著名數(shù)學家華羅庚說,宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之變、生物之謎、日用之繁,無處不用數(shù)學. 很多同學可能覺得日常生活中有理數(shù)用途很廣泛,而覺得學習了實數(shù)之后,生活中應用平方根和立方根的事例好像不常見. 那么下面我們一起來研究兩個有關實數(shù)的運用事例.
例1 我們知道親兄弟(孿生除外)的年齡在同一時刻里是不可能一樣的,換句話說兄弟的年齡不可能一樣. 但我們做時光旅行卻可以讓這件看似不可能的事情變成現(xiàn)實.
根據(jù)愛因斯坦的相對論,當?shù)孛嫔辖?jīng)過1秒時,宇宙飛船內(nèi)只經(jīng)過■秒,公式中c是指光速(30萬千米/秒),v是宇宙飛船的速度. 假定有一對親兄弟,哥哥17歲,弟弟15歲,哥哥乘著以光速的0.8倍的速度飛行的宇宙飛船作了5年(這個5年指地面上的5年)的宇宙時光旅行后回來了,此時兄弟倆的年齡竟變成一樣大小了. 你能用上述公式驗證一下這個看似不可能的結論嗎?
若以我們地面的時間來看,由于計時的標準一樣,他們的絕對年齡當然不會相同. 但根據(jù)愛因斯坦的相對論,當?shù)孛嫔辖?jīng)過1秒時,宇宙飛船內(nèi)只經(jīng)過■秒,也就是說相對時間是不一樣的. 我們只需把地面時間的5年換算成宇宙飛船內(nèi)的相對時間即可. 由于宇宙飛船的速度是光速的0.8倍,即v=0.8c,故■
=■=■=■=0.6. 所以,地面上經(jīng)過1秒相當于宇宙飛船內(nèi)只經(jīng)過0.6秒,則地面上經(jīng)過5年相當于宇宙飛船內(nèi)只經(jīng)過了3年,哥哥在宇宙飛船內(nèi)變成了20歲,弟弟在地面經(jīng)過5年變成了20歲,因此他們一樣大了.
例2 一養(yǎng)魚專業(yè)戶承包了一塊邊長為2 km的正方形魚塘,且魚塘四個頂點處剛好有四棵果樹,他想把魚塘面積增加一倍,并使擴大后的魚塘還是正方形,而且要使四棵樹剛好還在四條邊上. 你能幫他設計一個方案嗎?新的魚塘邊長是多少?
如圖1,用A、B、C、D代表四棵樹,連接正方形ABCD的對角線交于點E,則該魚塘被分成了四塊全等的等腰直角三角形. 要把魚塘面積增加一倍,只需再擴建與這四塊面積分別相等的地塊,可以把四個小三角形分別沿其斜邊對稱翻折出去. 如圖2,正方形E1E2E3E4就代表新的魚塘. 新的魚塘面積是原來的2倍,故面積為8 km2,邊長是■km.
所以,數(shù)學就在我們身邊,只有經(jīng)過細心的發(fā)現(xiàn)和火熱的思考,才能感受數(shù)學并不是只是冰冷的美麗.