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1螺旋線的起源

數學中有各式各樣富含詩意的曲線,螺旋線就是其中比較特別的一類。
螺旋線這個名詞來源於希臘文,它的原意是「旋卷」或「纏卷」。例如,平面螺旋便是以一個固定點開始向外逐圈旋繞而形成的曲線。在2000多年以前,古希臘數學家阿基米德就對螺旋線進行了研究。著名數學家笛卡爾於1683年首先描述了對數螺旋線,並且列出了螺旋線的解析式。更有趣的是瑞士數學家雅谷·伯努利,在逝世前請人在他的墓碑上刻了一條蝸牛屋形——對數螺旋線,並幽默地寫上「我將按著原來的樣子變化后復活」的墓志銘。

2螺旋線在生活中的體現

你如果有興趣的話,可以去觀察一下蜘蛛網,因為蜘蛛網是自然界中分佈很廣,而且給人印象深刻的一種螺旋結構。蜘蛛網的結構充分地說明了蜘蛛是一個多麼了不起的、有著奇妙螺旋概念的小生命啊!車前草的葉片也是螺旋狀排列,其間夾角為137度、30度、38度。這樣的葉序排列,可以使葉片獲得最大的採光量,且得到良好的通風。其實,植物葉子在莖上的排列,一般都是螺旋狀。此外,向日葵籽在盤上的排列也是螺旋式的。
人的頭髮是從頭皮毛囊中斜著生長出來的,它循著一定的方向形成旋渦狀,這就是發旋,且有右旋和左旋之別。實際上,發旋是長在體表的毛旋,能使毛髮順著一定的方向生長。在野生獸類動物中,毛旋具有保護自身和適應環境的作用。它可使雨水順著一定的方向淌掉,猶如披上了一件蓑衣一般;它們排列緊密,可避免有害昆蟲的叮咬;除此,還有良好的保溫作用。人類頭髮的這些作用雖然已退化到微不足道的地步,但其形式卻保留了下來。
有一些特殊的運動所產生的軌跡也是螺旋線。一隻螞蟻以不變的速率,在一個均勻旋轉的唱片中心沿半徑向外爬行,結果螞蟻本身就描繪出一條螺旋線。蝙蝠從高處往下飛,是按空間螺旋線——錐形螺旋線的路徑飛行的。在大海上追逐逃跑的敵艦或緝捕走私船隻,有時也要按著螺旋線路徑追逐。星體的運行軌跡有的也是螺旋線。日本國家天文台的中井直政博士,在對銀河系中部的氣體密度進行了為期3年的觀察研究后認為,銀河系是呈螺旋狀的,即星體以圓心呈螺旋狀向外擴。

3螺旋線的應用

螺旋線被廣泛應用於各個方面,如機械上的螺桿、螺帽、螺釘和日常用品的螺絲扣等。槍膛中的膛線也是螺旋線,就連一些樓梯也是螺旋狀的。被稱為「世界七大奇觀」之一的義大利比薩斜塔的樓梯,便是294階的螺旋線。美國加州設計師還向車前草借鑒了採光原理,設計了一幢13層的螺旋狀排列的大樓,結果證明,每個房間都能得到充足的陽光。

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