欧拉定理有没有不是数学归纳法的证
简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间有关系
V+F-E=2
这个公式叫欧拉公式。公式描述了简单多面体顶点数、面数、棱数特有的规律。
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数学归纳法是这样的:
定义----与自然数有关的数学命题,若先证得n取第一个
值n0时命题成立,然后假设当时命题成立,
再证明当n=k+1时命题也成立,则可断言此命题
对n取n0后的一切自然数都成立,这种推理方法
叫数学归纳法。
方法1:(利用几何画板)
逐步减少多面体的棱数,分析V+F-E
先以简单的四面体ABCD为例分析证法。
去掉一个面,使它变为平面图形,四面体顶点数V、棱数V与...全部
简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间有关系
V+F-E=2
这个公式叫欧拉公式。公式描述了简单多面体顶点数、面数、棱数特有的规律。
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数学归纳法是这样的:
定义----与自然数有关的数学命题,若先证得n取第一个
值n0时命题成立,然后假设当时命题成立,
再证明当n=k+1时命题也成立,则可断言此命题
对n取n0后的一切自然数都成立,这种推理方法
叫数学归纳法。
方法1:(利用几何画板)
逐步减少多面体的棱数,分析V+F-E
先以简单的四面体ABCD为例分析证法。
去掉一个面,使它变为平面图形,四面体顶点数V、棱数V与剩下的面数F1变形后都没有变。
因此,要研究V、E和F关系,只需去掉一个面变为平面图形,证V+F1-E=1
(1)去掉一条棱,就减少一个面,V+F1-E不变。依次去掉所有的面,变为“树枝形”。
(2)从剩下的树枝形中,每去掉一条棱,就减少一个顶点,V+F1-E不变,直至只剩下一条棱。
以上过程V+F1-E不变,V+F1-E=1,所以加上去掉的一个面,V+F-E =2。
对任意的简单多面体,运用这样的方法,都是只剩下一条线段。因此公式对任意简单多面体都是正确的。
方法2:计算多面体各面内角和
设多面体顶点数V,面数F,棱数E。
剪掉一个面,使它变为平面图形(拉开图),求所有面内角总和∑α
一方面,在原图中利用各面求内角总和。
设有F个面,各面的边数为n1,n2,…,nF,各面内角总和为:
∑α = [(n1-2)·1800+(n2-2)·1800 +…+(nF-2) ·1800]
= (n1+n2+…+nF -2F) ·1800
=(2E-2F) ·1800 = (E-F) ·3600 (1)
另一方面,在拉开图中利用顶点求内角总和。
设剪去的一个面为n边形,其内角和为(n-2)·1800,则所有V个顶点中,有n个顶点在边上,V-n个顶点在中间。中间V-n个顶点处的内角和为(V-n)·3600,边上的n个顶点处的内角和(n-2)·1800。
所以,多面体各面的内角总和:
∑α = (V-n)·3600+(n-2)·1800+(n-2)·1800
=(V-2)·3600。 (2)
由(1)(2)得: (E-F) ·3600 =(V-2)·3600
所以 V+F-E=2。
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另外,我还找到这样一个资料,卡不太明白。
其实,(面数+顶点数)-棱数 = 2 是简单多面体的普遍规律,叫做多面体的欧拉定理。
这个定理最早是笛卡儿发现的。证明这个定理,常常要用数学归纳法,以及某种拓扑法--把立体图形转化为平面图形,再进行证明。
楼主看一下吧。 祝好运。收起