消失的方格


消失的方格








操作说明:

首先依照图 1,把拼块放在框架内拼出一个三角形。然后依照图2,拼出另一个三角形,它们看起来具有相同的面积,但为什么拼块重组后会缺少了一个方格呢?


产品简介:

了解什么是视错觉,探索“消失的正方形”的形成过程和原因,通过几何错觉,帮助学生进一步认识几何图形。


视频演示:


原    理:

‌消失的方块原理‌是一种几何视觉错觉,通常被称为“失踪的正方形”或“嘉理悖论”。这种现象是由保罗·嘉理(Paul Curry)在1953年发明的,但实际上这种裁剪原理在1860年就被数学界所知‌。

失踪的正方形现象是通过将一个三角形分成四个特定的图形,然后再重新拼接。在拼接的过程中,并没有对图形进行任何手脚,只是将原本的三角形分成了四个特定的图形,然后再重新拼接。然而,重新拼接后的三角形会少了一个1×1的正方形。这是因为第二种拼法拼成的“三角形”并不是真正的三角形,红色部分和蓝色部分的倾斜度有轻微的差异,导致斜边实际上缩短了,形成了一个非常细微的平行四边形,这个平行四边形恰好占据了一格的面积‌。

历史背景和应用

这种现象不仅在魔术和视觉错觉中有所应用,还在数学和几何学中引起了广泛的讨论。例如,马丁·加德纳在1961年的《科学美国人》杂志上讨论了这个问题,进一步推动了这种几何视觉错觉的研究‌。

通过理解这种现象,我们可以更好地理解几何图形在拼接过程中的微小变化如何影响整体的视觉效果,这在数学教育和视觉艺术中都有重要的应用。


应    用:

消失的方格原理‌在几何学中有着广泛的应用,其中一个经典的例子是‌消失的正方形实验‌。这个实验通过切割和重新拼接纸板上的图形,展示了如何通过几何变换创造出看似“消失”的面积。

消失的方格原理在其他几何问题中的应用

这个原理不仅限于正方形,还可以应用于其他几何形状。例如,可以通过类似的切割和拼接方法,创造出看似“消失”的三角形、矩形等其他多边形。这种原理在几何学中被称为‌非欧几里得几何‌或‌拓扑变换‌,它揭示了在不同几何构造下,面积和形状的变化规律。

消失的方格原理在现实生活中的应用实例

虽然消失的方格原理在日常生活中的应用不如数学定理那样直接,但它对于理解空间结构和形状变化有着重要的意义。例如,在建筑设计、地图制作、计算机图形处理等领域,理解这种几何变换可以帮助优化设计,减少视觉上的误差和误解。此外,这种原理也可以用于一些视觉艺术和光学设计中,创造出独特的视觉效果。


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