研究性课题:多面体的欧拉定理的发现欧拉欧拉公式著名的数学家,瑞士人,大部分时间在俄国和法国度过.他16岁获得硕士学位,早年在数学天才贝努里赏识下开始学习数学,毕业后研究数学,是数学史上最高产的作家.在世发表论文700多篇,去世后还留下100多篇待发表.其论著几乎涉及所有数学分支.他首先使用f(x)表示函数,首先用∑表示连加,首先用i表示虚数单位.在立体几何中多面体研究中,首先发现并证明欧拉公式.多面体(6)(8)简单多面体表面经过连续变形能变成一个球面的多面体(5)讨论问题1:(1)数出下列四个多面体的顶点数V、面数F、棱数E并填表(1)(2)(3)(4)图形编号顶点数V面数F棱数E(1)(2)(3)(4)规律:V+F-E=2464861268129815(欧拉公式)(8)(5)5851616327812问题1:(2)数出下列四个多面体的顶点数V、面数F、棱数E并填表图形编号顶点数V面数F棱数E(5)(7)(6)V+F-E=2(欧拉公式)简单多面体讨论问题2:如何证明欧拉公式(证法一:内角和法)ABCDEA1B1C1D1E1ABCDEA1B1C1D1E1讨论思考1:多面体的面数是F,顶点数是V,棱数是E,则平面图形中的多边形个数、顶点数、边数分别为思考2:设多面体的F个面分别是n1,n2,···,nF边形,各个面的内角总和是多少?(n1-2)·1800+(n2-2)·1800+···+(nF-2)·1800=(n1+n2+···+nF-2F)·1800思考3:n1+n2+···+nF和多面体的棱数E有什么关系n1+n2+···+nF=2EF、V、E.问题2:如何证明欧拉公式(证法一:内角和法)讨论ABCDEA1B1C1D1E1ABCDEA1B1C1D1E1多边形内角和=(E-F)·3600思考4:设平面图形中最大多边形(即多边形ABCDE)是m边形,则它和它内部的全体多边形的内角总和是多少?2(m-2)·1800+(V-m)·3600=(V-2)·3600∴(E-F)·3600=(V-2)·3600问题2:如何证明欧拉公式(证法一:内角和法)讨论ABCDEA1B1C1D1E1ABCDEA1B1C1D1E1V+F-E=2欧拉公式证法二:去边法问题3:欧拉公式的应用例11996年的诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60是有60个C原子组成的分子,它结构为简单多面体形状.这个多面体有60个顶点,从每个顶点都引出3条棱,各面的形状分别为五边星或六边形两种.计算C60分子中形状为五边形和六边形的面各有多少?解:设C60分子中形状为五边形和六边形的面各有x个和y个.由题意有顶点数V=60,面数F=x+y,答:C60分子中形状为五边形和六边形的面各有12个和20个.小结猜想证明应用空间问题平面化V+F-E=21.欧拉公式2.欧拉公式证明3.欧拉公式证明4.正多面体种类