把五边形分成三角形和五边形


回想当年在学校使用的绘图纸,那种带有小方格的设计令人印象深刻。这实际上是数学家们所描述的“空间的周期性密铺”的生动实例。所谓周期性密铺,是指一个区域被各种形状以周期性的方式覆盖,这些形状之间既没有重叠,也没有缝隙。只要将图案平移一个瓷砖长度或者旋转90°,所呈现的图案依然如故。

除了常见的正方形之外,等边三角形和正六边形也能轻松实现这样的效果。这些普通瓷砖的共同特点是,它们的每条边长度相等,且相邻边之间的夹角也保持一致。

并非所有正多边形瓷砖都能实现这种无重叠、无缝隙的周期性密铺。正五边形就是一个特例。实际上,我们无法使用正五边形瓷砖来无缝隙、不重叠地铺满浴室墙壁。这背后的原因与正五边形的内角有关:一个正五边形有5个大小为108°的内角。如果尝试围绕一个点进行密铺,每铺三个就会出现缺口,因为三个角的总和为324°,小于完整的360°;而铺四个则会出现重叠,因为总和达到432°,超过了360°。