海螺中的数学艺术
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海螺中的数学艺术
大自然的神奇,让人迷醉,你可以看到许多螺旋形状,如,公羊的角,蜗牛的壳,海螺,常春藤等。
1638年,笛卡尔首先研究了等角螺线。
17世纪后半叶,雅克比·贝努利发现了许多有关螺旋线的性质,他对等角螺线情有独钟,他在遗嘱中写道:我的墓碑上要刻着“我虽然变了,但却和原来一样!”的颂词。
在自然界,出现了许多螺旋现象,如飓风,旋涡,一只松鼠上下树的路线,墨西哥蝙蝠的飞行线路等。
要说最迷人的曲线,当属于等角螺线了,像鹦鹉螺的壳,向日葵的种子盘,球蜘蛛的网等都长成了等角螺线的形状。
生活和工作中,常会遇见螺旋的例子,像螺丝钉、螺母、弹簧、绳索、圆形楼梯等。
螺旋如果是绕着圆锥旋进,就称为圆锥形螺旋,比如,螺丝钻、木螺丝、螺旋形楼梯等。
三
等角螺线,指的是臂的距离以几何级数递增的螺线。
它的性质是①螺线的切线与半径所成的角全等。
②等角螺线按几何比率增长,因此,任意的半径被螺线所截的线段构成等比级数。
③当等角螺线旋转时,它的大小变了,但它的形状却保持不变。
螺旋与人类的关系可密切了,螺旋与DNA分子之间的关系本质上是一种生物自身遗传基因控制,因此,在自然界中出现众多的螺旋、
螺线现象也就不足为奇。
而螺丝钉、弹簧以及螺旋形楼梯等的设计,则完全是因为螺线的经济、实用和迷人的美感。
人们惊呼:数学是一门科学,同时,数学也是一种语言,是一种艺术,更是一种思维方法。
自然界中的许许多多物质都以数学的方式表现出其特性。
大自然这种看似偶然的现象蕴藏着深刻的物竞天择的内在机理,体现了数学原理的强大威力。
数学如盛放的茉莉,洁白淡雅,闻之幽幽进心,品之香味萦绕体内,久久不能离去。
数学与自然界相伴相随,同生共进,生成了高雅无比的大自然数学之美之趣,精妙无穷,叹为观止。