$x$块,则正六边形有$(32-x)$块。
该多面体面数$F=32$,
每条棱为两个相邻面共有,因此总棱数:
$E=\frac{5x + 6(32-x)}{2}=\frac{192 - x}{2}$
每个顶点处连接3条棱,每条棱对应2个顶点,因此总顶点数:
$V=\frac{5x + 6(32-x)}{3}=\frac{192 - x}{3}$
根据欧拉公式$V+F-E=2$,代入得:
$\frac{192 - x}{3} + 32 - \frac{192 - x}{2} = 2$
两边同乘6去分母:
$2(192 - x) + 192 - 3(192 - x) = 12$
展开整理:
$384 - 2x + 192 - 576 + 3x = 12$
解得:$x=12$
答:足球中正五边形有12块。
(1) 表格填写结果:
三棱锥的棱数E:$\boldsymbol{6}$;
五棱锥的面数F:$\boldsymbol{6}$;
长方体的顶点数V:$\boldsymbol{8}$。
(2) 代入三组数据计算:
$4+4-6=2$,$6+6-10=2$,$8+6-12=2$,因此$V+F-E=\boldsymbol{2}$。
(3) 设足球中正五边形有$x$块,则正六边形有$(32-x)$块。
该多面体面数$F=32$,
每条棱为两个相邻面共有,因此总棱数:
$E=\frac{5x + 6(32-x)}{2}=\frac{192 - x}{2}$
每个顶点处连接3条棱,每条棱对应2个顶点,因此总顶点数:
$V=\frac{5x + 6(32-x)}{3}=\frac{192 - x}{3}$
根据欧拉公式$V+F-E=2$,代入得:
$\frac{192 - x}{3} + 32 - \frac{192 - x}{2} = 2$
两边同乘6去分母:
$2(192 - x) + 192 - 3(192 - x) = 12$
展开整理:
$384 - 2x + 192 - 576 + 3x = 12$
解得:$x=12$
答:足球中正五边形有12块。
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