■おかあさんのための数学教室(その4)

[Q]マッチ棒を3本使って正三角形を1個作る(△).それにマッチ棒を継ぎ足して正三角形をを4個を作る(ミツウロコ型).さらにマッチ棒を継ぎ足して正三角形を9個作る.以下,N^2個の正三角形を作るものとして,何本のマッチ棒が必要か?

[A]横向きのマッチ棒は狽求≠P+2+3+・・・+N=N(N+1)/2本ある.他の2方向のマッチ棒も同数あるから,計3N(N+1)/2本.

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 正四面体は空間充填図形ではないので,この問題の発展版はヒルの直角錘(長さが1,√2,√3の辺が各3,2,1本)やサマーヴィルの等面四面体(長さが2:√3の辺が各2,4本)を使って,次のようなものとなる.

[Q]マッチ棒を6本使って空間充填四面体を1個作る.それにマッチ棒を継ぎ足して空間充填四面体を8個を作る.さらにマッチ棒を継ぎ足して空間充填四面体を27個作る.以下,N^3個の空間充填四面体を作るものとして,何本のマッチ棒が必要か?

[A]特定の方向のマッチ棒は狽求ik+1)/2=1+3+6+・・・+=N(N+1)(N+2)/6本,全部で6方向あるから計N(N+1)(N+2)本.

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