包絡線是甚麼 ? 小兄弟的玩樂實驗室教你用數學"近似"的概念來玩曲線刺繡!

包絡線是甚麼?

包絡線(Envelope)是幾何學裡的概念,代表一條曲線與某個曲線族中的每條線都有至少一點相切。利用包絡線作手作,動動手、動動腦,把線纏來纏去,居然就變成了美麗的圖形!

謝謝 數感實驗室 Numeracy Lab 分享這麼有趣的點子,教大家做出美麗的花朵卡片,我們也玩了幼童的版本,分享做法:

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包絡線是甚麼 ? 小兄弟的玩樂實驗室教你用數學"近似"的概念來玩曲線刺繡!

1️⃣ 用紙板剪出齒輪的形狀,我的底稿是10齒的齒輪。
2️⃣ 剪約100公分長的毛線,把毛線一端用膠帶貼在紙板背面。
3️⃣ 齒輪凹槽處依序寫上1-10的數字,讓小朋友由1開始纏繞。

纏繞有很多種變化,例如 #間隔4齒:讓小朋友一邊數1+4=5、2+4=6、3+4=7…...。

由1和5的凹槽開始繞,再來是2和6的凹槽、3和7的凹槽......一邊旋轉一邊繞,直到繞到最後一個數字10。

同樣的原理,也可以做出間隔5齒、間隔3齒、間隔2齒的版本。


曲線刺繡怎麼玩?

💡觀察看看,不同的間隔變出的齒輪花有什麼不同呢?

齒輪中間戳洞,插進開腳釘,就變成真的可以連動的齒輪,我有用兩片紙板黏合,有厚度比較好轉。

用毛線吊起來,就變成聖誕樹吊飾(兒子堅持把任何東西都掛上聖誕樹,包括他的挖土機🤣)。

用高爾夫球釘直接把圖案釘在紙箱上,纏繞毛線,又變成另外一種玩法!

這個遊戲背後的原理是用數學的 #近似 做出曲線,大家可以看 數感實驗室 Numeracy Lab 的影片解釋比較清楚。

到他們的影片下還可以下載更多素材底稿喔!有12瓣、14瓣的圖形,可以做出更多變化的圖案。


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我們家聖誕樹已經變成兒子各種手作的展示間了🤣🤣

我們家聖誕樹已經變成兒子各種手作的展示間了🤣🤣

用高爾夫球釘把底稿釘在紙箱上,就可以用毛線直接繞了,12&14齒的底稿請參考 數感實驗室 Numeracy Lab 原文

用高爾夫球釘把底稿釘在紙箱上,就可以用毛線直接繞了,12&14齒的底稿請參考 數感實驗室 Numeracy Lab 原文

剪出10齒齒輪、背面貼上毛線、寫上數字、纏繞。10齒齒輪底稿可以到這裡下載  https://reurl.cc/q8xv40

剪出10齒齒輪、背面貼上毛線、寫上數字、纏繞。10齒齒輪底稿可以到這裡下載 https://reurl.cc/q8xv40

上排左起是間隔2齒、間隔3齒、間隔4齒的圖形。圓圈越來越小,看起來也越來越圓耶。(留言處數感實驗室的老師有補充,其實中間的圖形都還是十邊形喔) 翻到背面看,好像有規律耶,是正面遞減一齒的樣子?為什麼啊我參不透(抱頭)


上排左起是間隔2齒、間隔3齒、間隔4齒的圖形。圓圈越來越小,看起來也越來越圓耶。(留言處數感實驗室的老師有補充,其實中間的圖形都還是十邊形喔)
翻到背面看,好像有規律耶,是正面遞減一齒的樣子?為什麼啊我參不透(抱頭)

做好的齒輪拿去釘在兒子們的玩具上了,真的可以轉,因為我是拿兒子們的齒輪玩具描邊的,但偶爾會卡卡的啦。


做好的齒輪拿去釘在兒子們的玩具上了,真的可以轉,因為我是拿兒子們的齒輪玩具描邊的,但偶爾會卡卡的啦。

用高爾夫球釘也可以玩纏繞的遊戲,把底稿釘在紙箱上

用高爾夫球釘也可以玩纏繞的遊戲,把底稿釘在紙箱上

這次纏繞的間隔太大,圓不見了耶

這次纏繞的間隔太大,圓不見了耶

纏繞的間隔不同,變化出來的圖形大小也不一樣,好酷喔!

纏繞的間隔不同,變化出來的圖形大小也不一樣,好酷喔!

需要我畫的10齒齒輪底稿可以到這裡下載👉🏻https://reurl.cc/q8xv40

再延伸一下,草地刺繡怎麼做?

數感實驗室 Numeracy Lab 分享美國的藝術家Ani Hoover在草地上做了一個巨型刺繡,我們也在後院弄了一個小小的作品。

把14條毛線綁在竹籤上,毛線剪成等長。

竹籤當成圓心,刺在底稿上 (底稿可到數感實驗室下載 https://youtu.be/LyX6ClYt-x4)插進草地。

把14條線各綁在一根竹籤上。竹籤用膠帶標示1-14的數字。

竹籤順著底稿的角度延伸出去,插在草地上。接著就可以開始纏繞囉!

纏繞有很多種變化,例如 #間隔4齒:讓小朋友一邊數1+4=5、2+4=6、3+4=7…...。

由1和5的竹籤開始繞,再來是2和6的竹籤、3和7的竹籤......一邊轉一邊繞,直到繞到最後一個數字。

竹籤被兒子太興奮不小心踩斷兩根,用竹筷子會比較穩固。

角度可能量的不太準,毛線也太細,所以出來的圖案比較不明顯,不過還是滿好玩的!澄澄說很像布袋戲的陣法。

我們後來又跑去草地上做了一個更大的毛線花,還有一個迷你的毛線花吊飾,作法請看這裡喔! 

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對齊底稿的角度,把竹籤插下去

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竹籤上用膠帶和油性筆標示數字

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底座完成~~可以開始繞了

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弟弟一臉疑惑

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弟弟餓了在哭,一直巴在我身上,哥又很堅持要做完,所以我只好一直抱著弟弟聲控,還要一直蹲下去微調,累死我了

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纏好第一圈了!這好像是間隔四齒的花

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文章出處:小兄弟的玩樂實驗室

臉書:小兄弟的玩樂實驗室



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