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  • 1 # 使用者4535004975032

    笛卡兒葉形線與花瓣之間的奇妙關係就是植物身體裡所蘊藏的數學秘密。著名的科學家笛卡兒透過對一簇花瓣和葉形的曲線特徵進行研究,得出了x^3+y^3-3axy=0的方程式,這就是現代數學中有名的“笛卡兒葉線”。因為是透過對花瓣的研究得出的曲線,數學家還為它取了一個詩意的名字——茉莉花瓣曲線。後來,科學家又發現植物的花瓣、萼片、果實的數目以及其他方面的特徵都非常吻合於一個奇特的數列——著名的裴波那契數列:1、2、3、5、8、13、21、34、55、89……其中,從3開始,每一個數字都是前二項之和。這其實是植物在大自然中長期適應和進化的結果,因為植物所顯示的數學特徵是植物在生長在動態過程中必然會產生的結果,它受到數學規律的嚴格約束,換句話說,植物離不開裴波那契數列,就像鹽的晶體必然具有立方體的形狀一樣。擴充套件資料:植物與黃金角之間的關係在數學領域有一個被稱為黃金角的數值137.5°,同樣受到植物的青睞。車前草輪生葉片間的夾角正好是137.5°,按照這一角度排列的葉片,能很好地鑲嵌而又不重疊,這是植物採光面積最大的排列方式,每片葉子都可以最大限度地獲得Sunny,從而有效地提高植物光合作用的效率。建築師們參照車前草葉片排列的數學模型,設計出了新穎的螺旋式高樓,最佳的採光效果使得高樓的每個房間都很明亮。英國科學家沃格爾用大小相同的許多圓點代表向日葵花盤中的種子,根據斐波那契數列的規則,儘可能緊密地將這些圓點擠壓在一起,同時利用計算機對向日葵進行模擬,結果顯示:若發散角小於137.5°,那麼花盤上就會出現間隙,且只能看到一組螺旋線;若發散角大於137.5°,那麼花盤上也會出現間隙,而此時又會看到另一組螺旋線,只有當發散角等於黃金角時,花盤上才呈現彼此緊密鑲合的兩組螺旋線。所以,向日葵等植物在生長過程中,只有選擇這種數學模式,花盤上種子的分佈才最為有效,花盤也變得最堅固壯實,產生後代的機率也最高。

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