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神奇的數列

2016-04-29 00:00:00
發明與創新·小學生 2016年1期

你知道嗎?菠蘿那呈螺旋形的厚厚“盔甲”竟然跟一個神奇的數列有關。

不止菠蘿,很多吃的東西如葵花籽、松子等都和這個數列有關,它們都是可愛的“數學家”。

隱藏著的古老數列

很多植物的花瓣、葉子、花蕊的數目都與一個數列有關。

比如,梅花有5片花瓣,李樹有5片花瓣,鳶尾花、百合花的花瓣是3片,許多翠雀屬植物的花瓣是8片,萬壽菊的花瓣有13片,紫菀屬植物的花有21瓣,大多數雛菊有34、55、89片花瓣。這些數目的花瓣在植物界很常見,而其他數字的就相對很少。

我們把這些數字排列起來,就是3、5、8、13、21、34、55、89……不難看出,這些數字的前兩個之和等于第三個,這就是斐波那契數列。向日葵的種子、菠蘿外表的“方塊盔甲”和松果的外表也都遵循這個數列。

斐波那契數列的身世

斐波那契數列是意大利數學家列昂納多·斐波那契提出的。

最初他遇到這樣一個問題:假設兔子的生殖規律是每一對兔子出生兩個月后就具有生殖能力,每對成年兔子每個月可以生一對兔子。那么由一對兔子開始,一年后可以繁殖成多少對兔子?

他計算得出一個數列:1、1、2、3、5、8、13、21、34……這就是著名的斐波那契數列。

為什么很多植物會遵循斐波那契數列呢?

原來植物的葉子、花瓣、萼片等都是由原基長成的。葉子、花瓣、萼片等的頂端中央有一個圓形的組織叫“尖點”,在尖點的周圍,有一個接一個的微小隆起,這些隆起就是原基。

為了讓自己長成的花、蕊或葉片等能夠獲得最大的生長空間,原基與原基之間必須隔開一定的空間。由于新的原基不斷產生,原來的原基被往外擠,所以兩個相繼出現的原基以137.5°的發散角生長著。

當一個圓被分成的兩個圓弧的長度比例正好是黃金比例0.618時,較小圓弧所對應的角就是黃金角137.5°。

仔細觀察一下,我們發現斐波那契數列中前后兩個數的比也接近黃金比例,而且數字越大其比例越接近黃金比例,因為這層關系,以黃金角生長的植物就出現了斐波那契數列。(源自《奧秘》)

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