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趣味几何学:树叶上的几何知识

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:最简单的方法如下:虽然两片树叶的面积不同,但它们的形状相似,就是说它们从几何学角度来看是相似的。独立思考题:如图1-22、图1-23所示,请计算出树叶面积之比,自己用前面的方法试一下。图1-22 计算树叶的面积比图1-23 计算树叶的面积比

趣味几何学:树叶上的几何知识

题:一棵白杨树的根部又生出一棵小树,摘下一片小树的叶子你会发现,它比大树上生长在明亮的阳光下的叶子大许多,树叶处在阴暗处,就必须要靠叶面接受阳光照射来弥补吸收阳光的不足,研究这个问题是植物学家的工作,而在这个问题上几何学家是有权利发表言论的:计算小树树叶的面积比大树树叶大多少倍。

那么这个问题应该怎样解答呢?

解:方法有两种。先把每片叶子的面积计算出来,再计算它们的比例。要测量树叶的面积,就要把一张透明的方格纸放到叶面上,这个方法比较准确,但必须特别细心才可以[8]。假定每个方格面积为4平方毫米。

最简单的方法如下:虽然两片树叶的面积不同,但它们的形状相似,就是说它们从几何学角度来看是相似的。我们知道,这样两个相似图形的面积比等于它们的相似线段尺寸平方的比。所以在你得知一片树叶与另一片树叶长或宽的比例后,就可以用它们的乘方计算它们的面积比。假定小树树叶长为15厘米,大树树叶长只有4厘米,从而得出它们的直线尺寸比是,那么面积比,前大树叶是小树叶的倍,约为14倍。因为这里的计算不可能非常精确,所以凑个整数,就可以确定,小树叶子比大树叶子约大13倍。

还有这样一个例子。

题:一棵蒲公英长在阴暗处,它的叶子长31厘米,另一棵蒲公英长在阳光下,它的叶子却只有3.3厘米长,问大叶子是小叶子的多少倍?

解:根据前面讲述的方法计算,两片叶子的面积比为:

从而得出,阴暗处的叶子面积比阳光下的叶子面积约大87倍。

在树林中很容易找到许多形状一样,但大小不同的树叶,这样一来,你就能获得解答图形面积比这一几何学难题的材料,不习惯这样做的人可能会觉得奇怪,两片长和宽差别不算大的树叶,面积上却差别很多,例如,两片几何形状相同的树叶,一片比另一片长20%,它们的面积比居然是:(www.xing528.com)

1.22≈1.4

也就是说,这两片叶子的面积差40%,如果大树叶比小树叶宽度长40%,那么它的面积就比小树叶的面积大几乎一倍。

1.42≈2。

独立思考题:如图1-22、图1-23所示,请计算出树叶面积之比,自己用前面的方法试一下。

图1-22 计算树叶的面积比

图1-23 计算树叶的面积比

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