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【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”!

作者:由 方塊熊數學思維 發表于 舞蹈時間:2022-08-22

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!

【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”!

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!

【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”!

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~

【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

: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!

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【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”!

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~

【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

: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!

【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”!

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。

【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”!

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~

【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”!

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!

【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”!

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~

【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

: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

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!

【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

: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~

【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

: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’

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?

【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”!

助教姐姐

:這是因為,

蜂巢是蜂蜜的家

,為了

堅固

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!

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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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