中学生に正多面体を指導する時に使う教材を紹介します.厚紙で切った単純なものです.正多面体はこの5種類しか存在しない,とまではいきませんが,正多面体の可能性のあるのはこの5種類のみである事は分かります.
図のように,合同な正三角形を7個集めた図形を切り抜きます.
下の正六角形に注目します.特に正六角形の対角線の交点Oに注目します.またこの正六角形のどれか一つの対角線の半分を切り取っておきます.
まず正四面体を作ります.底面部分はわざと空けて,生徒に見せます.点Oには正三角形が3個集まっている事に注目します.
次に正八面体の半分を作ります.底面部分はわざと空けておきます.点Oには正三角形が4個集まっている事に注目します.
次に正二十面体の一部分を作ります.点Oに集まっている部分だけでいいです.点Oには正三角形が5個集まっている事に注目します.
次に6個の正三角形が点Oに集まったらどうなるかを示します.真平らになり,正多面体は作れない事を確認します.当然7個以上や2個以下集まっても正多面体は作れない事を確認します.
では合同な正方形を4個集めた図形を切り抜きます.この大きい正方形の対角線の交点をOとし,対角線の半分を切り取っておきます.
正六面体の半分を作ります.点Oに3個の正方形が集まっている事に注目します.
次に4個の正方形が点Oに集まったらどうなるかを示します.真平らになり,正多面体は作れない事を確認します.当然5個以上や2個以下集まっても正多面体は作れない事を確認します.
では合同な正五角形を3個集めた図形を切り抜きます.
正十二面体の点Oに集まっている部分を作ります.点Oに3個の正五角形が集まっている事に注目します.
点Oに4個以上や2個以下集まっても正多面体は作れない事を確認します.
では合同な正六角形を3個集めた図形を切り抜きます.それだけで真平らになり,正多面体は作れない事を確認します.当然4個以上や2個以下集まっても正多面体は作れない事を確認します.
合同な正七角形を2個集めた図形を切り抜きます.どうやっても正多面体は作れない事を確認します.
正八角形以上でもだめな事を確認します.