九年级数学 · 跨学科主题学习

徽州八角亭中的
正八边形与白银数

从 1 : √2 到 1 + √2

依托歙县竹山书院凌云阁实景,完成数学证明、参数化建模、文创设计与成果发布。

歙县竹山书院凌云阁外景
歙县竹山书院凌云阁

课时与任务

2 节数学课加一个项目周,项目周末尾的成果发布会计为第 3 课时。每个课时附本课时使用的工具。

第 1 课时
识亭观比 · 方出八来
  • 在凌云阁测绘平面图上测量对边距离与边长,提出比值猜想
  • 折纸得到正八边形,用正方形截角证明对边距离与边长之比为 1 + √2
  • 判断内外柱圈是位似图形

本课时工具

平面图、三角板、折纸(课堂纸笔操作)

方中出八课后回看:正方形截角的动态演示
第 3 课时
成果发布会
  • 各组汇报作品与短记,按量规自评互评
  • 有理有据地回答“为什么选八”

汇报材料

作品图片(SVG 文创设计与建模器均可导出 PNG)、短记定稿、证据卡

在线工具箱

三个工具均在浏览器中运行,电脑与平板通用,无需安装。

八角亭参数化建模器

项目周 · 建模组

在 OpenSCAD 中修改边长 a、内外圈位似比 k、柱高与边长之比 m,生成八角亭三维模型;可导出 PNG 图片与 STL 模型文件。

启动八角亭参数化建模器

数学要点速查

白银比与白银数是两个不同的量。作品中的每处比例须注明属于哪一个。

白银比
1 : √2
含义
等腰直角三角形直角边与斜边之比
实例
A 类纸的宽与长,对折后形状不变
白银数 δ
1 + √2 ≈ 2.414
含义
正八边形对边距离与边长之比
公式
d = (1 + √2) a,与大小无关
位似比
k ≈ 0.55
含义
凌云阁内外柱圈的实测位似比
面积比
k² ≈ 0.30