野史来探究|初二那年哈腰捡了支笔,从此再没听懂过数学课……( 二 )


野史来探究|初二那年哈腰捡了支笔,从此再没听懂过数学课……
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这看起来像是魔幻大片的扭曲轨道 , 实在是一种拓扑学(由几何延伸而来的学科)结构 , 它只有一个面(表面) , 和一个边界 , 是一种单侧、不可定向的曲面 。 其参数方程如下所示:
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啊!这令人头大的方程式 , 不要害怕 , 我们今天不是要给大家推导这个方程式 , 而是讲讲这个“曲面”的发现有什么作用 。
其中最实用的案例就是打印机 。
针式打印机就是利用莫乌比斯带具有单向轮回的特点 , 当色带的上半部门打印一遍之后 , 自动旋转到色带背面的下半部门继承打印 , 从而使带子的两个表面得到充分利用 , 减少更换次数 。
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是不是很实用呢?当然它也可以运用到科幻片里 , 效果仍是挺震撼的 。
与大自然共生的美妙数学
数学除了在我们的生活中有很大用处之外 , 实在它从来都是大自然的一份子 。 大自然中很多生命体也蕴含着许多好玩的数学规律 。
看下图 , 是不是觉得这是无数条你不熟悉它 , 它也不熟悉你的曲线的大杂烩?
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这实在是数学中的一个数列被曲线表示出来的样子 。
这个数列名叫斐波那契数列 , 当然它还有许多难记的名字:费波拿契数、费氏数列、黄金分割数列等等 。
在数学中 , 它指的是这样的一列数字:0、1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、233、377、610、987、1597、2584、4181、6765、10946、17711、28657、46368…
你有没有发现其中的规律?从第二个“1”开始 , 后面的每个数字都即是前两个数字之和 。
而以这些数字为边长画出来一个个正方形 , 拼接到一起 , 并以这些正方形边长为半径画圆弧 , 将这些圆弧拼到一起 , 就形成了斐波那契螺旋线 , 也叫黄金螺旋 。
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这个数列描述的是大自然中一些常见规律 。 好比菊石的外旋比例就是按照这个数列长的:
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还有假如你仔细观察向日葵的中央 , 就会发现有一系列的螺旋外形 。
它们都符合黄金螺旋的规律 , 而且两组螺旋线一组顺时针盘绕 , 另一组逆时针盘绕 , 并且彼此镶嵌 。
固然不同品种的向日葵顺、逆时针和螺旋线的数目不同 , 但都不会超过34和55、55和89、89和114这三组数字 。
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以及我们的耳朵就是按照“黄金螺旋”的外形长的 , 这种外形的构造可以匡助我们更好得接收音波 , 增强我们的听觉 。
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有木有瞬间惊醒的感觉?冥冥之中 , 似乎天注定一般 , 大家怎么都按照一个规律生长的啊?
这也就是数学的美妙之处 , 从大自然中发现的这些现象 , 在形成数学规律之后 , 还可以应用在我们的生活中 , 好比用于建筑物的设计 , 按照黄金螺旋设计出的建筑更加具有视觉吸引力:
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