鑲嵌是什麼?用 LaQ、磁力片讓形狀鋪滿整面不留縫
鑲嵌(tessellation)是用形狀把平面鋪滿,不留縫也不重疊。正多邊形裡只有正三角形、正方形、正六邊形能單獨鋪滿平面,因為它們的內角 60°、90°、120° 能整除 360°。LaQ 和磁力片剛好有正方形和正三角形,最適合拿來玩鑲嵌。
鑲嵌的規則只有一條
鋪滿,不留縫、不重疊。
拿同一種正多邊形來鋪,只有三種做得到:正三角形、正方形、正六邊形。原因是每個頂點周圍的角加起來要剛好 360°:
| 形狀 | 內角 | 一個頂點放幾個 |
|---|---|---|
| 正三角形 | 60° | 6 個 |
| 正方形 | 90° | 4 個 |
| 正六邊形 | 120° | 3 個 |
| 正五邊形 | 108° | 放不剛好,會留縫 |
(MathWorld:Regular Tessellation)
如果混用兩種以上的正多邊形,每個頂點的排法都一樣,這種「半正鑲嵌」一共有 8 種。(MathWorld:Semiregular Tessellation)
用積木玩鑲嵌
- LaQ 平面:No.1 四角和 No.2 三角都是正多邊形,用接頭邊對邊接起來。試試看:一圈 6 個三角形,中間會不會剛好合起來?
- 磁力片:正方形、正三角形最常見。正方形鋪滿是「棋盤」,三角形鋪滿是「三角格」,兩種混用就是半正鑲嵌。
- 加加積木:只有一種形狀,橫片直片交錯就能鋪滿,本身就是一種鑲嵌。
艾雪也是從這裡出發
荷蘭版畫家艾雪(M. C. Escher)1922 年第一次參觀西班牙阿爾罕布拉宮,臨摹了那裡的磁磚圖案;1936 年再訪後,開始有系統地研究平面的規則分割,後來做出鳥、魚、蜥蜴互相嵌合的作品。(Escher in het Paleis)
給孩子的挑戰
- 只用正方形,鋪滿一張 A4。
- 只用正三角形,鋪滿一張 A4。
- 正方形和三角形一起用,找出「每個角都一樣」的排法。
- 換顏色:同一個鑲嵌,配色不同看起來會完全不一樣。
常見問題
為什麼正五邊形不能鋪滿?
正五邊形內角 108°,3 個是 324°、4 個是 432°,怎麼放都不剛好 360°,一定會留縫或重疊。
圓形可以鑲嵌嗎?
不行。圓和圓之間一定會留下縫隙。拼豆的豆子是圓的,所以豆板用的是格子,而熨燙後豆子會稍微融在一起。
用到的積木
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