欢迎您:登录 | 注册
科普之友首页
※您现在的位置: 科普之友 >> 数学 >> 趣味数学 >> 正文  

绿色世界里的数学奇观

来源:不详       更新时间:2011-4-15 13:40:05
 

尽管植物姿态万千,但无论是花、叶和枝的分布都是十分对称、均衡和协调的。碧桃、腊梅,它们的花都以五瓣数组成对称的辐射图案;向日葵花盘上果实的排列,菠萝果实的分块以及冬小麦不断长出的分蘖,则是以对称螺旋的形式在空间展开。许许多多的花几乎也是完美无缺地表现出对称的形式。还有树木,有的呈塔状,有的为优美的圆锥形……植物形态的空间结构,既包含着生物美,也包含着数学美。

 

著名的数学家笛卡尔曾研究过花瓣和叶形的曲线,发现了现代数学中有名的“笛卡尔曲线”。辐射对称的花及螺旋排列的果,它们在数学上则符合黄金分割的规律。小麦的分蘖,是围绕着圆柱形的茎按黄金分割进行排列和展开的。常见的三叶草和常春藤的叶片形状,也可以用三角函数方程来表示。

 

以叶子为例,叶子的排列是建立在能充分获得光合作用面积和采集更多阳光这一基础上的。如车前草,有着轮生排列的叶片,叶片与叶片之间的夹角为137°30′,这是圆的黄金分割的比例。梨树也是如此,它的叶片排列是沿对数螺旋上升,这也保证了叶与叶之间不会重合,下面的叶片正好在从上面叶片间漏下阳光的空隙地方,这是采光面积最大的排列方式。可见,沿对数螺旋按圆的黄金分割盘旋而生,是叶片排列的最优良选择。

 

高等植物的茎也有最佳的形态。许多草本植物的茎,它们的机械组织的厚度接近于茎直径的七分之一,这种圆柱形结构很符合工程上以耗费最少的材料而获得最大坚固性的一种形式。一些四棱形的茎,机械组织多分布于四角,这样也提高了茎的支撑能力,支持了较大的叶面积。

 

当然,整株植物的空间配备也必须符合数学、力学原则,才适合在自然界中的生存和发展。像一些大树,都有倾斜而近似垂直的分枝、圆柱形的茎和多分枝的根,这样有利于生长更多的叶片,占据更大的空间和更好地进行光合作用。

 

透过繁茂的枝叶,我们看到了绿色世界里的数学奇观。若进一步了解这其中的奥秘,进行仿生,则会给人类带来无穷的益处。

  • 上一个数学:

  • 下一个数学:

  • 一个算了二千多年的数值

    高一数学期末考试复习建议之三角

    关于e^π和π^e的大小

    向量法解题对比两例

    初中数学精心设计问题串 提高课堂

    数学与雕塑

    高中三角函数公式表

    蜜蜂惊人的数学能力

    利用旋转探究图形

    初二数学期末考试备考详细指导与

    拓扑学简介(三)

    学好几何文字语言
    趣味数学
    自然地理
    普通自然地理[今日地理]墨西哥湾漏油威胁上岸:河岸原
    普通自然地理[今日地理]2010海洋摄影佳作揭晓:成群海鸟
    普通自然地理[自然生物]凶残的兽性 摄影师拍摄野生动物
    普通自然地理[地震]5.12地震后从青海玉树能有四川
    宇宙奥秘
    [航空航天]两小行星将近距飞越地球 最近轨
    [航空航天]神舟八号飞船零窗口发射 升空时
    [航空航天]NASA拍到巨大太阳日珥爆发高达
    [航空航天]科学家首次观测到黑洞吞噬撕碎
    未解之谜
    [麦田怪圈]令人震撼的蝴蝶人麦田圈视频
    [麦田怪圈]拍到真实麦田怪圈形成过程!与
    [麦田怪圈]英国现巨大麦田怪圈  图案极似
    [UFO飞碟]【vegan】中国最著名外星人UFO
    生命科学
    [生物*医学]白血病新疗法初试成功 为攻克癌
    [生物*医学]美科学家研制新型疫苗贴 可免除
    [生物*医学]货币:皮肤中的钱包
    [生物*医学]英国科学家开发出快捷便宜的HI
    动物世界
    [动物趣味知识]黑头蜡嘴雀和黑尾蜡嘴雀哪个叫
    [动物趣味知识]广西人喜欢吃什么动物 
    [动物趣味知识]地球上为什么会出现恒温动物 
    [动物世界]非洲发现鲨鱼新物种 嘴似长剑能
    科普文章
    [生命科学]科学家研制出细胞蓝光光敏开关
    [化学教学教研]高中化学生成性教学探微
    [化学学科信息]碳单质中的“黑金子”──石墨
    [力学]万有引力定律是怎么一回事
    [化学教学教研]化学“厚薄”复习法
    [科学考古]周恩来赞陈赓演技 让其挑头成立
    设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 友情链接 | 使用本站前必读
    Copyright © 2007 - 2011 科普之友( www.kepu365.com ) Corporation, All Rights Reserved