数学文化 数学之美——数学和建筑设计的完美融合-【学力水平 快乐寒假】2024年春八年级数学寒假作业(人教版)

门 月☐日星期☐天气→ 余 数学八年级 ,数学文化 数学之美—数学和建筑设计的完美融合 数学的应用领域非常广泛，除了我们日常买卖、工作、理财中会经常出现，它还时常会出现 在工业设计、建筑设计和各类艺术制作中. 1.黄金分割 东方明珠 178.8m 289.2m 468m 上海东方明珠电视塔的塔高468m,塔顶到上球体的距离约为178.8m,上球体到塔底的 距离约为289.2m,二者之比非常接近黄金比0.618，因此显得格外挺拔. 2.膜结构 水立方 “水立方”是国家游泳中心，它的膜结构是世界之最.它是根据细胞排列形式和肥皂泡天然 结构设计而成的，这种形态在建筑结构中从来没有出现过，创意十分奇特， 学力水平快乐假期寒假 而肥皂泡中蕴含了丰富的数学问题，比如：什么样的泡沫结构效率最高？这个问题叫做开 尔文问题，至今仍是未解之谜. 阳光谷 山年 位于上海世博园的阳光谷是中国第一的索膜结构建筑，其特殊之处在于柔性，白色膜布的 最大风摆幅可以达到上下3米，大风吹来，膜布能随风起舞，而这种膜结构和微分几何中的极 小曲面关系密切。 3.球形结构和拱形结构 富勒球 性荐前5存1 量方 富勒设计的蒙特利尔世博会美国馆，被人亲切地称为“富勒球”.这样的设计在现代已随处 可见.然而这种不需要柱、梁、拱顶等支撑物的建筑模式在当时遭到很多人的怀疑.三位化学家 从中深受启发，发现了新碳球C的晶体形态，并最终获得了1996年诺贝尔化学奖. ☐月☐日星期☐天气今 条 数学八年级 悉尼歌剧院 悉尼歌剧院的形状实际上参照了同一个被拨开的球体的扇形部分，也就是说，这些曲面可 以同属一个球面方程.它解决了开展大规模制造、加工零件的精度问题以及简单装配问题. 另外，球形或椭球形结构的好处在于坚固一比如生鸡蛋是很难用手握碎的.这是因为球 形的任何一个地方受力，力都可以向四周均匀地分散开来，巨大的贮油罐做成球形就是这个道 理.电灯泡为了更透光，玻璃壳很薄，但做成球形，它就比较坚固了.此外，安全头盔、锅盖、雨伞 等物品的设计里也有类似的原理， 赵州桥 球形是若千个拱形的组合，因此拱形也具有坚固的特点，这也是大部分的桥要设计成拱形 的原因，比如我国著名的赵州桥.因为这种形状更坚固，可以使受力分散，进而使桥体的承重力 加大 学力水平快乐假期寒假 4.对称结构 故宫博物院 故宫博物院采取严格的中轴对称的布局方式，中轴线上的建筑高大华丽，轴线两侧的建筑 相对低小简单，同样给人一种庄严肃穆的感觉， 5.悬链线 金门大桥 位于美国旧金山的金门大桥，是世界著名的桥梁之一，被国际桥梁工程界广泛认为是美的 典范.金门大桥是一种悬索桥，用到了数学上悬链线的原理，而悬链线方程的发现在数学史上 还是一段趣闻呢 ☐月口日星期☐天气今 数学八年级 圣路易斯拱门 圣路易斯拱门，就是美国向西开发的一个象征，这座雄伟壮观的不锈钢悬链线的建筑物， 高达192米，是1964年动工后仅用两年时间建成的.拱门底部有电梯可以直达顶层.圣路易斯 拱门为圣路易斯市的地标，高630英尺，比华盛顿纪念碑、自由女神像或欧洲的比萨斜塔都还 要高！ 据说根据设计要求，拱门顶端的正常摆动幅度可在46公分之内，但据科学家计算，“大拱 门”即使逼到时速80公里的大风，其摆动幅度也仅有5公分， 6.莫比乌斯带 凤凰卫视北京总部大楼 包裹在格子的玻璃和钢皮，这个由建筑工作室BLAD的环形建筑为中国广播电视凤凰卫 视提供了断的总部。 学力水平快乐假期寒假 两个具有肾形平面图的球形塔被玻璃和钢皮包固，以创建建筑物的环形形状 卷的倾斜轮廓表示一个塔比另一个塔高几层.建筑师将设计与莫比鸟斯带的扭曲形式相 比较。 建筑师说：“这两个部分很难实现和谐的效果，但是在这个方案中，我们采用了将高层办公 楼与媒体广播厅相结合的莫比乌斯模式.独特的建筑形状结合了朝阳公园的自然景观.” 凤凰卫视北京总部大楼的设计灵感就来自有名的“莫比乌斯带”.把一根纸条扭转180°后， 两头再粘接起来即可做成其模型，莫比乌斯带是一种不可定向的曲面，一只小虫可以爬遍整个 曲面而不必跨过它的边缘。 长沙中国结步行桥 湖南长沙的中国结步行桥位于梅溪湖上，该步行桥于2014年6月开工，全长183.95米， 相对高度20.425米，由直线形“散步道”和拱形“登山道”多段桥身交叉组成. 其设计灵感源于中国传统工艺形式一中国结，同时加入了西方数学家发现的莫比乌斯 环的结构特征，寓意梅溪湖地区不断突破发展，被评为“世界最性感建筑”， ☐月口日星期☐天气今 绿 金 数学八年级 7.曲面细分&极小曲面 现代的一些建筑师喜欢做曲面的建筑，为了降低成本，通常的做法往往是化曲为直，用种 类有限而数量巨大的多边形来拼合出外表皮，这是蕴含着极其复杂的算法的，算法通常是各大 曲面设计所的核心机密，算法好坏的一