【自然中的數學】菠蘿和銀河系居然很相似?原來大自然中才有天生“數學家”!
方塊熊
:助教姐姐助教姐姐!
助教姐姐
:我來啦!方塊熊,你怎麼這麼開心呀?
方塊熊
:嘿嘿!幼兒園今天玩了
數瓜子的遊戲
,方塊熊數的最快呢!太開心啦!
助教姐姐
:哈哈,方塊熊,你的
數學越來越好
了呢!
方塊熊
:是呀是呀!助教姐姐,今天我們講什麼故事呀?
助教姐姐
:你忘了嗎?是
“大自然中的數學”
哦,還記不記得,以前我們講過的
“大自然斐波那契數列”
呀?
方塊熊
:記得記得!那可真是太美了!自從那以後,方塊熊就發現,
自然中
好像
處處都是數學
呢!
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大自然中所有的數學規律,竟然都被這個人畫出來了!
助教姐姐
:哦?是嗎?那你說說看,自然中
都有哪些數學
呀?
方塊熊
: 比如,以前小七老師講過的,
貓頭鷹中的數學
呀!方塊熊可是一直記著呢!甚至今天數瓜子的時候,都在想瓜子是不是對稱了呢!
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怎麼都講不明白的對稱軸,畫了幅畫孩子居然就懂了!
助教姐姐
:哈哈哈!方塊熊,你的
學習狀態非常好
嘛!
不過呀,我們今天說的
“大自然中的數學”
,還真的
和瓜子有點關係
呢!
方塊熊
:啊啊啊?是什麼關係呀!
助教姐姐
:那就是瓜子的媽媽——
向日葵
!
總是追著太陽跑,卻居然不會扭斷脖子的向日葵,它們的
種子排列方式是徑向對稱
哦~
方塊熊
:什麼是
徑向對稱
呀?
助教姐姐
:這個稍微有點複雜了呢~徑向對稱在
生物學
上,是一種
常見的對稱形式
,經常在花類和海洋生物上出現呢!
方塊熊
:哇哦~很酷哎!那在數學裡呢?
助教姐姐
:在數學上,這樣的圖形叫做
“旋轉對稱軸”
哦!
❤
數學小知識——旋轉對稱
這樣的物體能滿足“旋轉下保持不變”而叫做旋轉對稱軸。
通常是圍繞一個點或者一個軸旋轉,而某些量保持不變~
太極圖和風車是具有旋轉對稱性的例子。二維物體有一個對稱中心,三維物體有一個對稱軸,
他們在旋轉下是不變的。
(此段參考羅伯特·庫爾曼的《什麼是對稱》)
方塊熊
:哇哦~自然生長的向日葵,居然也符合
數學旋轉對稱
呢!大自然真是太神奇了!
數學也很神奇呢!
助教姐姐
:不僅是旋轉對稱,也符合
大自然斐波那契數列
哦~
方塊熊
:那助教姐姐,
還有什麼生物是符合斐波那契數列
的呀?
助教姐姐
:嘻嘻,我正要講呢!
方塊熊
:好呀好呀!快多講講吧!
助教姐姐
:還記得之前的那張畫嗎?和向日葵一樣,
鸚鵡螺也以斐波納契螺旋生長
的呢!
助教姐姐
:還有
松果
!
松果的排列步數幾乎總是匹配一對連續的斐波那契數。
例如,三到五個錐體沿著左螺旋三步走,後面五個步驟在後面相交。
助教姐姐
:還有,
菠蘿和朝鮮薊
上也有這種
螺旋狀斐波納契模式
哦~
助教姐姐
:還有一個最想不到的,也是最美的!
那就是——
銀河系
!
銀河系也像鸚鵡螺和向日葵一樣,
呈對數螺旋
,從星系中心向外擴充套件呢!
助教姐姐
:在大自然裡,還有很多
數學謎團
呢!
方塊熊
:咦?是什麼謎團呢?
助教姐姐
:方塊熊,你
喜歡雪
嗎?
方塊熊
:白白的小熊熊很喜歡雪呢!
助教姐姐
:嘻嘻,那麼,你觀察過雪花嗎?
每一片雪花都是一個極其精美的圖案
呢!
而且,
沒有兩片雪花的形狀會完全相同
哦~
方塊熊
:哇哦~~雪花放大了看,居然是這麼美麗呀!不過,他們是不是都是
六角形
呀
助教姐姐
:對呀對呀!方塊熊你抓住重點了!雪花神奇的
都是六角形
,也神奇的每一片雪花都不一樣呢!
至今也不知道究竟是為什麼會怎樣呢!
方塊熊
:原來這就是自然中的數學謎團呀?!嘻嘻,還真是
“美麗”的謎團
呢!
助教姐姐
:還有還有哦~方塊熊你喜歡蜂蜜嗎?
方塊熊:方塊熊的表親“小熊維尼”很喜歡蜂蜜
呢!
助教姐姐
:哈哈,那你知道,
蜜蜂的蜂巢
,是什麼樣子嗎?是這樣子的哦~
方塊熊
:哇~好整齊呀!這
是六邊形嗎
?
助教姐姐:嚴格意義上
來說,其實並
不是六邊形
,
而是鈍角為109°28’
,而
銳角都是70°32’
的
六邊形體
呢!
方塊熊
:哇~~蜂蜜們都這麼聰明,這麼有
“數學思維”
的嗎?
助教姐姐
:這是因為,
蜂巢是蜂蜜的家
,為了
堅固
和
節省重量
的考慮,
最優選擇
就是做成這種
類六邊形
呢!
方塊熊
:可是蜂蜜們是怎麼知道要做成
類六邊形
的呢?難道小七老師也教過他們嗎?
助教姐姐
:哈哈哈!蜜蜂為什麼會懂,這就是
自然中的數學謎團
了呢!
方塊熊
:原來是這樣!方塊熊
好開心
呀!今天又聽助教姐姐講了好多
有意思的數學
呢!方塊熊越來越覺得
數學好玩有趣
了!
助教姐姐:興趣是最大的動力
了!方塊熊,你現在這麼喜歡數學,學起數學來一定會事半功倍的!
方塊熊
:哈哈哈~那助教姐姐,這一期的
“生活中的數學”
系列我們講完了,
下一期講什麼
呀?方塊熊好期待呢!
助教姐姐
:方塊熊,這不馬上就要
五一小長假
了嗎?助教會教小朋友們一個
“數學拍照”秘密武器
哦!保證你掌握了這個秘密武器,出門
拍照超級好看
!還有在假期的時候,會給小朋友們玩
好玩的數學遊戲
呢!你說,好不好呀?
方塊熊
:好呀好呀!
小朋友們,快關注方塊熊數學思維,
和方塊熊一起玩數學
吧!
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