初中 · 空间拓展 · 展开图与空间想象

六个面,真能合上吗?

35种自由六连方,按旋转与镜像去重。先认清1号面,再亲手把纸片折起来。

问题的来处古典立体几何 · 欧几里得

折起立方体:问题从哪里来?

把平面纸片变成空间物体,是展开图的核心问题。面数为6只是必要条件;面和面之间如何相连,才决定能否围成正方体。

读一段背景,带着问题动手

把平面纸片变成空间物体,是展开图的核心问题。面数为6只是必要条件;面和面之间如何相连,才决定能否围成正方体。

把平面纸片变成空间物体,是展开图的核心问题。面数为6只是必要条件;面和面之间如何相连,才决定能否围成正方体。 35种自由六连方,按旋转与镜像去重。 六个相连正方形,为什么仍可能叠到同一面?

现在,换你来试先预测能否闭合,再亲手折到90°核验;换一种六连方再次比较。

折起立方体

M01 / 立体几何
今天的问题

哪两个面最终面对面,而不是挨在一起?

独立探索要做什么?

先预测能否闭合,再亲手折到90°核验;换一种六连方再次比较。

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
123456123456六连方 19/35 · 左:面号 · 右:刚体折叠0°折角 0° · 面号可对应
颜色与面号对应左:展开图右:刚体折叠
看这里 · 完全折起能否组成正方体1

现在还没有完全折起。这张六连方能形成六个不同朝向;核对面号和相对面。

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

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完全折起能否组成正方体
1
面数
6
完全折起不同朝向数
6
35种六连方中有效网数
11

每面绕公共棱做刚体90°铰链变换;判据校验环路位置一致与六个不同面朝向。中途动画不进行连续碰撞检测,不能把穿插示意当作无碰撞折法证明。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

本实验以装置几何与上方读数作为证据。

换个条件,再想一步

六个相连正方形,为什么仍可能叠到同一面?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

从根面沿邻接棱传播刚体坐标。闭合要求环路变换一致、6个面法向各异;由35种六连方得到11种网。动画穿插不代表无碰撞折叠。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

哪两个面最终面对面,而不是挨在一起?

换个条件,再试一次

六个相连正方形,为什么仍可能叠到同一面?

看哪里?

本题是平面数学构造。三维将同一构造放入空间,便于换角度看;证明仍依据二维关系。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识展开图与空间想象涉及的量与单位:六连方编号(无量纲)、折叠角(°)。初中 · 空间拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:先认清1号面,再亲手把纸片折起来。

再做定量:保持其他条件,比较六连方编号与完全折起能否组成正方体(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

从根面沿邻接棱传播刚体坐标。闭合要求环路变换一致、6个面法向各异;由35种六连方得到11种网。动画穿插不代表无碰撞折叠。

对照核验提示:一张有效网:18号索引,先看平面;折成正方体:同一张网折到90°。按这些题设自己操作并比较完全折起能否组成正方体,不把参考情景当个人完成。

适用范围:每面绕公共棱做刚体90°铰链变换;判据校验环路位置一致与六个不同面朝向。中途动画不进行连续碰撞检测,不能把穿插示意当作无碰撞折法证明。

Wolfram MathWorld · Cube(含展开图)(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。