數(shù)學(xué)也可以這樣學(xué):大自然中的幾何學(xué)
定 價(jià):59 元
叢書名:青少年
- 作者:[澳]約翰·布萊克伍德(John Blackwood)
- 出版時(shí)間:2020/5/1
- ISBN:9787115524560
- 出 版 社:人民郵電出版社
- 中圖法分類:O1
- 頁碼:192
- 紙張:
- 版次:01
- 開本:小16開
從基本的礦物、植物、動(dòng)物以及人類到螺旋、旋渦、芽苞等具有復(fù)雜形狀的事物,本書以 500 多張彩色圖片展現(xiàn)了各種事物的幾何學(xué)特性。作者通過對(duì)大自然最簡單的觀察以及最細(xì)膩復(fù)雜的測量等手段,意欲告訴我們可以從身邊的任何事物中找到幾何學(xué)的身影;他還利用射影幾何學(xué)證明了,大自然中所有奇奇怪怪的體態(tài)其實(shí)都是依據(jù)最基本的幾何學(xué)原理“制造”而成的,而這些原理之間的重要差異則造就了我們宇宙中如此紛繁多樣的形狀。
本書作者任教于華德福教育體系,這是他針對(duì)澳大利亞 12~14 歲的學(xué)生所需要掌握的數(shù)學(xué)知識(shí),為授課老師準(zhǔn)備的一些教學(xué)素材。本書所采取的呈現(xiàn)形式十分活潑,通過大量彩圖和手繪圖引導(dǎo)讀者觀察大自然中的事物,并從中發(fā)現(xiàn)幾何學(xué)的身影。
擁有近 30 年的機(jī)械工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),之后受到射影幾何學(xué)家勞倫斯·愛德華的啟發(fā),開始研究植物幾何學(xué)。曾在悉尼的斯坦納學(xué)校教書,設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)課程。他為十一和十二年級(jí)學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)的課程被新南威爾士州的教育局采用。
目 錄
第 1 章 導(dǎo)論
1.1 機(jī)械中的思維 001
1.2 大自然的形式 004
1.3 自然界中的方向 007
第 2 章 笛沙格和影子
2.1 笛沙格定理 009
2.2 一系列三角形 011
2.3 變異和特殊情形 013
2.4 軸對(duì)稱 014
2.5 平移對(duì)稱 016
2.6 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 018
2.7 對(duì)偶與配極 020
第 3 章 幾何元素和它們的形態(tài)
3.1 平面元素 022
3.2 直線元素 024
3.3 點(diǎn)元素 028
3.4 元素之間的相互依賴 029
第 4 章 大自然中的對(duì)稱
4.1 植物的軸對(duì)稱性 032
4.2 礦物的軸對(duì)稱性 036
4.3 動(dòng)物和人類的軸對(duì)稱性 039
4.4 大自然中的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱及其形式 043
4.5 花形中的旋轉(zhuǎn) 044
4.6 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱與軸對(duì)稱的結(jié)合 047
4.7 大自然中的平移對(duì)稱 048
4.8 中心、外圍與兩種度量 051
4.9 兩種二維性 052
第 5 章 不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)
5.1 不對(duì)稱的葉子 055
5.2 不對(duì)稱的花 059
5.3 浩瀚宇宙 060
第 6 章 直線的方向
6.1 礦物領(lǐng)域 062
6.2 植物界 064
6.3 動(dòng)物界 067
6.4 直立的地球主人 069
6.5 結(jié)語 069
第 7 章 直線的測度
7.1 直線上的變換 071
7.2 成長測度 073
7.3 環(huán)繞測度與階段測度 076
7.4 包含一直線的平面 077
第 8 章 自然界中的螺線
8.1 阿基米德螺線 081
8.2 等角螺線 081
8.3 一般螺線 083
8.4 構(gòu)建等角螺線 085
8.5 平面上的大自然螺線 086
8.6 一點(diǎn)上的二維性 091
8.7 一點(diǎn)上的自然螺線 094
第 9 章 三維的射影幾何
9.1 最簡單的三維形式 096
9.2 空氣旋渦與水漩渦 100
9.3 全實(shí)四面體與正四面體 105
9.4 極端退化四面體 106
第 10 章 凸路徑曲線
10.1 一般的全實(shí)三角形 108
10.2 一個(gè)頂點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)處的全實(shí)三角形 110
10.3 半虛三角形或復(fù)三角形 113
10.4 芽苞 115
10.5 蛋形 119
10.6 樹的邊界線 123
10.7 海膽 125
第 11 章 凹路徑曲線
11.1 草樹和棕櫚葉 127
11.2 凹與凸的相互作用 131
第 12 章 礦物界的形式
12.1 全實(shí)四面體的場域 134
12.2 無限大的全實(shí)四面體 139
12.3 晶體結(jié)構(gòu) 140
第 13 章 植物界的形式
13.1 半虛四面體 145
13.2 λ、 ε 和節(jié)點(diǎn)律動(dòng) 148
13.3 植物形態(tài) 150
13.4 形態(tài)場 157
13.5 芽苞隨著時(shí)間的變化 159
13.6 蘇鐵葉隨著時(shí)間的變化 161
第 14 章 動(dòng)物界的形式
14.1 蛋的螺線 167
14.2 魚類 169
14.3 魚類形式的四面體 171
14.4 鱗片模式 175
14.5 生命的表達(dá) 182
第 15 章 總結(jié)
15.1 人類領(lǐng)域的幾何學(xué) 183
15.2 不同領(lǐng)域的幾何學(xué)概述 185
15.3 智能設(shè)計(jì) 185
致謝 187
參考文獻(xiàn) 189