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108學年鷺江國中第1次段考數學 第7題 詳解

色紙對摺剪角展開圖形判斷 · 單選 · 題目出處:108 學年度第 2 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
將一張正方形色紙按照圖一~圖三的步驟對摺三次後,再用剪刀剪下一個三角形,請問展開後的圖形會是下列哪個圖形?
上方為摺法示意(圖一~圖四):圖一,一張色紙(圖上畫成橫長方形示意,實際是正方形),中央有一條垂直虛線,虛線上方有一個彎曲箭頭(由左上彎向右下),表示沿此虛線對摺一次。圖二,一個直立的長方形(寬度為原正方形的一半,已完成第一摺),中央有一條水平虛線,箭頭方向與圖一不同(由右彎向左),表示再對摺一次。圖三,更小的正方形(已完成第二摺),內有一條由左上到右下的對角虛線,並有彎曲箭頭,表示沿對角線再摺一次(第三摺)。圖四,摺三次後形成的直角三角形(直角在左下,斜邊由左上到右下)。灰色陰影是一個小三角形,它的斜邊緊貼在大三角形的斜邊上(也就是第三摺的摺線上),離左邊的鉛直邊與底下的水平邊都還有一段距離——不在直角頂點那一角。那就是剪刀要剪掉的位置。
下方為四個選項,每個選項都是一個正方形色紙展開後的樣子:(A) 十字形排列的四個灰色直角三角形,分別位在正方形的左上、右上、左下、右下四個角落區塊,四個三角形圍出中央一個白色的十字形鏤空。(B) 四個灰色小正方形,分別位在四個象限中央偏內側(不靠邊、不靠角),排成2×2小方陣,彼此之間與四周都留白。(C) 四個灰色小正方形分別位在正方形的四個角落(貼齊外框角),中央大部分區域是白色的十字形鏤空。(D) 一個較大的灰色正方形位在正方形正中央,四周留白。

答案(B)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先算摺了幾層

    對摺一次變 22 層、兩次變 44 層、三次變 88 層。剪一刀會同時剪穿 88 層紙,所以展開後的洞是由這 88 塊缺口組合而成的。至於洞長什麼樣、開在哪裡,關鍵在於剪下的那一塊「有沒有碰到摺線、有沒有碰到紙的外緣」。
  2. 2

    摺線與紙邊的差別

    摺線兩側的紙是鏡射的:剪口如果壓在摺線上,攤開時兩層的缺口會沿著摺線拼成一塊完整、左右對稱的洞;剪口如果離摺線還有一段距離,攤開後就是兩個分開的小洞。另外,剪口若碰到紙的外緣,洞就會開在展開後圖形的邊上或角上。
  3. 3

    看清楚圖四剪在哪

    圖四那個直角三角形,兩條直角邊是前兩次對摺留下的摺線,斜邊則是第三次(沿對角線)對摺留下的摺線。灰色那一小塊有一整條邊正好貼在斜邊上,但它和兩條直角邊之間都還留著一段白色,也沒有碰到紙的任何外緣。
  4. 4

    一層一層攤開

    先攤開第三摺:灰色小三角形沿著斜邊鏡射,和自己併成一個完整的小正方形,位置落在那一小塊紙的中間,四周都不貼邊。再攤開第二摺、第一摺,這個小正方形就被複製成 44 個,分別落在整張色紙四個區塊的中間,彼此分開,也都不貼邊、不貼角。
  5. 5

    比對選項

    (A) 挖掉的是三角形的洞,那要剪下的那一塊沒有沿著摺線和自己拼成正方形才會出現;(C) 的四塊貼齊外框角、(D) 的一大塊壓在正中央,這兩種都要剪口碰到圖四的直角頂點(原紙的中心與四個角都疊在那一點上)才可能,但圖四的灰色塊離兩條直角邊都還留著白邊。只有「貼著斜邊、四周不碰邊」這種剪法,展開後才會是四個分開、位在四個區塊中間的小正方形,故選 (B)。
答案
(B)

關鍵觀念:#線對稱 #摺紙 #圖形推理

常見卡點
最常見的失誤是只算層數不看剪在哪:知道有 88 層就以為一定會出現 88 個洞。層數只決定複製幾份,洞的形狀和位置要看剪口相對於摺線、紙邊的位置——貼著摺線的兩層會併成一塊,所以 88 層最後只留下 44 個完整的小正方形。

還是卡住嗎?

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