选修——数学文化学《大自然中的数学》ppt课件.ppt
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1、数学与自然 土木工程学院09级给排水班 刘杨 1 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”。 2 猫和蜘蛛是“几何专家”。在寒冷的冬天,猫睡觉时要把身 体抱成一个球形。这样,身体露在冷空气中的表面积最小 ,因而散失的热量也最少。蜘蛛结的“八卦”网,既复杂又 非常美丽。这种八角形的几何图案,即使木工师傅用直尺 和圆规也难画得那样匀称。 3 珊瑚虫是“代数天才”。
2、它 在自己身上记下“日历”, 每年在体壁上“刻画”出 365 条环纹,一天“画”一 条。古生物学家发现,三 亿五千年前的珊瑚虫每年“ 画”出 400 幅水彩画。天 文学家告诉我们,当时一 昼夜只有 21.9 小时,一年 不是 365 天,而是 400 天 。 4 螺线的特性要通过与圆的比较才能有深刻的感受绕圆一周的距离(即周 长)是有限的圆还是一条封闭的曲线,圆上的所有点都跟圆心等距离 而另一方面,螺线却有一个始点,而且围着它不断地绕下去,其长 度是无限的它是一条开放性的曲线,始点与终点不连接在一起螺 线上的点也不像圆那样与它的极点(始点)等距离 螺线有二维和三维之分右图是一个平面二维螺线的优
3、秀例子它不是由 分离的同心圆形成的,而是由单纯的沟漕构成的当螺线围着像圆柱 或圆锥那样的物体缠绕时便形成了空间的三维螺线,就像DNA分子、 螺丝钉或螺丝锥那样三维螺线我们又称螺旋 螺线是一种令人兴奋的曲线,无论是从数学上加以研究,还是在自然现象 的生成中和其他领域中发现它的踪影及其联系这些领域包括:有蔓 植物、贝壳、旋风、飓风、骨的构造、旋涡、银河系、蜘蛛网、建筑 和艺术图案等 5 蚂蚁是“计算专家”。英国科学家兴斯顿 作过一个有趣的实验,他把一只死蚱蜢 切成三块,第二块比第一块大一倍,第 三块比第二块大一倍,当蚂蚁发现这食 物40分钟后,聚集在最小的一块蚱蜢旁 的蚂蚁有28只,第二块44只,
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