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綠色世界的數(shù)理奇觀
綠色世界的數(shù)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(xué)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(xué)生數(shù)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(guān)鍵詞：綠色世界的數(shù)理奇觀2
綠色世界浩瀚深邃，蘊藏其中的數(shù)理信息，將幫助人們改造自然，造福全人類。
創(chuàng)立坐標(biāo)的著名數(shù)學(xué)家笛卡爾，根據(jù)研究花瓣和葉形曲線列出了x3+y3-3axy=0的方程式，這就是現(xiàn)代數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)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(shù)螺旋在空間展開的；云杉、雪松的樹形則為優(yōu)美的圓錐體狀。植物為什么要按照數(shù)學(xué)的規(guī)律來安排自己的葉片、花和果實呢？這是植物長期適應(yīng)和進(jìn)化的結(jié)果。例如，向日葵盤上瘦果的對數(shù)螺旋線的弧形排列，可使果實排得最緊，數(shù)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(shè)計出現(xiàn)在螺旋式的高樓，達(dá)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(fēng)暴雨的襲擊而不致倒伏。比較一下古代寶塔或現(xiàn)代的電視塔的形態(tài)、布局，它們是多么相象。
D.植物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是力學(xué)原理的典范，可說是力學(xué)家的“老師”。植物的莖絕大多數(shù)為圓柱狀，少數(shù)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(fā)揮承受支撐和運輸養(yǎng)料的作用。細(xì)看那纖細(xì)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(xué)原理講，同一材料同樣粗細(xì)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(jié)構(gòu)以最小耗料而獲得最大程度的堅固狀態(tài)。
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(shù)學(xué)的美和仿生學(xué)的美。在科技飛速發(fā)展的今天，將會進(jìn)一步揭示它的規(guī)律，讓自然更多地造福人類。
相關(guān)鏈接：仿生是高科技的代名詞，它是指運用尖端的科學(xué)技術(shù)，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(wù)。而仿生學(xué)就是指模仿生物建造技術(shù)裝置的科學(xué)，它是在上世紀(jì)中期才出現(xiàn)的一門新的邊緣科學(xué)。仿生學(xué)研究生物體的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理，并將這些原理移植于工程技術(shù)之中，發(fā)明性能優(yōu)越的儀器、裝置和機器，創(chuàng)造新技術(shù)。從仿生學(xué)的誕生、發(fā)展，到現(xiàn)在短短幾十年的時間內(nèi)，它的研究成果已經(jīng)非�？捎^。仿生學(xué)的問世開辟了獨特的技術(shù)發(fā)展道路，也就是向生物界索取藍(lán)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(biāo)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(shù)理信息，從兩個方面加以說明，請簡要概括其內(nèi)容。
�、臺___________________________
�、芲___________________________
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(shù)學(xué)公式來描述的”，使說明更具體。
B．列數(shù)字。通過列舉車前草葉片的相關(guān)數(shù)據(jù)，說明車前草按照這個角度排列葉片所蘊含的數(shù)理信息，用具體的數(shù)據(jù)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(diào)了錐形對狂風(fēng)暴雨襲擊的抵御能力。
D．打比方。將植物比作力學(xué)家的“老師”，形象生動地說明了植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)是力學(xué)原理的`典范，也說明植物世界包含的數(shù)理信息非常多。
小題4:比較本文和《蘇州園林》的語言風(fēng)格，結(jié)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(guān)鏈接”部分，了解相關(guān)知識，舉生活中的實例，談?wù)勀銓Ψ律牧私饧翱捶ā?/p>
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(shù)學(xué)公式來描述的。植物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是力學(xué)原理的典范，可說是力學(xué)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(fēng)格是形象生動，充滿美感（1分）；而本文則語言平實，質(zhì)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(xué)）的認(rèn)識(1分)；一是要就仿生（學(xué)）談自己的看法。(2分)
小題1:試題分析：審題后通讀全文，根據(jù)文章內(nèi)容可知，主要介紹了 “綠色世界浩瀚深邃，蘊藏其中的數(shù)理信息”，由此我們可以得知，題目是對文章內(nèi)容的概括，“奇觀”即指數(shù)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(jù)這個中心句即可概括出主要內(nèi)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(nèi)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(xué)習(xí)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(zhì)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?wù)勀銓Ψ律牧私饧翱捶ā保紫纫斫獠牧�，了解什么是仿生，材料中有“用尖端的科學(xué)技術(shù)，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(wù)”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(fā)明就是從飛行動物身上得到的啟示�！罢効捶ā眲t是開放性題，根據(jù)文章和材料內(nèi)容，我們應(yīng)該持贊成的態(tài)度，因為動物身上有很多信息和知識，有很多值得我們?nèi)祟悓W(xué)習(xí)的地方，仿生可以為人類造福。
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