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精彩的2014年巴西足球世界杯一定让同学们难以忘怀,虽然遗憾没有中国队的身影,但也有许多中国元素。比如,比赛用足球“桑巴荣耀”(Brazuca)就是“中国制造”。
也许不少同学认为,足球比赛就是体育运动,但你是否想过,足球比赛中有着许许多多的数学!
一、足球表面的数学
世界杯比赛用足球是专用特制的,各届不一,2014年巴西世界杯比赛用的足球“桑巴荣耀”(Brazuca),意指“巴西精神”,它是由6片“十字形”材料拼接成的。一粒标准的英式足球就远超6片,1970年的比赛用球——电视之星(Telstar)是由黑色五边形和白色六边形共32块拼成的。
二、足球表面有几块皮子?
有一种足球由32块黑白相同的牛皮缝制而成,黑皮为正五边形,白皮为正六边形,一块白皮周围有3块黑皮,每块黑皮周围有5块白皮,请问缝制一个足球需要多少块白皮,多少块黑皮?
方法一:从五边形和六边形的边数着手。
分析:一个正五边形有5条边,一个正六边形有6条边,从图中可以发现,每个正六边形中恰好有3条边与正五边形的边重合,而正五边形的每条边都与正六边形的边重合。因此,正六边形的总边数为正五边形的总边数的两倍。
解:设足球中有x块白皮,则有(32-x)块黑皮,所以有
6x=2×5(32-x),解得x=20。
当x=20时,32-x=12。
方法二:从五边形和六边形的顶点个数出发。
分析:从图形中可以发现,顶点的相交处总是两个六边形的顶点和一个五边形的顶点,因此,六边形的顶点总数为五边形的顶点总数的两倍。
解:设足球中有x块白皮,则有y块黑皮。所以
可列方程组为x y=32,6x=2×5y。 解之得x=20,y=12。
方法三:从五边形与六边形的排列特点出发。
三、小组出线中的数学
材料:按照世界杯足球赛小组赛的规则,每个小组4个队进行单循环比赛,每个队有3场比赛,小组共有6场比赛。每场比赛胜队得3分,负队得0分,平局时两队各得1分。小组赛结束后,积分最高的两队出线。如果积分相同,则净胜球多的球队胜出。
问题:积多少分的小组肯定出线或基本出线?
分析:设甲、乙、丙、丁四个队,并设甲队积3分,则甲可能平3场,也可能1胜2负。
若是前一种情况,则有:甲平乙,甲平丙,甲平丁,积3分。乙平甲,乙平丙,乙负丁,积2分。丙平甲,丙平乙,丙负丁,积2分。丁平甲,丁胜乙,丁胜丙,积7分。甲可能出线。
若是后一种情况,则有:甲胜乙,甲负丙,甲负丁,积3分。乙负甲,乙负丙,乙胜丁,积3分。丙胜甲,丙胜乙,丙胜丁,积9分,首先出线。丁胜甲,丁负乙,丁负丙,积3分。甲以净胜球多而可能出线。
结论:我们认为四队单循环赛的理论出线最低分为3分。以上是球队积分对于能否出线的理论分析,这个 分析没有考虑球队的实力。
也许不少同学认为,足球比赛就是体育运动,但你是否想过,足球比赛中有着许许多多的数学!
一、足球表面的数学
世界杯比赛用足球是专用特制的,各届不一,2014年巴西世界杯比赛用的足球“桑巴荣耀”(Brazuca),意指“巴西精神”,它是由6片“十字形”材料拼接成的。一粒标准的英式足球就远超6片,1970年的比赛用球——电视之星(Telstar)是由黑色五边形和白色六边形共32块拼成的。
二、足球表面有几块皮子?
有一种足球由32块黑白相同的牛皮缝制而成,黑皮为正五边形,白皮为正六边形,一块白皮周围有3块黑皮,每块黑皮周围有5块白皮,请问缝制一个足球需要多少块白皮,多少块黑皮?
方法一:从五边形和六边形的边数着手。
分析:一个正五边形有5条边,一个正六边形有6条边,从图中可以发现,每个正六边形中恰好有3条边与正五边形的边重合,而正五边形的每条边都与正六边形的边重合。因此,正六边形的总边数为正五边形的总边数的两倍。
解:设足球中有x块白皮,则有(32-x)块黑皮,所以有
6x=2×5(32-x),解得x=20。
当x=20时,32-x=12。
方法二:从五边形和六边形的顶点个数出发。
分析:从图形中可以发现,顶点的相交处总是两个六边形的顶点和一个五边形的顶点,因此,六边形的顶点总数为五边形的顶点总数的两倍。
解:设足球中有x块白皮,则有y块黑皮。所以
可列方程组为x y=32,6x=2×5y。 解之得x=20,y=12。
方法三:从五边形与六边形的排列特点出发。
三、小组出线中的数学
材料:按照世界杯足球赛小组赛的规则,每个小组4个队进行单循环比赛,每个队有3场比赛,小组共有6场比赛。每场比赛胜队得3分,负队得0分,平局时两队各得1分。小组赛结束后,积分最高的两队出线。如果积分相同,则净胜球多的球队胜出。
问题:积多少分的小组肯定出线或基本出线?
分析:设甲、乙、丙、丁四个队,并设甲队积3分,则甲可能平3场,也可能1胜2负。
若是前一种情况,则有:甲平乙,甲平丙,甲平丁,积3分。乙平甲,乙平丙,乙负丁,积2分。丙平甲,丙平乙,丙负丁,积2分。丁平甲,丁胜乙,丁胜丙,积7分。甲可能出线。
若是后一种情况,则有:甲胜乙,甲负丙,甲负丁,积3分。乙负甲,乙负丙,乙胜丁,积3分。丙胜甲,丙胜乙,丙胜丁,积9分,首先出线。丁胜甲,丁负乙,丁负丙,积3分。甲以净胜球多而可能出线。
结论:我们认为四队单循环赛的理论出线最低分为3分。以上是球队积分对于能否出线的理论分析,这个 分析没有考虑球队的实力。