日韩av无码久久一区二区-日韩av无码社区一区二区三区-日韩av无码一区二区三区-日韩av无码一区二区三区不卡-日韩av无码中文无码不卡电影-日韩av无码中文无码电影

奧數網
全國站
您現在的位置:奧數 > 小學數學網 > 數學故事 > 正文

植物身上的數學奇趣

來源:轉載 2008-10-12 17:28:15

智能內容

  人類很早就從植物中看到了數學特征:花瓣對稱地排列在花托邊緣,整個花朵幾乎完美無缺地呈現出輻射對稱形狀,葉子沿著植物莖稈相互疊起,有些植物的種子是圓的,有些是刺狀,有些則是輕巧的傘狀……所有這一切向我們展示了許多美麗的數學模式。

  創立坐標法的著名數學家笛卡爾,根據他所研究的一簇花瓣和葉形曲線特征,列出了x3+y3-3axy=0的方程式,這就是現代數學中有名的“笛卡爾葉線”(或者叫“葉形線”),數學家還為它取了一個詩意的名字——茉莉花瓣曲線。

  后來,科學家又發現,植物的花瓣、萼片、果實的數目以及其他方面的特征,都非常吻合于一個奇特的數列——著名的斐波那契數列:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89……其中,從3開始,每一個數字都是前二項之和。

  向日葵種子的排列方式,就是一種典型的數學模式。仔細觀察向日葵花盤,你會發現兩組螺旋線,一組順時針方向盤繞,另一組則逆時針方向盤繞,并且彼此相嵌。雖然不同的向日葵品種中,種子順、逆時針方向和螺旋線的數量有所不同,但往往不會超出34和55、55和89或者89和144這三組數字,這每組數字都是斐波那契數列中相鄰的兩個數。前一個數字是順時針盤繞的線數,后一個數字是逆時針盤繞的線數。

  雛菊的花盤也有類似的數學模式,只不過數字略小一些。菠蘿果實上的菱形鱗片,一行行排列起來,8行向左傾斜,13行向右傾斜。挪威云杉的球果在一個方向上有3行鱗片,在另一個方向上有5行鱗片。常見的落葉松是一種針葉樹,其松果上的鱗片在兩個方向上各排成5行和8行,美國松的松果鱗片則在兩個方向上各排成3行和5行……

  如果是遺傳決定了花朵的花瓣數和松果的鱗片數,那么為什么斐波那契數列會與此如此的巧合?這也是植物在大自然中長期適應和進化的結果。因為植物所顯示的數學特征是植物生長在動態過程中必然會產生的結果,它受到數學規律的嚴格約束,換句話說,植物離不開斐波那契數列,就像鹽的晶體必然具有立方體的形狀一樣。由于該數列中的數值越靠后越大,因此兩個相鄰的數字之商將越來越接近0.618034這個值。例如34/55=0.6182,已經與之接近,這個比值的準確極限是“黃金數”。

  數學中,還有一個稱為黃金角的數值是137.5°,這是圓的黃金分割的張角,更精確的值應該是137.50776°。與黃金數一樣,黃金角同樣受到植物的青睞。

  車前草是西安地區常見的一種小草,它那輪生的葉片間的夾角正好是137.5°,按照這一角度排列的葉片,能很好地鑲嵌而又互不重疊,這是植物采光面積最大的排列方式,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。建筑師們參照車前草葉片排列的數學模型,設計出了新穎的螺旋式高樓,最佳的采光效果使得高樓的每個房間都很明亮。1979年,英國科學家沃格爾用大小相同的許多圓點代表向日葵花盤中的種子,根據斐波那契數列的規則,盡可能緊密地將這些圓點擠壓在一起,他用計算機模擬向日葵的結果顯示,若發散角小于137.5°,那么花盤上就會出現間隙,且只能看到一組螺旋線;若發散角大于137.5°,花盤上也會出現間隙,而此時又會看到另一組螺旋線,只有當發散角等于黃金角時,花盤上才呈現彼此緊密鑲合的兩組螺旋線。

  所以,向日葵等植物在生長過程中,只有選擇這種數學模式,花盤上種子的分布才最為有效,花盤也變得最堅固壯實,產生后代的幾率也最高。

廣告合作請加微信:17310823356

京ICP備09042963號-15 京公網安備:11010802027854

違法和不良信息舉報電話:010-56762110 舉報郵箱:wzjubao@tal.com

奧數版權所有Copyright2005-2021 www.xmglf.cn. All Rights Reserved.

主站蜘蛛池模板: 日日爽夜夜 | 亚洲国产一成人久久精品 | 国产成人亚洲综合a∨婷婷 国产成人亚洲综合欧美一部 | 人人射人人干 | 欧美在线小视频 | 99热在线播放 | 水浒传删减剧情在线观看 | 在线亚洲精品 | 亚洲特级aaaaaa毛片 | 久久久青青 | 日韩欧一级毛片在线播无遮挡 | 欧美另类精品 | 亚洲欧美成人综合久久久 | 波多野结衣乳巨码无在线观看 | 狠狠躁夜夜躁人人爽天天3 狠狠躁夜夜躁人人爽天天miya | free性欧美video69| 欧美成人特黄级毛片 | 国产精品久久久久久 | 天天躁夜夜躁狂狂躁综合 | 亚洲国产成人久久一区www | 精品一区二区三区三区 | 色吧五月婷婷 | 爆操白虎逼 | 免费两性的视频网站 | 99热精品久久只有精品黑人 | 午夜影网| 国产欧美另类久久久精品免费 | 人人做天天爱夜夜爽中字 | 天天干天天射天天插 | 国自产拍在线天天更新2019 | 久久精品国产一区二区三区不卡 | 9久热久re爱免费精品视频 | 久久是免费只精品热在线 | 日本成人不卡视频 | 欧美精品成人a多人在线观看 | 国产农村妇女一级毛片 | 欧美 亚洲 激情 | 四虎免费永久网站入口 | 亚洲精品麻豆一区二区 | 香蕉爱爱视频 | www.色av.com|