【題目】十八世紀(jì)瑞士數(shù)學(xué)家歐拉證明了簡(jiǎn)單多面體中頂點(diǎn)數(shù)(V)、面數(shù)(F)、棱數(shù)(E)之間存在的一個(gè)有趣的關(guān)系式,被稱為歐拉公式.請(qǐng)你觀察下列幾種簡(jiǎn)單的多面體模型,解答下列問(wèn)題:

(1)根據(jù)上面的多面體模型,完成表格:

多面體

頂點(diǎn)數(shù)(V)

面數(shù)(F)

棱數(shù)(E)

四面體

4

4

正方體

8

12

正八面體

6

8

12

正十二面體

20

12

30

可以發(fā)現(xiàn)頂點(diǎn)數(shù)(V)、面數(shù)(F)、棱數(shù)(E)之間存在的關(guān)系式是_______________;

(2)若一個(gè)多面體的面數(shù)比頂點(diǎn)數(shù)大8,且有30條棱,則這個(gè)多面體的面數(shù)是______;

(3)某個(gè)玻璃飾品的外形是簡(jiǎn)單多面體,它的外表面是由三角形和八邊形兩種多邊形拼接而成,且有24個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)處有3條棱.設(shè)該多面體外表面三角形的個(gè)數(shù)為x,八邊形的個(gè)數(shù)為y,求x+y的值.

【答案】(1)6,6,V+F-E=2 ;(2)20;(3)x+y=F=14

【解析】

(1)從表格觀察發(fā)現(xiàn):頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)-棱數(shù)=2;(2)代入(1)中的式子即可得到面數(shù);(3)得到多面體的棱數(shù),求得面數(shù)即為x+y的值.

解:(1)四面體的棱數(shù)為6;正八面體的頂點(diǎn)數(shù)為6;關(guān)系式為:V+F-E=2;

(2)由題意得:F-8+F-30=2,解得F=20;

(3)∵有24個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)頂點(diǎn)處都有3條棱,兩點(diǎn)確定一條直線;

∴共有24×3÷2=36條棱,

那么24+F-36=2,解得F=14,

x+y=14.

故答案為:6,6;E=V+F-2;20;14.

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(1)問(wèn)題探究:
如圖1,圖中所示的格點(diǎn)多邊形,其內(nèi)部都只有一個(gè)格點(diǎn),它們的面積與各邊上格點(diǎn)的個(gè)數(shù)和的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下表并寫(xiě)出S與x之間的關(guān)系式S=

多邊形的序號(hào)

多邊形的面積S

2

2.5

3

4

各邊上格點(diǎn)的個(gè)數(shù)和x

4


(2)在圖2中所示的格點(diǎn)多邊形,這些多邊形內(nèi)部都有且只有2個(gè)格點(diǎn).探究此時(shí)所畫(huà)的各個(gè)多邊形的面積S與它各邊上格點(diǎn)的個(gè)數(shù)和x之間的關(guān)系式S=
(3)請(qǐng)繼續(xù)探索,當(dāng)格點(diǎn)多邊形內(nèi)部有且只有n(n是正整數(shù))個(gè)格點(diǎn)時(shí),猜想S與x,n之間的關(guān)系式S=(用含有字母x,n的代數(shù)式表示)
(4)問(wèn)題拓展:
請(qǐng)?jiān)谡切尉W(wǎng)格中的類似問(wèn)題進(jìn)行探究:在圖3、4中正三角形網(wǎng)格中每個(gè)小正三角形面積為1,小正三角形的頂點(diǎn)為格點(diǎn),以格點(diǎn)為頂點(diǎn)的多邊形稱為格點(diǎn)多邊形,圖是該正三角形格點(diǎn)中的兩個(gè)多邊形.
根據(jù)圖中提供的信息填表:

格點(diǎn)多邊形各邊上的格點(diǎn)的個(gè)數(shù)

格點(diǎn)多邊形內(nèi)部的格點(diǎn)個(gè)數(shù)

格點(diǎn)多邊形的面積

多邊形1(圖3)

8

1

8

多邊形2(圖4)

7

3

11

一般格點(diǎn)多邊形

a

b

S

則S與a,b之間的關(guān)系為S=(用含a,b的代數(shù)式表示).

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(1)求拋物線的解析式;
(2)求直線BD的解析式;
(3)當(dāng)點(diǎn)P在線段OB上運(yùn)動(dòng)時(shí),直線l交BD于點(diǎn)M,是否存在點(diǎn)P,使得四邊形CQMD是平行四邊形?若存在,求出m的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

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(1) ABx 軸,求 t 的值;

(2)OP=OA,B點(diǎn)的坐標(biāo).

(3)當(dāng) t=3 時(shí),x 軸上是否存在有一點(diǎn) M,使得以 M、P、A 為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn) M 的坐標(biāo).

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(1)①求證:△ACO≌△EDO;②求出線段AC、BD的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系;

(2)動(dòng)點(diǎn)P從A出發(fā),沿A﹣O﹣B路線運(yùn)動(dòng),速度為1,到B點(diǎn)處停止運(yùn)動(dòng);動(dòng)點(diǎn)Q從B出發(fā),沿B﹣O﹣A運(yùn)動(dòng),速度為2,到A點(diǎn)處停止運(yùn)動(dòng).二者同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),都要到達(dá)相應(yīng)的終點(diǎn)才能停止.在某時(shí)刻,作PE⊥CD于點(diǎn)E,QF⊥CD于點(diǎn)F.問(wèn)兩動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)多長(zhǎng)時(shí)間時(shí)△OPE與△OQF全等?

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