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暑假數學(xué)手抄報
手抄報是一種可傳閱、可觀(guān)賞、也可張貼的報紙的另一種形式。在學(xué)校,手抄報是第二課堂的一種很好的活動(dòng)形式,具有相當強的可塑性和自由性。下面我們?yōu)榇蠹規?lái)暑假數學(xué)手抄報,僅供參考,希望能夠幫到大家。
暑假數學(xué)手抄報
打電話(huà)的數學(xué)
每次當你拿起電話(huà)聽(tīng)筒打電話(huà),發(fā)傳真,或發(fā)調制解調器信息時(shí),你就進(jìn)人了非常復雜的巨大網(wǎng)絡(luò )。覆蓋全球的通信網(wǎng)是驚人的。很難想像每天有多少次電話(huà)在這網(wǎng)絡(luò )上打來(lái)打去。一個(gè)系統被不同國家和水域的不同系統“分割”,它是如何運行的呢?一次電話(huà)是如何通向在你的城市、你的國家或另一國家中的某個(gè)人的呢?
在早期電話(huà)史上,打電話(huà)的人拿起電話(huà)聽(tīng)筒,搖動(dòng)曲柄,與接線(xiàn)員聯(lián)系。一位本地接線(xiàn)員的聲音從本地交換臺來(lái)到線(xiàn)上,說(shuō)“請報號碼”,然后他把你同你試圖通話(huà)的對方連接起來(lái)。如今,這一過(guò)程由于有了各種不同的轉換和送達通話(huà)的方法而如雨后春筍般地迅速發(fā)展。包含著(zhù)線(xiàn)性規劃的各種復雜類(lèi)型,以及有關(guān)的二進(jìn)制和二進(jìn)編碼的數學(xué),已脫離了潛在的不穩固地位而成為有意義的東西。
你的聲音是如何行進(jìn)的?你的聲音產(chǎn)生聲波,在聽(tīng)筒中轉換成電信號。今天,這些電脈沖可以用許多不同的方法傳遞和轉換。它們可以變成激光信號,然后沿光纖電纜傳遞;它們可以轉換成無(wú)線(xiàn)電信號,然后利用無(wú)線(xiàn)電或微波線(xiàn)路在一個(gè)國家內從一座塔傳送到另一座塔;或者它們可以仍舊作為電信號沿著(zhù)電話(huà)線(xiàn)傳送。在美國,大部分電話(huà)都是由自動(dòng)交換系統接通的。現在電子交換系統是最快的。這系統有一個(gè)程序,這程序包含電話(huà)運行的所有方面所需的信息,并且時(shí)刻在了解哪些電話(huà)正在使用,哪些通道是可用的。通話(huà)可以由不同頻率的電流傳送,或轉換成數字信號。這兩種方法都使多重通話(huà)可以沿同一些電線(xiàn)傳送。最新式的系統把通話(huà)轉換成數字信號,然后再用二進(jìn)制數列編碼。于是各個(gè)通話(huà)可以沿著(zhù)線(xiàn)路以特定的次序“同時(shí)’’行進(jìn),直到它們被譯碼而到達各自的目的地。
打電話(huà)時(shí),電話(huà)系統選擇最佳通話(huà)途徑,并發(fā)出一連串指令,以接通線(xiàn)路。整個(gè)過(guò)程只需幾分之一秒。通話(huà)線(xiàn)路最好是直接通向對方的──從節省距離和時(shí)間的觀(guān)點(diǎn)看來(lái),這是人們所期望的。但是如果直接線(xiàn)路正在為別的通話(huà)服務(wù),新的通話(huà)就必須沿其他線(xiàn)路中最好的一條進(jìn)行。這正是需要用到線(xiàn)性規劃的地方。我們把電話(huà)線(xiàn)路問(wèn)題當作一個(gè)有幾百萬(wàn)個(gè)面的復雜幾何立體形來(lái)看。每個(gè)頂點(diǎn)代表一個(gè)可能的解。問(wèn)題是要找出最優(yōu)解,而不必計算每一個(gè)解。1947年。數學(xué)家喬治B.丹齊克研究出了求解復雜線(xiàn)性規射問(wèn)題的單純形法。單純形法實(shí)質(zhì)上是沿著(zhù)那立體的棱進(jìn)行,依次檢查每一隅角,并總是向著(zhù)最優(yōu)解前進(jìn)。當可能解的數目不超過(guò)15000~20000時(shí),這方法能有效地求得解答。1984年,數學(xué)家納倫德拉.卡馬卡發(fā)現一種方法,它使求解很麻煩的線(xiàn)性規劃問(wèn)題例如長(cháng)距離電話(huà)最優(yōu)通話(huà)線(xiàn)路問(wèn)題所需的時(shí)間大為縮短。卡馬卡算法采取了一條通過(guò)那立體內部的捷徑。在選擇了一個(gè)任意內點(diǎn)之后,這算法使整個(gè)結構變形.以把問(wèn)題改造得使所選擇的點(diǎn)正好在那立體的中心。下一步是朝著(zhù)最優(yōu)解的方向找到一個(gè)新的點(diǎn),再將結構變形,又使新點(diǎn)位于中心。必須進(jìn)行變形,否則那些看來(lái)能給出最優(yōu)改進(jìn)的方向都是虛假的。這些重復的變換以射影幾何的概念為基礎,很快便能得到最優(yōu)解。
今天,古老的電話(huà)敬語(yǔ)“請報號碼”具有雙重的意義。曾經(jīng)是簡(jiǎn)單的拿起電話(huà)聽(tīng)筒打電話(huà)的過(guò)程,現在卻要使一個(gè)依著(zhù)數學(xué)的龐大而復雜的網(wǎng)絡(luò )運作起來(lái)。
人體的數學(xué)化
血壓:120/80
膽固醇:180
低密度脂蛋白/高密度脂蛋自:179/47
甘油三酯:189
葡萄糖:80
體溫:98.7°F
在今天的醫學(xué)上,我們作為病人,經(jīng)受著(zhù)數字和比率的轟擊,它們分析我們的健康,分析我們身體的`功能如何。醫生們力圖確定正常數值的范圍。數字和數學(xué)看來(lái)到處都是。事實(shí)上,在我們的身體里,我們的心血管系統網(wǎng)絡(luò )、被我們的身體用來(lái)引發(fā)動(dòng)作的電脈沖、細胞相互聯(lián)絡(luò )的方式、我們骨骼的設計、基因的實(shí)際分子構造──這一切都具有數學(xué)原理。因此,在用數量表示人體功能的努力中,科學(xué)和醫學(xué)就求助于數字和其他數學(xué)概念。例如,已經(jīng)設計出一些儀器,把身體的電脈沖轉化成正弦曲線(xiàn),從而使輸出得以比較。從心電圖、肌電圖、超聲波診斷結果上顯示出來(lái)的是曲線(xiàn)的形狀、振幅和相移。所有這些對于受過(guò)訓練的技術(shù)人員都是資料。數字、比率和坐標圖是數學(xué)適用于我們身體的一些方面。讓我們考察另外一些數學(xué)概念,看看它們是怎樣與身體相聯(lián)系的。
如果你認為把密碼和瑪雅象形文字譯解出來(lái)是富有刺激性和挑戰性的,你可以想像自己能解開(kāi)被身體用于通信的分子密碼。目前科學(xué)已經(jīng)發(fā)現白血球與大腦相聯(lián)系。身心之間通過(guò)許多生物化學(xué)制品的總匯互相聯(lián)絡(luò )。譯解這些細胞間的通信密碼,將對醫學(xué)產(chǎn)生驚人的影響,正像我們增加了對遺傳密碼的了解,正在揭示健康領(lǐng)域的許多細節一樣。DNA中雙螺旋線(xiàn)的發(fā)現是另一個(gè)數學(xué)現象。但是螺旋線(xiàn)并不是存在于人體中的唯一的螺線(xiàn)。等角螺線(xiàn)存在于許多關(guān)于生物生長(cháng)的領(lǐng)域──可能因為它的形狀不隨生長(cháng)而改變。你可以在你頭上的頭發(fā)、你身上的骨頭、內耳的耳蝸、臍帶,甚或你的指紋印跡的生長(cháng)模式中找尋等角螺線(xiàn)。
身體的物理學(xué)和物理性質(zhì)也導致其他數學(xué)概念。身體是對稱(chēng)的,這有助于使它獲得平衡和重心。脊柱的三條曲線(xiàn)除了實(shí)現平衡外,在健康方面和使身體獲得體力以抬起自己的體重及其他負載方面都很重要。藝術(shù)家們例如倫納多?達?芬奇和阿爾布雷希特?丟勒都試圖表明身體符合各種不同的比例和量度,例如黃金分割。
聽(tīng)起來(lái)可能令人驚訝的是,混沌理論在人體中也有它的位置。例如,在心律不齊的領(lǐng)域,正在研究混沌理論。對于心搏以及使某些人的心搏不正常的原因的研究說(shuō)明,心搏看來(lái)是符合混沌概念的。此外,腦和腦波的功能以及腦失調的治療也與混沌理論有關(guān)。
在分子層次上研究人體,我們發(fā)現了數學(xué)的跡象。在侵入人體的各種病毒的形狀和形式中,存在著(zhù)幾何形狀,例如各種多面體和網(wǎng)格球頂結構。在艾滋病病毒(HTLV-1)中,發(fā)現了二十面體對稱(chēng)和一個(gè)網(wǎng)格球頂結構。DNA構形中的紐結點(diǎn)已經(jīng)促使科學(xué)家們用紐結理論中的數學(xué)發(fā)現去研究由DNA鏈所形成的環(huán)和紐結。紐結理論中的發(fā)現和來(lái)自各種不同幾何學(xué)的概念已經(jīng)被證明為遺傳工程研究中的無(wú)價(jià)之寶。
科學(xué)研究與數學(xué)的結合,對于發(fā)現人體奧秘和分析人體功能來(lái)說(shuō),是必要的。
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