一步一步摺出這個杯子,隨時可以暫停。問我任何一步:對角線為什麼是對稱軸、摺過去的邊為什麼要水平、小三角形為什麼是大三角形的縮小版。

紙杯

用一張正方形紙摺出傳統紙杯,在每條摺痕裡找到幾何

先拿一張正方形紙,沿對角線對摺。這條摺痕是對稱軸:兩半完全重合,所以你在一邊做的每一步,另一邊都有一個「雙胞胎」。摺出的三角形有 45°、45°、90° 三個角,長邊就是正方形的對角線,大約是邊長的 1.41 倍。

把三角形轉一下,讓長邊在下面。把左邊的角摺到右邊的斜邊上,讓摺過去的邊是水平的,也就是和底邊平行。平行線永遠不會相交,而且處處相距一樣遠,所以水平的邊處處一樣高。右邊的角也這樣摺,兩條摺過去的邊就排在同一條直線上。

看看水平線上面露出來的小三角形。它的角又是 45°、45°、90°,所以它和大三角形相似:形狀一樣,每條邊的長度大約是大三角形的 0.41 倍(準確地說是 √2 − 1)。它的面積只有大三角形的約 0.17,因為面積是按長度的平方縮小的。

最後,沿著水平線,把前面一層的上角向下摺,再把後面一層的上角向後摺。兩個翻蓋像鏡子裡的雙胞胎,一個在前,一個在後,水平線就成了杯口。你可以在任何一步暫停動畫,問 AI 導師:摺過去的邊為什麼必須和底邊平行?怎樣找出 45° 角?

怎樣用正方形紙摺紙杯?
先把正方形沿對角線對摺成三角形,長邊放在下面。把左邊的角摺到右邊的斜邊上,再把右邊的角摺到左邊的斜邊上,讓兩條摺過去的邊都是水平的。最後把前面一層的上角向下摺,再把後面一層的上角向後摺。左邊每摺一步,右邊都要有相同的一步。
摺過去的邊為什麼要水平?
水平就是和底邊平行。兩個角都摺得讓邊水平時,兩條摺過去的邊會排在同一條直線上。這條線就是杯口,所以杯子能站得直,杯口也是平的。
紙杯裡藏著哪些數學?
第一摺是對稱軸。三角形有 45°、45°、90° 的角。水平的摺線形成平行線,杯口上面的小三角形和大三角形相似,長度約是 0.41 倍,面積約是 0.17 倍。
摺出來的紙杯能裝水嗎?
只能裝一小會兒。普通紙會吸水變軟,更適合裝乾的小零食,或喝一小口水。蠟紙或塗層紙能撐得久一點。摺痕壓得又直又清楚,杯子更容易保持形狀。
用多大的紙最合適?
任何正方形都可以。可以先用邊長約 15 公分的紙,摺出的杯子剛好能放在小朋友手裡。紙越大杯子越大,但角度和比例完全不變。