【趣味奥数1】—火柴混游戏（一）|含解析
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用火柴棍不但可以在桌面上摆出三角形、四边形等平面图形，而且还可以搭出立体图形，如正方体、长方体。还可以摆出棱台和棱锥等立体图形，只是要你更耐心些，更细心些。其实这些都不难，只要用橡皮泥把火柴棍按要求粘起来，一个个立体模型骨架就会在你的桌面上“站”起来了。这种活动大有好处，既能锻炼动手能力，又能增强空间想像力。
立体模型做好之后，你再仔细进行观察，数一数每个立体的顶点、棱和面的数目，然后再经过简单的计算就可能重新发现250多年前大数学家欧拉提出的一个著名公式；如果你在惊奇之余，不满足于对欧拉的敬佩和对公式的赞美，那就请你模仿欧拉、学习欧拉，也来搞点创造性的思维活动——用火柴棍当工具，做一次亲身发现数学公式的尝试吧。
例1：
以下各小题做立体模型要用橡皮泥粘接。
（1）用六根火柴棍搭成一个四面体。
（2）用八根火柴棍搭成一个四棱锥。
（3）用十二根火柴棍搭成一个正方体。
（4）用九根火柴棍搭成一个三棱柱。
解：
例2.
算一算例1中，每个立方体的顶点数-棱数+面数=？再把数据列成表。
解：
进一步想，任何一个立体图形的顶点数、棱数、面数之间都有这种关系吗？这是多么奇妙的事情呀！
立体又叫多面体。任何一个多面体都有。
顶点数-棱数+面数=2
这叫欧拉公式。最早是法国大数学家笛卡儿发现的，后来大数学家欧拉在1732年正式提出并给予了证明。
例1：
请你用火柴棍摆图形，并用橡皮泥粘接起来。
（1）用三根火柴棍摆出一个等边三角形。
（2）用四根火柴棍摆出一个正方形。
（3）用四根火柴棍摆出一个菱形。
解：
（1）等边三角形的三条边的长度彼此都相等，而火柴棍也都一样长。所以可以用三根火柴棍摆成一个等边三角形，
如图。
（2）正方形的四条边都相等，所以四根同样长的火柴棍可以摆出一个正方形。但要注意，必须使四个角都摆成直角。如图。
（3）菱形的四条边也是相等的，所以用四根一样长的火柴棍也能摆出来。但注意，这时不必使每个角都摆成直角，只要使两组对角分别相等即可。
例2：
请用7根火柴棍摆出2个小正方形出来。
解：由例1可知，摆一个正方形需4根火柴棍，所以摆两个独立的正方形需要8根火柴棍。现在要求用7根火柴棍摆出两个正方形，显然必须有一根火柴棍公用才能办到。
例3：
请你用12根火柴棍摆出四个同样大小的小正方形。
解：下图摆一个小正方形需要4根火柴棍，所以摆4个独立的小正方形需4×4=16根火柴棍。现在要求用12根火柴棍摆出4个小正方形出来，16-12=4（根），所以需要4根火柴棍公用。
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