当前位置: 巴库 >> 巴库交通 >> 趣味数学植物中的数学
笛卡儿是法国17世纪著名的数学家,以创立坐标法而享有盛誉。他在研究了一簇花瓣和叶子的曲线特征之后,列出了x^3+y^3-3axy=0的曲线方程,准确形象地揭示了植物叶子和花朵的形态所包含的数学规律。这个曲线方程取名为“笛卡儿叶线”或“叶形线”,又称作“茉莉花瓣曲线”。如果将参数a的值加以变换,便可描绘出不同叶子或者花瓣的外形图。
生命螺旋线科学家在对三叶草、垂柳、睡莲、常青藤等植物进行了认真观察和研究之后,发现植物之所以拥有优美的造型,在于它们和特定的“曲线方程”有着密切的关系。其中,用来描绘花叶外孢轮廓的曲线被称作“玫瑰形线”,植物的螺旋状缠绕茎则被取名为“生命螺旋线”。奇特的斐波那契数列植物的花瓣、萼片、果实的数目以及其他方面的特征,都非常吻合于一个奇特的数列——斐波那契数列:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89……其中,从3开始,每一个数字都是前二项之和。向日葵种子的排列方式,就是一种典型的数学模式。仔细观察向日葵花盘,你会发现两组螺旋线,一组顺时针方向盘绕,另一组则逆时针方向盘绕,并且彼此相嵌。且花瓣往往不会超出34和55、55和89或者89和这三组数字,每组数字都是斐波那契数列中相邻的两个数。植物中的.5°我们若仔细观察常见的车前草,就不难发现,它们的相邻两片叶之间的弧度大小非常接近,都为.5°。其他许多植物的叶子也像车前草一样,两叶间的弧度为.5°。科学家观察发现,按照.5°的排列模式,叶子可以占有最多的空间,吸收最多的阳光,获取最多的雨水。年,英国科学家沃格尔用计算机模拟向日葵果实的排列方法,结果发现,若向日葵果实排列的发散角为.3°,那花盘上的果实就会出现间隙,且只能看到一组顺时针方向的螺旋线:若发散角为.6°,花盘上的果实也会出现间隙,会看到一组逆时针方向的螺旋线;只有当发散角等于.5°时,花盘上的果实才呈现彼此紧密镶合、没有缝隙的两组反向螺旋线。这个统计结果显示,只有选择.5°的发散角排列模式,向日葵花盘上的果实排列分布才最多、最紧密和最匀称。.5°的奇妙之处.5°有何奇妙之处呢?如果我们用黄金分割率0.来划分°的圆周,所得角度约等于.5°。而在整个圆周内,与.5°角相对应的外角就是.5°。所以.5°角是圆的黄金分割角,也叫“黄金角”。经科学家实验证明,植物之所以会按照“黄金角”——.5°排列它们的叶子或果实,是地球磁力场对植物长期影响而造成的。如今,建筑师们已参照车前草叶片排列的.5°模式,设计出新颖“黄金角”高楼,达到每个房间最佳采光、最佳通风的效果。川师数软分团委学生会这里有数软学院实时动态,有丰富的数学知识,有新鲜热辣校园百态,更有学院精彩纷呈的特色活动,欢迎