马蜂

大自然里,隐藏着最美妙的数学智慧家教

发布时间:2022/6/8 17:13:09   

你有没有观察过一片叶子,对它为什么能够精确地分成两半而感到奇怪?你有没有注意到各种花的花瓣生成的完美造型?你有没有注意到某些贝壳和松果的螺旋形生长模式?面对奇迹纷呈的自然界,我们中的大多数人往往认为数学只是人类的专利,其实自然界中也存在许多名不见经传的“数学家”。

雪花

和叶子一样,世界上没有两片雪花的形状是完全相同的。但神奇的是,它们每一片都是六边形,也是一个对称图案的完美代表。

向日葵

向日葵的种子,以一种奇特的排列方式是径向对称,被称为斐波纳契(Fibonacci)序列。它是通过将其前面的两个数字相加而确定每个数字的序列。例如:1,2,3,5,8,13,21,24,55等等。

松果

松果的排列步数几乎总是匹配一对连续的斐波那契数。例如,三到五个锥体沿着左螺旋三步走,后面五个步骤在后面相交。

罗马尼亚西兰花

罗马尼亚西兰花因为其颜值获得了很多人的喜爱,也抬高了自己的身价,它的生长就是呈对称性。

蜂巢

蜂巢是一个自然对称的典型案例。蜜蜂是个技术高超的几何学建筑师。多少年来,人类一直赞叹蜂巢别具匠心的六边形结构。它最大限度地节约了空间,最少地用到了蜂蜡,最多地储存蜂蜜。

蜘蛛网

几乎所有的蜘蛛都能创造出近乎完美的圆形网,其具有近似相等的径向支撑,并且是从内向外呈螺旋形。一些科学家认为,这种天体蜘蛛网是为强度而建造的,径向对称有助于在蜘蛛猎物与网络接触时均匀地分布冲击力,减少裂痕。

鹦鹉螺壳

和向日葵一样,鹦鹉螺也以斐波纳契螺旋生长,每一圈螺纹的长度都恰好等于里面两圈的长度之和。

迁徙的丹顶鹤

丹顶鹤总是成群结队迁飞,而且排成“人”字形,角度也永远是度。更精确的计算还表明“人”字夹角的一半,即每边与鹤群前进的夹角度数54度44分8秒;而金刚石结晶体的角度也正好是54度44分8秒!

珊瑚虫

在自己身上记下“日历”,每年在体壁上“刻画”出条环纹,一天“画”一条。生物学家发现,3.5亿年前的珊瑚虫每年“画”出条环纹,天文学家告诉我们,当时的地球昼夜只有21.9小时,一年不是天,而是天。

蝴蝶

蝴蝶之美,美在色彩斑斓绚烂,蝴蝶之美更是美在对称,美在恰当好处。甚至在数学中还有一个定理叫:蝴蝶定理。数学来源于生活,又高于生活,只要你有探究精神,定会有所收获。—《END》—预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇
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