12歲周笑笑:身邊的數(shù)學(xué)奇趣
12歲周笑笑:身邊的數(shù)學(xué)奇趣
作者簡介:
作者:周笑笑
性別:女 年齡:12
學(xué)校:浙江溫州市敖江一小
年級:小六
偉大的自然哺育了神奇的萬物,所有的生命都有他們獨特的生存方式。因此,在我們身邊就形成了很多奇妙的數(shù)學(xué)規(guī)律。
就好像《植物的數(shù)學(xué)奇趣》中所說的人類很早就從植物中看到了數(shù)學(xué)特征:花瓣對稱排列在花托邊緣,整個花朵幾乎完美無缺地呈現(xiàn)出輻射對稱形狀,葉子沿著植物莖稈相互疊起,有些植物的種子是圓的,有些是傘狀……所有這一切都向我們展示了許多美麗的數(shù)學(xué)模式。
于是,通過研究,著名數(shù)學(xué)家笛卡兒根據(jù)所所研究的一簇花瓣和葉形曲線特征,列出了χ3+у3-3аху=O的方程式,這就是現(xiàn)代數(shù)學(xué)中有名的“笛卡兒葉線”。不僅如此,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),植物的花瓣、萼片、果實的數(shù)目以及其他方面的特征,都非常吻合于一個奇特的數(shù)列。1、2、3、5、8、3、21、34、55、89……其中,從3開始,每一個數(shù)字都是前2項之和。這就是斐波那契數(shù)列。
如雛菊的花盤就有類似的數(shù)學(xué)模式。還有菠蘿果實上的菱形鱗片,一行行排列起來,8行向左傾斜,13行和右傾斜;挪威云棚的球果在一個方向上有5行鱗片;美國松的松果鱗片則在兩個方向上各排成3行和5行……
根據(jù)這些,人們總結(jié)出了這樣的結(jié)論:花朵的花瓣數(shù)和松果的鱗片之的以和斐波那契數(shù)列會如此的巧合是因為這是植物所顯示的數(shù)學(xué)特征是植物生長在動態(tài)過程中必然會產(chǎn)生的。
在西安地區(qū)有一種常見的小草叫作車前草。它輪生的葉片間的夾角正好是1375°與數(shù)學(xué)中稱為黃金角的數(shù)值相吻合。車前草按照這一角度排列的葉片,能很好地鑲嵌而又互不重疊,這是植物采光在積最大的排列方式,每片葉子都可以最大限度地獲得陽光,從而有效地提高植物光合作用的效率。于是,建筑師們就參照車前草葉片的排列的數(shù)學(xué)模式,設(shè)計出了新穎的螺旋式高樓,最佳采光效果使得高樓的每個房間都很明亮。
其實,不僅僅是植物擁有這些有趣的數(shù)學(xué)模式。過去20年來,研究人員已經(jīng)開發(fā)出嚴(yán)密的數(shù)學(xué)模式來描述群居昆蟲的行為,現(xiàn)在他們又把這些技術(shù)運用于解決企業(yè)問題……
由此可見,我們生活中隱藏著很多有趣的小科學(xué),我們應(yīng)該承認(rèn)他們的實用性,更多地挖掘出這方面的知識。但更重要的是要像笛卡兒以及那些建筑師們一樣,將生邊的發(fā)現(xiàn)運用于生活當(dāng)中。
因為人類的智慧就在于能以身邊的萬物中,結(jié)取其精華,使之成為推進(jìn)科學(xué)進(jìn)步,促進(jìn)人類發(fā)展的一大元素。
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