课外拓展


欧拉定理的另一种证明方法

  证明凸多面体的欧拉定理:对于任何一个凸多面体,设V是它的顶点数,F是它的面数,E是它的棱数,则有等式:V+F-E=2.

  证明1:(1)假想一凸多面体的面用薄橡皮做成,内部是空的,现破掉一个面,把其余的面展平并保持原表面的多边形的边数不变,成为一个平面网络,如图(1),这时V,E不变,只是F少1,于是即证在网络中V-E+F=1.

  (2)在网络中的多边形数若大于3,由于每增加一条对角线,则E,F各加上1,V-E+F不变,于是尽可能增加对角线,使网络成为全由三角形组成的网络,如图(2).

  (3)边缘上的三角形若有一个边不是与其他三角形共边,如图(2),去掉这边,则V不变,E,F各减少1;若有两边不与其他三角形共边,如图(3),去掉这两边,则F,V各减少1,E减少2,这样逐步可把“周围”的三角形一一去掉,如图

  (4)最后剩下一个三角形,显然满足V-E+F=1,从而证明了在凸多面体中,V-E+F=2.

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