正四棱錐堆疊翻轉研究
專題名稱 | 正四棱錐堆疊翻轉研究 |
專題描述 | 本研究是個簡單有趣的小遊戲,目的是透過移動最少數量的球將正四棱錐堆疊顛倒過來。並運用國中所學到的代數,嘗試導出最簡潔的最少移動個數方程式,並推算出一般式,是本研究的亮點之處。 |
隊伍名稱 | 正四棱錐堆疊翻轉研究 |
指導老師 | 陳禹翔 呂柏辰 |
參賽學生 | 陳語謙 陳譔宇 |
延續作品 | 已上傳延續性作品說明書:20220903101957723.pdf |
序號 | 內容 | 上傳者 | 最後修改 |
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10 | 作者 陳語謙 標題 製作書面報告(9/20) 內容 看著「相關連結」、「檔案庫」、「藏書閣」……的左邊,全部從紅色變成綠色的,讓我非常開心,經過了這麼久的研究,我們終於只要製作書面報告。有了前兩次的經驗,感覺這一次做本文比之前更容易啊 ! | 陳語謙 | 2022/9/20 下午 08:08:03 |
9 | 作者 陳譔宇 標題 應證想法(9/20) 內容 我們在觀察的時候,發現層層互換的方式有很多種,但是我們觀察了4到8層的圖形後,發現最底層和倒數第3層互換,保留的顆數會最多。這一點和科展時研究的不一樣,因為科展時互換,每個層數都不一樣,但是正四棱椎都是同一層。真的是太神奇了。 | 陳譔宇 | 2022/9/20 下午 04:44:08 |
8 | 作者 陳譔宇 標題 推導公式(9/18) 內容 在這一個禮拜,老師要我們和科展一樣利用相同的方式,使用另一個繪圖軟體-gsp,只不過是2D的。讓我們更容易地去推導公式。之後我們觀察了4~8層的正四棱錐後,發現不移動顆數都是由3層的形式出現,所以我們很快的推導出了可以算出不移動顆數的公式。 | 陳譔宇 | 2022/9/18 上午 10:22:23 |
7 | 作者 陳語謙 標題 製作實體模型 內容 在我們比科展的時候,我們利用保麗龍球來當作我們三角錐的模型,藉此可以更方便找出公式,並完成研究。在這次的科展老師幫我們買來鋼珠和一種長條的磁鐵,讓我們能夠更方便的去找出公式,且這個模型可以拆掉、重組,所以比保麗龍球好用。 | 陳語謙 | 2022/9/14 下午 04:47:01 |
6 | 作者 陳語謙 標題 製作圖檔(9/13) 內容 為了更方便的推算出正四棱錐的公式,我們嘗試用3D的繪圖軟體-sketchup來畫出我們的正四棱錐。我們試著透過把同一個立體圖形複製後和原本的圖形重疊,發現讓它們中間的部分重疊的移動顆數是最少的。 | 陳語謙 | 2022/9/13 下午 01:04:17 |
5 | 作者 陳譔宇 標題 撰寫本文(9/13) 內容 現在只剩下本文還沒有亮綠燈了!所以接下來就是要打本文了,希望我們可以把公式推導出來,完成本文的部分。 | 陳譔宇 | 2022/9/13 下午 01:04:07 |
4 | 作者 陳譔宇 標題 完成藏書閣(9/12) 內容 我們終於把藏書閣放滿書了,其間困難重重,因為在網路上查都查不太到跟相關我們主題的書,就算有查到也是教科書或參考書,還有英文的原文書。 | 陳譔宇 | 2022/9/12 下午 10:09:47 |
3 | 作者 陳語謙 標題 完成檔案庫、相關連結(9/12) 內容 今天我們把檔案庫、相關連結都變成綠燈了,到這個月底前(9/30),我們要把本文打完。希望我們能做完,下禮拜就要開始做本文了! | 陳語謙 | 2022/9/12 下午 01:11:33 |
2 | 作者 陳譔宇 標題 9/8文獻探討 內容 首先我們先在網路上找尋跟我們題目有相關的文獻,但是我們遇到了一個挫折,就是這一類型的文獻真的是少之又少。但是我們也有從中找到一些和函數有關的相關資料,希望可以對我們的研究有所幫助。 | 陳譔宇 | 2022/9/8 下午 01:08:34 |
1 | 作者 陳語謙 標題 9/8決定內容 內容 這次的主題我們是延續上一次科展的題目,上一次的科展我們研究相鄰兩層間公差不為 1 時的情況,最後給出所有可能的情況與推導出一般式,最後繼續推廣到立體三角錐球體堆疊的討論。在這一次的小論文,我們想讓研究變更完整,所以我們接著準備開始做不同錐體的翻轉研究。 | 陳語謙 | 2022/9/8 下午 01:00:23 |
序號 | 截圖 | 網站簡介 | 上傳者 | 最後修改 |
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10 | 網站名稱 四面體 網址 https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%9B%9B%E9%9D%A2%E9%AB%94?fbclid=IwAR0jeNJRmX76EYoAtZ2kQ7zWOswWQpMKiCOQwSaHE9jKiX0JL2FNhU_CtTQ 網站簡介 四面體是由四個三角形面組成的多面體,每兩個三角形都有一個共同的邊,每三個三角形都有一個共同的頂點。四面體有四個頂點,六條棱,四個面,是所有凸多面體中最簡單的。四面體包括正四面體、鍥形體等種類,由四個全等的正三角形組成的四面體稱為正四面體。四面體也可以依角的類型分為銳角四面體、鈍角四面體、和直角四面體。 | 陳譔宇 | 2022/9/21 下午 04:45:35 | |
9 | 網站名稱 Σ 網址 https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/%CE%A3 網站簡介 Sigma(大寫Σ,小寫σ,中文音譯:希格瑪),是第十八個希臘字母。在現代的希臘數字代表200。 大寫Σ可以表示: 數學上的求和符號(又稱和式號)。 粒子物理學中的一類重子(Σ重子)。 小寫σ可以表示: σ鍵,化學上一類原子軌道「頭碰頭」形成的化學鍵。 統計學上的標準差。 除數函數。 σ-代數。 RNA聚合酶的σ因子。 恆星光度的 斯特藩-玻爾茲曼常數。 應力。 西里爾字母的С及拉丁字母的S都源於Sigma,而西里爾字母С的直接起源是Sigma的一個彎月形變體Ϲ。 | 陳譔宇 | 2022/9/8 下午 12:39:17 | |
8 | 網站名稱 翻轉金字塔 網址 https://contest.hlc.edu.tw/science/publish/upload/108-A101.pdf 網站簡介 本研究是個簡單也有趣的圖形遊戲,運用硬幣排成三角形,透過移動硬幣,讓三角形翻 轉,然而移動硬幣時一定會有最少的數量,不同層數的三角形所需要移動的最少數量也會不 同,透過實際操作、記錄、推論,嘗試導出數學公式,並加以驗證最少的硬幣數量是否正 確。 | 陳譔宇 | 2022/9/8 下午 12:37:51 | |
7 | 網站名稱 GSP融入數學幾何學習(GSP入門教學) 網址 https://www.youtube.com/watch?v=i3O-NlBezGQ 網站簡介 國二、三學生 先備知識:知道常見幾何圖形的定義,瞭解平行、中垂線定義。 | 陳譔宇 | 2022/9/7 下午 01:11:58 | |
6 | 網站名稱 柯西-施瓦茨不等式 網址 https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%9F%AF%E8%A5%BF-%E6%96%BD%E7%93%A6%E8%8C%A8%E4%B8%8D%E7%AD%89%E5%BC%8F 網站簡介 數學上,柯西-施瓦茨不等式,又稱施瓦茨不等式或柯西-布尼亞科夫斯基-施瓦茨不等式,是一條很多場合都用得上的不等式;例如線性代數的矢量,數學分析的無窮級數和乘積的積分,和機率論的變異數和共變異數。它被認為是最重要的數學不等式之一。它有一些推廣,如赫爾德不等式。 不等式以奧古斯丁·路易·柯西(Augustin Louis Cauchy),赫爾曼·阿曼杜斯·施瓦茨(Hermann Amandus Schwarz),和維克托·雅科夫列維奇·布尼亞科夫斯基(Виктор Яковлевич Буняковский)命名。 | 陳譔宇 | 2022/9/7 下午 01:01:03 | |
5 | 網站名稱 函數 網址 https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%87%BD%E6%95%B0 網站簡介 若{\displaystyle x}x是實數,以有序對 {\displaystyle (x,\,x^{2})}{\displaystyle (x,\,x^{2})} 為元素所構成的集合就是一個函數。直觀上代表"輸入" {\displaystyle x}x 就可以得到唯一值 {\displaystyle x^{2}}x^{2} 的對應關係。 一般會以英文字母 {\displaystyle f,\,g,\,h}{\displaystyle f,\,g,\,h} 表示函數,並把 {\displaystyle x}x 依據函數 {\displaystyle f}f 的對應規則所得到的值寫作{\displaystyle f(x)}f(x) ,並讀作"f of x"。函數的概念不限於數之間的對應關係,例定義函數 {\displaystyle \operatorname {Capital} }{\displaystyle \operatorname {Capital} } 為世界上所有國家跟它現在的首都的對應關係,那輸入英國就會輸出唯一值倫敦:{\displaystyle \operatorname {Capital} (\mathrm {U.K.} )=\mathrm {London} }{\displaystyle \operatorname {Capital} (\mathrm {U.K.} )=\mathrm {London} }。 直觀上的"多變數函數"其實也可以概括到一般函數的定義裡。例如算式 {\displaystyle x\times y}{\displaystyle x\times y} 有兩個實數參數 {\displaystyle x}x 和 {\displaystyle y}y。可以將這兩個參數看作一個實數有序對 {\displaystyle (x,y)}(x,y) ,然後定義一個以 {\displaystyle ((x,\,y),\,x\times y)}{\displaystyle ((x,\,y),\,x\times y)} 為元素所構成的函數 {\displaystyle f}f ,然後把 {\displaystyle f[(x,\,y)]=x\times y}{\displaystyle f[(x,\,y)]=x\times y} 簡記成符合直觀的 {\displaystyle f(x,\,y)=x\times y}{\displaystyle f(x,\,y)=x\times y} 。 數學中,對應、映射、轉換通常都是函數的別稱,但也可能有別的意思,如在拓撲學的映射有時代表的是連續函數。 在類型論的λ演算中,"對應關係"可以是作為一個原始概念(也就是無定義名詞),而不像上述的定義把函數視為集合的衍伸物。 | 陳譔宇 | 2022/9/7 下午 12:59:30 | |
4 | 網站名稱 一些球堆成三角形.第一个是一个球,摆成了球形,第二个是用3个圆堆起来的三角形,第三个是用6个圆堆起来的三角形,第4个是9个圆堆起来的三角形……你知道第5堆有多少个小球吗?第8堆呢? 網址 http://5lishi.com/huaxue/2019-09-18/97059.html 網站簡介 一些球堆成三角形.第一个是一个球,摆成了球形,第二个是用3个圆堆起来的三角形,第三个是用6个圆堆起来的三角形,第4个是9个圆堆起来的三角形……你知道第5堆有多少个小球吗?第8堆呢? | 陳譔宇 | 2022/9/7 下午 12:52:38 | |
3 | 網站名稱 微積分誕生的前奏,超級絕妙的中國古代堆垛術 網址 https://kknews.cc/zh-tw/history/2y8gkmz.html 網站簡介 沈括是我國宋朝著名科學家,宋代制酒業很發達,為了存儲方便,酒缸是要一層一層堆起來的,形成了堆垛,怎樣用簡便的方法算出堆垛中酒缸的總數,古代稱之為堆垛術.沈括用了近十年的時間寫了著名的《夢溪筆談》,隙積術和會圓術是沈括在數學領域的兩大重要研究成果,隙積術是用來計算諸如累棋、層壇、積罌(堆砌的酒罈子)一類堆垛物體的體積公式,其中包含了高階等差級數的計算公式;會圓術是計算圓弧的弦、矢(弧的高)與孤長間數量關係的數學公式。 原文網址:https://kknews.cc/history/2y8gkmz.html | 陳譔宇 | 2022/9/7 下午 12:50:51 | |
2 | 網站名稱 AutoCAD 3D繪圖(19)__堆疊圓珠組 網址 https://liuyunantw.pixnet.net/blog/post/461018798-autocad-3d%E7%B9%AA%E5%9C%96(19)__%E5%A0%86%E7%96%8A%E5%9C%93%E7%8F%A0%E7%B5%84?fbclid=IwAR1M7Jk8bg_DlptR-SBcDBAxZtBKvv25O5Ss0WRe1HYWzx6ciyPEicihybM 網站簡介 在AutoCAD中要畫3D組立圖有對齊指令可以用,可以很快對齊放置3D物件。遇到真正3D圓球時對齊指令無用武之地,在R14版之前3D圓球連可以對齊用的參考點都沒有,R14版之後能提供對齊參考的點只有球心 圓球堆疊的問題在許多3D繪圖軟體幾乎都是難題,因為能用的參考點都是只有球心。同樣的問題我在畫Solid Edge時就遇過,用的解決方法和AutoCAD畫法相同,都是另外畫出輔助對齊用的草圖來處理 | 陳譔宇 | 2022/9/7 下午 12:40:55 | |
1 | 網站名稱 筆試題的思考:移動最少硬幣讓金字塔上下倒過來 網址 https://kknews.cc/zh-tw/education/4mmpjnv.html 網站簡介 用硬幣擺成金字塔,要移動儘可能少的硬幣讓金字塔上下倒過來,對於 4 層金字塔只要移動圖中 3 個藍色的硬幣即可。最後一層左右兩側各移動 m 個硬幣後,最後一層還剩餘 n-2*m 個硬幣,需要從上面依次往下移動 n-2*m 個硬幣、n-2*m-1 個硬幣、……(遞減直到最終為 1 個硬幣) 按照上面的方法同樣可以分析出 6 層金字塔最少需要移動多少個硬幣,此處不再詳述,大家可以自己分析一下,下面直接給出各個方案移動硬幣數分別為15, 8, 7, 12(移動 12 個硬幣是最後一層左右兩側各移動 3個硬幣的情況)。 通過分析我們可以得出 6 層金字塔最少需要移動 7 個硬幣。但我們總不能一直這樣分析吧!對於層數少的可以自己分析,層數太多例如 100 層怎麼辦?而且一開始我也說了這是有通解的。這個時候很自然的就可以想到靠機器來幫我們做苦力。 | 陳語謙 | 2022/9/3 下午 12:32:33 |