动植物世界中的数学身影课件材料.ppt

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1、更多具有斐波纳契数列特性的植物,菠萝,松果,挪威云杉的球果,植物选择斐波纳契数列的原因?,科学家为此苦苦研究和探索了几个世纪。到目前为止最好的解释是1992年由两位法国数学家伊夫库代和斯特凡尼杜阿迪提出来的。他们证明,斐波纳契数列使花朵顶端的种子数最多。 向日葵等植物在生长过程中,只有选择这种数学模式,花盘上种子的分布才最为有效,花盘也变得最坚实壮实,产生后代的几率也最高。这也是动植物在大自然中长期适应和进化的结果。,欣赏一下,“莱莉花瓣”笛卡尔曲线,其方程是:x3+y3=3axy。,=0.2sin(3)+sin(4)+2sin(5)+1.9sin(7)-0.2sin(9)+sin(11),花

2、函数:=3sin(3)+3.5cos(10)cos(8),三叶草:=4(1+cos3+3sin23),方程式:= 8 * t,=360 * t * 4, = -360 * t * 8,向日葵线:=t*360, r=30+10*sin(*30), z=0,蝴蝶函数:=0.2sin(3)+sin(4)+2sin(5)+1.9sin(7)-0.2sin(9)+sin(11),蜘蛛 它结的“八卦”网,既复杂又非常美丽,既使木工师傅用直尺和圆规也难画得如蜘蛛网那样匀称。当对这个美丽的结构用数学方法进行分析时,出现在蜘蛛网上的概念真是惊人半径、弦、平行线段、三角形、全等对应角、对数螺线、悬链线和超越线。,

3、蚂蚁 英国科学家兴斯顿作过一个有趣的实验,他把一只死蚱蜢切成三块,第二块比第一块大一倍,第三块比第二块大一倍,当蚂蚁发现这食物40分钟后,聚集在最小的一块蚱蜢旁的蚂蚁有28只,第二块44只,第三块89只,后一组较前一组差不多多一倍。蚂蚁的计算本领如此精确,令人惊奇!不仅如此,蚂蚁们在寻找食物时,总是能够找到通往食物的最短路线。,计算专家,数论专家,蝉 在昆虫中十七年蝉的生命周期是最长的。它们独有的生命周期开始于地下,它们的生命周期显示出它们的数学才能。,使生物学家困惑的问题是:“为什么这种蝉的生命周期如此之长?以及生命周期的年数是素数这一点有无特殊的意义?”另一种昆虫十三年蝉,每隔13年密集一

4、次,也暗示生命周期年数为素数也许有着某种进化论意义上的优势。 有一种理论假设蝉有一种生命周期也较长的寄生物,蝉要设法避开这种寄生物。如果这种寄生物的生命周期比方说是2年,那么蝉就要避开能被2整除的生命周期,否则寄生物和蝉就会定期相遇。类似的,如果寄生物的生命周期是3年,那么蝉要避开能被3整除的生命周期,否则寄生物和蝉又会定期相遇。所以最终为了避免遇到它的寄生物,蝉的最佳策略是使它的生命周期的年数延长为一个素数。由于没有数能整除17,十七年蝉将很难得遇的上它的寄生物。如果寄生物的生命周期为2年,那么他们每隔34年才遇上一次;倘若寄生物的生命周期更长一些,比方说16年,那么他们每隔272年才遇上一

5、次。 为了回击,寄生物只有两种生命周期可以增加相遇的频率1年期的生命周期以及与蝉同样的17年期的生命周期。然而,寄生物不可能或者接连重新出现达17年之久,因为在前16次出现时没有蝉供它们寄生。另一方面,为了达到为期17年的生命周期,一代代的寄生物在16年的生命周期中首先必须得到进化,这意味着在进化的某个阶段,寄生物和蝉会有272年之久不相遇!无论哪一种情形,蝉的漫长的、年数为素数的生命周期都保护了它。 这或许解释了为什么这种假设的寄生物从未被发现!在为了跟上蝉而进行的赛跑中,寄生物很可能不断延长它的生命周期直至到达16年这个难关。然后,它将有272年的时间遇不到蝉,而在此之前,由于无法与蝉相遇它已被赶上了绝路。剩下的是生命周期为17年的蝉,其实它已不再需要这么长的生命周期了,因为它的寄生物已不复存在。,蒙狐猴,猕猴,对称的几何图形,壁虎在捕食蚊、蝇、蛾等小昆虫时,总沿着一条螺旋形曲线爬行,这条曲线,数学上称之为螺旋线。,鼹鼠“瞎子”在地下挖隧道时,总是沿着九十度转弯。,

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