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神奇的数列

2016-02-16

发明与创新·少儿天地 2016年1期
关键词:那契菠萝比例

你知道吗?菠萝那呈螺旋形的厚厚“盔甲”竟然跟一个神奇的数列有关。

不止菠萝,很多吃的东西如葵花籽、松子等都和这个数列有关,它们都是可爱的“数学家”。

隐藏着的古老数列

很多植物的花瓣、叶子、花蕊的数目都与一个数列有关。

比如,梅花有5片花瓣,李树有5片花瓣,鸢尾花、百合花的花瓣是3片,许多翠雀属植物的花瓣是8片,万寿菊的花瓣有13片,紫菀属植物的花有21瓣,大多数雏菊有34、55、89片花瓣。这些数目的花瓣在植物界很常见,而其他数字的就相对很少。

我们把这些数字排列起来,就是3、5、8、13、21、34、55、89……不难看出,这些数字的前两个之和等于第三个,这就是斐波那契数列。向日葵的种子、菠萝外表的“方块盔甲”和松果的外表也都遵循这个数列。

斐波那契数列的身世

斐波那契数列是意大利数学家列昂纳多·斐波那契提出的。

最初他遇到这样一个问题:假设兔子的生殖规律是每一对兔子出生两个月后就具有生殖能力,每对成年兔子每个月可以生一对兔子。那么由一对兔子开始,一年后可以繁殖成多少对兔子?

他计算得出一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34……这就是著名的斐波那契数列。

为什么很多植物会遵循斐波那契数列呢?

原来植物的叶子、花瓣、萼片等都是由原基长成的。叶子、花瓣、萼片等的顶端中央有一个圆形的组织叫“尖点”,在尖点的周围,有一个接一个的微小隆起,这些隆起就是原基。

为了让自己长成的花、蕊或叶片等能够获得最大的生长空间,原基与原基之间必须隔开一定的空间。由于新的原基不断产生,原来的原基被往外挤,所以两个相继出现的原基以137.5°的发散角生长着。

当一个圆被分成的两个圆弧的长度比例正好是黄金比例0.618时,较小圆弧所对应的角就是黄金角137.5°。

仔细观察一下,我们发现斐波那契数列中前后两个数的比也接近黄金比例,而且数字越大其比例越接近黄金比例,因为这层关系,以黄金角生长的植物就出现了斐波那契数列。(源自《奥秘》)

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