植物中隱藏著的數(shù)學(xué)知識(shí)
數(shù)學(xué)，是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門學(xué)科。下面是小編收集整理的植物中隱藏著的數(shù)學(xué)知識(shí)，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。
植物中隱藏著的數(shù)學(xué)知識(shí) 篇1
（1）向日葵種子的排列方式就是一種典型的數(shù)學(xué)模式。仔細(xì)觀察向日葵花盤(pán)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩組螺旋線，一組順時(shí)針?lè)较虮P(pán)旋，另一組則逆時(shí)針?lè)较虮P(pán)旋，并且彼此相嵌。雖然在不同的向日葵品種中，種子順、逆時(shí)針?lè)较蚝吐菪�的數(shù)量有所不同，但都不會(huì)超出34和55、55和89或者89和144這3組數(shù)字，每組數(shù)字就是斐波納契數(shù)列中相鄰的兩個(gè)數(shù)。植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在自然界中，這兩種螺旋結(jié)構(gòu)只會(huì)以某些“神奇”的組合同時(shí)出現(xiàn)。
比如，21個(gè)順時(shí)針，34個(gè)逆時(shí)針，或34個(gè)順時(shí)針，55個(gè)逆時(shí)針。有趣的是，這些數(shù)字屬于一個(gè)特定的數(shù)字列：斐波納契數(shù)列，即1，2，3，5，8，13，21，34等，每個(gè)數(shù)都是前面兩數(shù)之和。不僅葵花子粒子的排列、還有雛菊，梨樹(shù)抽出的新枝，以及松果、薔薇花、薊葉等都遵循著這一自然法則。
（2）如果你仔細(xì)地觀察一下雛菊，你會(huì)發(fā)現(xiàn)雛菊小菊花花盤(pán)的蝸形排列中，也有類似的數(shù)學(xué)模式，只不過(guò)數(shù)字略小一些，向右轉(zhuǎn)的有21條，向左轉(zhuǎn)的34條。雛菊花冠排列的螺旋花序中，小花互以137度30分的夾角排列，這個(gè)精巧的角度可以確保雛菊莖桿上每一枚花瓣都能接受最大量的陽(yáng)光照射。
（3）在仙人掌的結(jié)構(gòu)中有這一數(shù)列的.特征。研究人員分析了仙人掌的形狀、葉片厚度和一系列控制仙人掌情況的各種因素，發(fā)現(xiàn)仙人掌的斐波納契數(shù)列結(jié)構(gòu)特征能讓仙人掌最大限度地減少能量消耗，適應(yīng)其在干旱沙漠的生長(zhǎng)環(huán)境。
（4）菠蘿果實(shí)上的菱形鱗片，一行行排列起來(lái)，8行向左傾斜，13行向右傾斜。
（5）挪威云杉的球果在一個(gè)方向上有3行鱗片，在另一個(gè)方向上有5行鱗片。
（6）常見(jiàn)的落葉松是一種針葉樹(shù)，其松果上的鱗片在兩個(gè)方向上各排成5行和8行。
（7）美國(guó)松的松果鱗片則在兩個(gè)方向上各排成3行和5行。
（9）樹(shù)的分枝:如果1棵樹(shù)每年都在生長(zhǎng)，第2年有2個(gè)分枝，通常第3年就有3個(gè)分枝，第4年5個(gè)，第5年8個(gè)，……，每年的分枝數(shù)都是斐波納契數(shù)。
植物王國(guó)的數(shù)學(xué)特性既優(yōu)美又神秘，如，花瓣的數(shù)目很多是符合斐波那契數(shù)列的，而且花瓣對(duì)稱地排列在花朵邊緣，葉子沿著植物莖干相互疊起。有些植物的種子是圓的，也有一些是刺狀的，傘狀花絮粘帶著其他植物種子在微風(fēng)中隨處飄蕩。還有許多植物都對(duì)螺旋形幾何圖形具有一種特殊的偏好：像向日葵籽盤(pán)上相互交叉的奇特螺線，從松果到菠蘿的莖、皮和子實(shí)都顯示了奇特的螺旋規(guī)則，這些規(guī)則在數(shù)學(xué)上極為精確的。所有這一切向我們展示了許多美麗的數(shù)學(xué)模式，這些植物形態(tài)的數(shù)學(xué)特性的確是讓人感到驚嘆，吸引很多人去探究其中的原因。
如果是遺傳決定了花朵的花瓣數(shù)和松果的鱗片數(shù)，那么為什么斐波納契數(shù)列會(huì)與此如此的巧合?植物為什么會(huì)選擇這樣的形態(tài)和怎么能“知道”斐波納契這個(gè)深?yuàn)W的序列呢？科學(xué)家為此苦苦研究和探索了幾個(gè)世紀(jì)。到目前為止最好的解釋是1992年由兩位法國(guó)數(shù)學(xué)家伊夫·庫(kù)代和斯特凡尼·杜阿迪提出來(lái)的。他們證明，斐波納契數(shù)列使花朵頂端的種子數(shù)最多。向日葵等植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，只有選擇這種數(shù)學(xué)模式，花盤(pán)上種子的分布才最為有效，花盤(pán)也變得最堅(jiān)實(shí)壯實(shí)，產(chǎn)生后代的幾率也最高。這也是動(dòng)植物在大自然中長(zhǎng)期適應(yīng)和進(jìn)化的結(jié)果。
植物中隱藏著的數(shù)學(xué)知識(shí) 篇2
“大自然這本書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)書(shū)寫(xiě)的。”伽利略曾經(jīng)說(shuō)過(guò)。
記得一次在揚(yáng)州游園，聽(tīng)導(dǎo)游講到：“竹子也分雌雄。”怎么，不會(huì)是我的耳朵聽(tīng)錯(cuò)了吧？我連忙問(wèn)導(dǎo)游，她指著一棵竹子說(shuō)：“竹子的雌雄標(biāo)致就在竹節(jié)生枝和竹筍上。雌竹出筍，雄竹不出。大家看，這棵竹子的第一分枝處，是兩枝，它是雌竹；再看這一棵，這第一分枝處是一枝，則為雄竹。游客們很是好奇，仔細(xì)觀察，竹子的確有生發(fā)一枝、兩枝或者兩枝以上的。
帶著好奇，馬上用手機(jī)上網(wǎng)，果然查到了。本草綱目》云：“竹有雄雌，但看根上第一枝，雙生者必雌也，乃有筍。”大自然真是神奇啊！
其實(shí)，在植物界還有更為神奇的現(xiàn)象呢？記得，期末考試前，有一位學(xué)生問(wèn)我一道找規(guī)律的題，即1,2,3,5,8， ， 。我看了幾眼，給孩子說(shuō)：1+2就是第三個(gè)數(shù)3,2+3就是第四個(gè)數(shù)5，以此類推，5+8=13,8+13=21。后來(lái)，我從數(shù)學(xué)老師那里得知，1,2,3,5,8,13,21,34,55等是斐波那契數(shù)列，也就是黃金分割線，規(guī)律是每個(gè)數(shù)都是前面兩個(gè)數(shù)的和。
前兩天，我在看報(bào)時(shí)，偶然讀到了植物對(duì)斐波那契數(shù)列情有獨(dú)鐘，很是心儀。如，大家熟知的向日葵種子的排列方式，就是一種典型的數(shù)學(xué)模式。向日葵的花盤(pán)有兩組螺旋線，一組順時(shí)針，一組逆時(shí)針，并且彼此相嵌。無(wú)論哪種向日葵品種，種子的順、逆時(shí)針?lè)较蚝吐菪�的數(shù)量有所不同，但都不會(huì)超出34和55、55和89或者89和144這3組數(shù)字，每組數(shù)字就是斐波那契數(shù)列中相鄰的兩個(gè)數(shù)。
真是這么回事？我走在買菜的路上，眼睛左右搜索，有了，路邊賣水果的攤位上就有葵花盤(pán)。走上前，拿起一個(gè)小的，仔細(xì)觀察，又在心里默默數(shù)著，果不其然。再拿一個(gè)稍大點(diǎn)的，與小的一樣。最后挑了個(gè)大個(gè)的，買下后一邊走，一邊數(shù)，真的是89和144。
植物為什么會(huì)選擇這樣的形態(tài)呢？又怎么能“知道”斐波那契數(shù)列這個(gè)深?yuàn)W的序列呢？原來(lái)，這種數(shù)列使植物花朵頂端的種子數(shù)最多。向日葵只有選擇這種數(shù)學(xué)模式，花盤(pán)上種子的分布才最為有效，花盤(pán)也變得更為堅(jiān)實(shí)壯實(shí)，產(chǎn)生后代的幾率也最高。
原來(lái)是這樣啊！看起來(lái)，植物也是在長(zhǎng)期的適應(yīng)和進(jìn)化中慢慢成這樣的。另外，松果、雛菊、薔薇花、薊葉等都遵循這一自然法則。
植物與數(shù)字竟是如此親密的關(guān)系啊！我不得不說(shuō)，在植物界伽利略的“大自然這本書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)書(shū)寫(xiě)的。”這一說(shuō)法得到了佐證啊！
自然界就是一部百科全書(shū)，只要走進(jìn)自然大課堂，仔細(xì)觀察，用耳聆聽(tīng)，定能有所發(fā)現(xiàn)，有所收獲的。
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