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    生活中的数学美的例子 生活中的数学美

    时间:2019-08-05 10:11:26来源:毛毛论文网本文已影响

    生活中的数学美

      数学来源于生活实践,同时它又服务于生活。随着社会的飞速发展,人们只感到我们的生活、工作、居住环境越来越美,越来越舒心。但是,可能很少有人会认识到这些与数学有关。数学家克莱因曾经说过:“数学是人类最高超的智力成就,也是人类心灵最独特的创作。音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,但数学能给予以上的一切。”作为精神产品的数学具有对称性、比例性、和谐性、简单性、顺序性等美的特征。

      一、数学的简单美

      日常生活中离不开数,我们无时无刻不在跟数字打交道,纷繁复杂的数是由非常简单的十个数字构成,即0到9这10个数字,构筑起一个无限真与美的王国。这简直太神奇了。数学,就是一个人造的宇宙。

      二、几何图形的对称美

      蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、适用而且节省材料。蜂房由无数个大小相同的房孔组成,房孔都是正六角形,每个房孔都被其它房孔包围,两个房孔之间只隔着一堵蜡制的墙。令人惊讶的是,房孔的底既不是平的,也不是圆的,而是尖的。这个底是由三个完全相同的菱形组成。有人测量过菱形的角度,两个钝角都是109°28′而两个锐角都是70°32′。令人叫绝的是,世界上所有蜜蜂的蜂窝都是按照这个统一的角度和模式建造的。

      蜂房的结构引起了科学家们的极大兴趣。经过对蜂房的深入研究,科学家们惊奇地发现,相邻的房孔共用一堵墙和一个孔底,非常节省建筑材料;房孔是正六边形,蜜蜂的身体基本上是圆柱形,蜂在房孔内既不会有多余的空间又不感到拥挤。

      蜂窝的结构给航天器设计师们很大启示,他们在研制时,采用了蜂窝结构:先用金属制造成蜂窝,然后再用两块金属板把它夹起来就成了蜂窝结构。这种蜂窝结构强度很高,重量又很轻,还有益于隔音和隔热。因此,现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构,卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构。因此,这些航天器又统称为“蜂窝式航天器”。蜜蜂建造的蜂窝都是正六边形的。

      另外,大自然的鬼斧神工使几何图形的对称美成了造型艺术、建筑美学的基础。雪花的对称性就是大自然的杰作,它的形状,也是正六角形。多美的结构啊,线条流畅、美丽大方而且牢固结实。晶体的平面对称极为精巧,并由此内含着深刻的物理性质。在人类赖以生存的生活实际中,小到衣物装饰、首饰、生活用品,大到房屋建筑(比如屋顶、窗格、地面、雕梁、画栋等),几乎到处都有美丽的对称图形装饰,古代皇宫中壁画的边饰、项光和藻井,都含有极为壮丽的对称美。

      现在,我们创建卫生城市、文明城市、宜居城市等等。街道两旁门面房的门头、楼房外的亮化设施,全部都是统一的矩形,这是为什么呢?因为矩形既简单又对称,所以很美观。

      三、数学的曲线美

      随着社会的发展进步,我们的生活水平日益提高,现在大多数家庭都拥有比较快捷的交通工具――电动车、摩托车、汽车,为什么当我们选择车型的时候都喜欢新款?这是因为新款车不仅性能好,而且大多都采用了流线型的设计,看到它会使我们眼前一亮,会被它的美所吸引,心中的压力一下子减轻了许多。除此之外,我们的日用品、家居装饰等许多都是曲线型或曲面型的。物体的轮廓凡是由曲线构成的都非常优美。曲线不仅有柔和流畅的外形,还有着丰富深刻的内涵,它是圆的一部分,圆――完美无缺,普天公认。螺旋线蜿蜒伸展,暗示着某种人生真谛;渐近线欲达而不能,激起人们不懈地追求。我们所看到的河面上的“九曲桥”、“拱型桥”等,为什么不是既省时又省力地笔直地延伸到河对面?这主要为的是它不仅符合力学原理,而且具有观赏价值。人造卫星、行星、彗星等依据运动速度的不同而顺从地运行在圆、椭圆、抛物线及双曲线的轨道中。

      四、比例美――黄金分割

      黄金分割〔Golden Section〕是一种数学上的比例关系。黄金分割具有严格的比例性、艺术性、和谐性,蕴藏着丰富的美学价值。我们中国故宫的构图就融入了黄金分割的匠心;另外,无论是巴黎的圣母院还是埃及的金字塔,或者是近世纪的法国埃菲尔铁塔,都有与0.618有关的数据;大多数门窗的宽长之比也是0.618。舞台上司仪的最佳位置并不是舞台的正中央,而是偏在台上一侧,以站在舞台长度的黄金分割点的位置最美观,声音传播的最好。一个人腿长与身高的比例接近0.618:1,看上去就会显得修长挺拔,身材最优美。可是大多数人的腿短了几公分,所以我们看到一些女性朋友喜欢用穿高跟鞋来弥补这一缺陷,而芭蕾舞演员则在翩翩起舞时,不时地踮起脚尖。除此之外,黄金分割在医学、武器装备、战术布阵、优选法等方面也有着非常广泛的应用。

      五、数学的和谐美

      众所周知,圆的周长公式是C=2R,在这里,圆的周长与半径之间有着异常简洁、和谐的关系,通过一个神奇的数把它们紧紧联系在一起。这个公式最精致、最完美,难怪人们用“圆满”比喻十全十美。

      总之,实际生活中所表现出来的数学美枚不胜举,这些不仅使我们在观赏美、体验美、愉悦心情的同时,也能为我们的生活和工作提供方便,节约时间和能源,起到事半功倍的效果。

    生活中的数学美

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