綠色世界的數理奇觀

綠色世界的數理奇觀1

綠色世界浩瀚深邃,綠色植物窈窕多姿.多少詩人騷客曾為之神往、陶醉,多少丹青妙手曾為之潑墨揮毫.然而,面對這蒼茫浩渺的青山林海,科學家們卻看到了蘊藏其中的奧秘,得到了許多可貴的.啟示.

作 者： 余曉麗 作者單位： 刊 名： 中學生數理化(高二版) 英文刊名： MATHS PHYSICS & CHEMISTRY FOR MIDDLE SCHOOL STUDENTS(MIDDLE SCHOOL EDITION) 年，卷(期)： 20xx ""(11) 分類號： 關鍵詞：

綠色世界的數理奇觀2

　　綠色世界浩瀚深邃，蘊藏其中的數理信息，將幫助人們改造自然，造福全人類。

　　創立坐標的著名數學家笛卡爾，根據研究花瓣和葉形曲線列出了x3+y3-3axy=0的方程式，這就是現代數學中有名的“笛卡爾葉線”或“葉形線”。

　　植物的外形輪廓和空間排列是可以用數學公式來描述的。A.例如，向日葵花盤上瘦果的排列、松樹球果上果鱗的布局、菠蘿果實上的分塊，都是按照對數螺旋在空間展開的；云杉、雪松的樹形則為優美的圓錐體狀。植物為什么要按照數學的規律來安排自己的葉片、花和果實呢？這是植物長期適應和進化的結果。例如，向日葵盤上瘦果的對數螺旋線的弧形排列，可使果實排得最緊，數量最多，效率最高。B.車前草的葉片是輪生的，葉片間的夾角是170°30′28″，這是圓的黃金分割的張角。按照這個角度排列的葉片，采光面積最大，提高了植株光合作用的效率。建筑師參照車前草葉片排列的原理，設計出現在螺旋式的高樓，達到較佳的采光效果。C.樹形是圓錐體的云杉和雪松可抵御狂風暴雨的襲擊而不致倒伏。比較一下古代寶塔或現代的電視塔的形態、布局，它們是多么相象。

　　D.植物的內部結構是力學原理的典范，可說是力學家的“老師”。植物的莖絕大多數為圓柱狀，少數為三角形或四棱形。因為圓柱形表面積最小，受力最均勻；用材最少，容量也最大，更利于莖發揮承受支撐和運輸養料的作用。細看那纖細而中空的小麥莖稈，直徑雖小卻仍然支撐起比它重幾十倍的麥穗及莖上劍一般的葉片而不致折斷。所以建筑上常以圓形的柱子作頂梁柱。另外，按力學原理講，同一材料同樣粗細的中空與實心桿體，它們的支撐能力幾乎是相等的，小麥莖稈結構以最小耗料而獲得最大程度的堅固狀態。

　　綠色世界給人類的啟迪還有很多很多。從植物的外形、枝葉的排列和花、果的布局中，我們看到了數學的美和仿生學的美。在科技飛速發展的今天，將會進一步揭示它的規律，讓自然更多地造福人類。

　　相關鏈接：仿生是高科技的代名詞，它是指運用尖端的科學技術，來模仿生物的各種官能感覺和思維判斷功能，更加有效地為人類服務。而仿生學就是指模仿生物建造技術裝置的科學，它是在上世紀中期才出現的一門新的邊緣科學。仿生學研究生物體的結構、功能和工作原理，并將這些原理移植于工程技術之中，發明性能優越的儀器、裝置和機器，創造新技術。從仿生學的誕生、發展，到現在短短幾十年的時間內，它的研究成果已經非常可觀。仿生學的問世開辟了獨特的技術發展道路，也就是向生物界索取藍圖的道路，它大大開闊了人們的眼界，顯示了極強的生命力。

　　小題1:請解釋標題中的“奇觀”一詞。

　　奇觀： ____________________________

　　小題2:文章為說明綠色植物蘊藏著數理信息，從兩個方面加以說明，請簡要概括其內容。

　　⑴____________________________

　　⑵____________________________

　　小題3:對文中四個句子所使用的主要說明方法判斷及作用分析不正確的一項是（ ）

　　A．舉例子。通過舉例說明“植物的外形輪廓和空間排列是可以用數學公式來描述的”，使說明更具體。

　　B．列數字。通過列舉車前草葉片的相關數據，說明車前草按照這個角度排列葉片所蘊含的數理信息，用具體的數據說明，使說明更有說服力。

　　C．作比較。將云杉、雪松和古代寶塔、電視塔加以比較，突出強調了錐形對狂風暴雨襲擊的抵御能力。

　　D．打比方。將植物比作力學家的“老師”，形象生動地說明了植物內部結構是力學原理的`典范，也說明植物世界包含的數理信息非常多。

　　小題4:比較本文和《蘇州園林》的語言風格，結合具體的語句說明本文的語言特點。

　　小題5:無論植物還是動物，都給人類很多啟迪。請閱讀“相關鏈接”部分，了解相關知識，舉生活中的實例，談談你對仿生的了解及看法。

　　參考答案：

　　小題1:奇妙的信息、奇妙的知識（2分）

　　小題2:植物的外形輪廓和空間排列是可以用數學公式來描述的。植物的內部結構是力學原理的典范，可說是力學家的“老師”。（3分,各1.5分）

　　小題3:B。

　　小題4:（3分）《蘇州園林》的語言風格是形象生動，充滿美感（1分）；而本文則語言平實，質樸無華（1分），舉出具體的語句分析（1分）。

　　小題5:兩個要點。一是以實例談自己對仿生（學）的認識(1分)；一是要就仿生（學）談自己的看法。(2分)

　　小題1:試題分析：審題后通讀全文，根據文章內容可知，主要介紹了 “綠色世界浩瀚深邃，蘊藏其中的數理信息”，由此我們可以得知，題目是對文章內容的概括，“奇觀”即指數理信息。也就是知識。

　　小題2:試題分析：審題后不難找到答題的范圍，即第三、四段，而且兩段都有一個中心句，即段首句，根據這個中心句即可概括出主要內容。

　　小題3:試題分析：B句主要使用了作詮釋的說明方法。重要的說明內容是解釋這樣的葉片排列有何作用。也就是說，說明的重點，是為什么要用這樣的角度排列葉片。

　　小題4:試題分析：我們學習過葉圣陶的《蘇州園林》，可以知道葉老的《蘇州園林》語言是形象生動，充滿美感的；選文則語言平實，質樸無華。如《蘇州園林》中的打比方特別多，這樣就增強了說明的生動性，但選文較少，故是平實說明。

　　小題5:試題分析：“舉生活中的實例，談談你對仿生的了解及看法”，首先要理解材料，了解什么是仿生，材料中有“用尖端的科學技術，來模仿生物的各種官能感覺和思維判斷功能，更加有效地為人類服務”的定義，完全可以作為自己對仿生的了解，生活實例如飛機的發明就是從飛行動物身上得到的啟示。“談看法”則是開放性題，根據文章和材料內容，我們應該持贊成的態度，因為動物身上有很多信息和知識，有很多值得我們人類學習的地方，仿生可以為人類造福。

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