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晶体——自然界的多面体
类别:数学天地 作者:

从古代起,多面体便出现在数学著作中,然而,它们的起源却是那样地古老,几乎可以与自然界自身的起源联系在一起。

晶体常常生长成多面体形状.例如,氯酸钠的晶体呈现为立方体和四面体的形状;铬矾晶体有着八面体的形状.令人迷惑不解的是,在一种海洋微生物放射虫类的骨骼结构中,居然也出现十二面体和二十面体的晶状体。

如果多面体是这样的,它的所有面都相等,而且这些面的角也全相等,那么这个多面体就称为正多面体.一个正多面体的所有面都一样,所有边都相等,而所有角也全都相等.多面体有着无数种类型,但正多面体却只有五种.正多面体也称柏拉图体,柏拉图约于公元前400年独立发现了它,后人为此予以命名.然而正多面体的存在,人们早在毕达哥拉斯之前就已知道.埃及人甚至把它们中的某些,用在蔚为壮观的建筑和其他物件中。

帕斯卡三角形

帕斯卡(Blaise Pascal,1623—1662)是法国著名的数学家.要不是由于宗教信仰,瘦弱的体质,以及无意单单为数学课题而耗尽全部精力,他本来可以成为一名伟大的数学家.帕斯卡的父亲担心他的孩子也像他自己那样嗜好数学①,而希望帕斯卡能在更宽阔的教育背景下发展,所以起初劝导他不要学习数学,为的是能够使他引发起其他方面的兴趣.不料帕斯卡在12 岁小小年纪,便显露出几何方面的天赋,从而使他的数学志向在此后深受鼓舞.他才华横溢,16 岁时便写下了一篇关于圆锥曲线的论文,这使当时的数学家们倍感惊奇.在文章中帕斯卡陈述了后来为人所共知的帕斯卡定理: 一条圆锥曲线的内接六边形的三组对边的交点共线.18 岁时,帕斯卡发明了有史以来的第一台计算机.但就在这个时候,他遭受到病魔的侵扰.为此,他向上帝许愿,将停止自己的数学工作.此后三年,他写下了论述帕斯卡三角形及其性质的著作.公元1654年11月23 日夜,帕斯卡经历了一场宗教仪式.在仪式上他被要求献身于神学,并放弃数学和科学.此后,除一个短暂的时期外(1658—1659),帕斯卡不再从事数学研究。

一些表面上毫无相关的数学内容,实质上有着深刻的联系.斐波那契数列、牛顿二项展开式和帕斯卡三角形就是一个典型的例子.在这三者之间,存在着相互的联系.下图说明了它们之间的亲密关系: 沿着帕斯卡三角形斜向点划线的数累加,便产生斐波那契数列;帕斯卡三角形的每一行,则代表二项式(a+b)某个特定乘方展开式的系数。

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