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很少人知道的有趣的數學

生活 更新时间:2024-07-21 08:14:25

1

問:車輪為什麼都是圓的,而不是其他形狀?

答:同學們都知道,圓上任何一點到圓心的距離都是相等的。把車輪做成圓形,車軸在圓心上,當車輪在地面滾動時,車軸離地面的距離,總是等于車輪半徑。車裡坐的人,就能平穩地被車子拉着走。

反之,如果車輪設計成三角形或是正方形,一定會颠簸得要命。

把車輪做成圓形還有一大好處:當一樣東西在地上滾動的時候,要比拖着走省勁多了,這是滾動摩擦阻力比滑動摩擦阻力小的緣故。

2

問:除了圓形井蓋,為什麼很少見到其他形狀的井蓋?

答:同一個圓内的直徑都相等,隻要井蓋直徑大于窨井口,那麼不論怎樣移動它都不會掉下去,這樣就有安全保障了。

如果設計成三角形或正方形的,即使比窨井口大一些,但還是有掉下去的可能。

由于窨井有時需要人工清理或架線,所以要求其面積盡可能地大。而在各種幾何圖形中,周長相等時,隻有圓形的面積最大,同時沒有易使人受傷的角和尖。

除了安全以外,另一個好處就是圓形便于運輸。

3

問:四葉草為什麼又叫“幸運草”?

很少人知道的有趣的數學(生活中你見過卻不一定知道的奇妙數學)1

答:四葉草,學名苜蓿草,是多年生草本植物。一般隻有三片小葉子,葉呈心形,葉心較深色的部分亦是心形。

四葉草是由三葉草基因突變而産生的,它隻占其中的10萬分之一。也就說在10萬株苜蓿草中,你可能隻會發現一株是四葉的。因為機率太小,因此四葉草被國際公認為幸運的象征。

4

問:風扇的葉片為什麼都是奇數,而不是偶數?

答:如果葉片數量為偶數設計,形成對稱的排列方式,不但使得風扇自身的平衡性難以調整,而且容易使風扇在高速運轉時産生更多的共振,從而導緻葉片無法長時間承受共振産生的疲勞,最終出現斷裂等情況。

因此,軸流風扇的設計多為不對稱的奇數葉片設計。同樣的理念,在螺旋槳直升飛機的設計中也有體現。

5

問:貓和狗在冬天睡覺時,為什麼總是把身體蜷成球形?

答:數學上,在體積一定的情況下,表面積最小的物體是球體。

縮成一個球體,可以減小和外界接觸的面積,降低熱交換的速度,減少身體内熱量散發的速度,節省能量,保持體溫。

6

問:看看下面帶箭頭的兩條線段,猜猜哪條更長?

答:這就是有名的“缪勒萊耶錯覺”,也叫箭形錯覺。一條線段的兩端加上向外的兩條斜線,另一條線段則加上向内的兩條斜線,則前者要顯得比後者長得多。

對于這種錯覺有一種理論,叫神經抑制作用理論,它認為當兩個輪廓彼此貼近時,視網膜上相鄰的神經團會相互抑制,結果輪廓發生位移,産生了錯覺。

7

問:我們常說“天有不測風雲”,為什麼天氣預報有時會出錯?

答:這涉及一個數學定義——“混沌”,即“初始值的極端不穩定性”。

在正常情況下,天氣模式基本上遵循着合理進程,通過若幹種不同的模拟方式,就能推測未來的天氣變化。

然而,天氣是由一系列複雜因素組合而成的。初始條件的微小變化會使預報結果差異很大,這時天氣已經進入了混沌區域,預報的時間越長,到達混沌點的可能性就越大,準确率就越不好把握。

8問:黃金分割為什麼是0.618?答:0.618,一個極為迷人而神秘的數字,也被稱為黃金分割律,它是古希臘著名數學家畢達哥拉斯于2500多年前發現的。有一次,畢達哥拉斯路過鐵匠作坊,被叮叮當當的打鐵聲迷住了。為了揭開這清脆悅耳的聲音中隐藏的秘密,他測量了鐵錘和鐵砧的尺寸,發現它們之間存在着十分和諧的比例關系。回到家裡,他又取出一根線,分為兩段,反複比較,最後認定1∶0.618的比例最為優美。此後,這個數字一直被奉為科學和美學的金科玉律。音樂會上,報幕員的最佳位置,是舞台寬度的0.618之處;二胡要獲得最佳音色,其“千斤”(對琴弦起固定和切弦作用的部件)須放在琴弦長度的0.618處;埃菲爾鐵塔也是黃金比例建築的典範……

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