摺紙幾何學

摺紙幾何學

摺紙幾何學,又稱作摺紙數理學,指的是對摺紙藝術從數學的角度加以研究。例如,研究某個特定的紙模型的可展性以及使用摺紙來解數學方程。 從19世紀開始,摺紙在西方成為了數學和科學研究的工具,解決在摺紙過程中發現的一些數學之迷已經發展成為現代幾何學的一個分支。 其中比較突出的是日本筑波大學(原東京教育大學)的芳賀和夫所發現的折芳賀定理,它已成為摺紙數理學中的主要定理之一。

定義

摺紙數理學指的是對摺紙藝術從數學的角度加以研究。例如,研究某個特定的紙模型的可展性以及使用摺紙來解數學方程。

某些經典幾何作圖問題,例如:三等分角,或者將立方體的體積擴大一倍(倍立方)等問題都被證明為尺規作圖不可能解決的。但是它們可以通過幾個摺紙步驟加以解決。一般地,摺紙可以通過作圖求解不超過4次的代數方程。Huzita-Hatori 公理集是這一領域的重要研究成果。

相關理論

芳賀定理

(賀芳和夫提出) :

摺紙幾何學 摺紙幾何學

芳賀第一定理

-芳賀第一定理

結論:GD:AD=1:3

套用:1.折分數

2.折任意精度的整數度角

-芳賀第二定理

-芳賀第三定理

折取正多邊形

在正方形中折取正多邊形 在正方形中折取正多邊形

正三角形

正五邊形

正六邊形

正七邊形

正八邊形

歷史

19世紀末,摺紙在西方成為了數學和科學研究的工具。

20世紀70年代,日本學者將目光投向摺紙中的數理,之後在日本形成了一個研究摺紙數理的高潮,結成了多個研究團體,也出版了許多的專著 ,芳賀和夫、阿部恆、堀井洋子、布施知子、笠原邦彥、前川淳等學者作出了較大的貢獻。

進入90年代,在世界上許多國家掀起一股熱潮。

1989年,第一屆摺紙科學國際會議在義大利的費拉拉城召開。

1994年,第二屆摺紙科學國際會議上,日本學者芳賀和夫提議,在origami的詞未加上後綴-cs,用來表示正在形成的用摺紙來探究數理的一門新學問

學科特性

1.題材的活動性

2.結果的意外性

3.結論的有用性

4.課題的發展性

5.內容的趣味性

6.問題的挑戰性

7.學科的成長性

教育意義

1.新的學習方式的推廣

2.數學學習興趣的激發

3.數學思想方法及科學方法的養成

4.空間想像能力的培養

5.探索與創新能力的培養

出版物

1896年,桑達拉《摺紙中的幾何練習》,研究摺紙數理學的第一本專著

1924年,拉波《摺紙的操作》出版

1935~1936年,貝洛柯發表了論文《用摺紙解幾何問題》和《用摺紙解3次和4次方程》

20世紀70年代,伏見康治夫婦的著作《摺紙幾何學》

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