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        昆蟲(chóng)愛(ài)數(shù)學(xué)

        2019-10-09 03:44:24小櫻桃
        關(guān)鍵詞:質(zhì)數(shù)蟋蟀天敵

        小櫻桃

        啦啦啦,啦啦啦,我是播報(bào)的小行家,一邊走一邊報(bào)。今天的熱點(diǎn)真正好,快來(lái)組隊(duì)看報(bào)道。

        不管是萬(wàn)物復(fù)蘇的春天,還是驕陽(yáng)似火的夏天,我們都會(huì)看見(jiàn)一些昆蟲(chóng)的身影。不停歌唱的蟬,用它的鳴叫聲讓夏日更加喧鬧。當(dāng)夜幕降臨時(shí),星星調(diào)皮地眨著眼,蟋蟀也忍不住發(fā)出陣陣聲響。讓我們意想不到的是,這些身軀嬌小的昆蟲(chóng)們竟然也懂?dāng)?shù)學(xué)。

        懂質(zhì)數(shù)的蟬

        在北美洲的森林里有這樣一類蟬,它們每隔17年就會(huì)破土而出一次,并開(kāi)始繁衍后代。產(chǎn)卵后的蟬在幾星期后便會(huì)結(jié)束生命,所以這類蟬的壽命基本是17年。產(chǎn)下的這些卵變成若蟲(chóng)后會(huì)鉆進(jìn)土壤里,繼續(xù)存活到第17年,再開(kāi)始新一輪的繁衍。

        這類蟬的壽命為什么是17年呢?人們猜測(cè),也許在這片森林里存在著這類蟬的天敵,天敵出現(xiàn)的時(shí)間對(duì)應(yīng)著這類蟬破土而出的時(shí)間,從而導(dǎo)致大量的蟬被捕食。久而久之,為了后代的繁衍與安全,這類蟬逐漸進(jìn)化為每17年繁衍一次。

        我們知道17是一個(gè)質(zhì)數(shù)(除了1和它本身外沒(méi)有其他因數(shù)),如果這類蟬與天敵在某一年相遇了,那么它們?cè)俅蜗嘤鼍鸵?jīng)過(guò)17年、34年、51年……但事實(shí)上,這類蟬的天敵的壽命,幾乎沒(méi)有超過(guò)17年的。

        感知溫度的蟋蟀

        蟋蟀一般是靠摩擦翅膀發(fā)聲的,其聲音的響度一般在60分貝以下。據(jù)說(shuō)蟋蟀的鳴叫次數(shù)與氣溫有著很大的關(guān)系。如果你想大致了解室外的氣溫,不妨聽(tīng)一聽(tīng)蟋蟀發(fā)出的聲音吧!

        曾經(jīng)有位物理學(xué)家根據(jù)氣溫和蟋蟀的發(fā)聲次數(shù),得到了這樣一個(gè)關(guān)系式:氣溫≈10+(x-40)÷7,x代表蟋蟀每分鐘的發(fā)聲次數(shù)。

        如果窗外的蟋蟀每分鐘發(fā)聲100次,那么室外的氣溫約為10+(100-40)÷7≈18.6℃。一般當(dāng)氣溫在7~32℃時(shí),這個(gè)公式才會(huì)成立。由于氣溫會(huì)對(duì)蟋蟀發(fā)聲的頻率有影響,過(guò)低或過(guò)高的氣溫,都會(huì)導(dǎo)致蟋蟀每分鐘的發(fā)聲次數(shù)大幅度減少或增加,從而使計(jì)算結(jié)果存在一定誤差。

        擅長(zhǎng)分配的螞蟻

        螞蟻一直是我們心中勤勞的“搬運(yùn)工”,它們整日奔波忙碌,就算搬動(dòng)比自己身形大幾倍的食物,也完全不在話下。或許是生存需要,螞蟻們練就了一身超凡的數(shù)學(xué)本領(lǐng)。

        曾經(jīng)有一位科學(xué)家做過(guò)這么一個(gè)實(shí)驗(yàn):他把一只蚱蜢按照4∶2∶1分成三塊,然后將若干只螞蟻放到旁邊。當(dāng)螞蟻發(fā)現(xiàn)這三塊食物后,科學(xué)家便開(kāi)始仔細(xì)觀察,他發(fā)現(xiàn)在三塊大小不同的食物旁邊,聚集的螞蟻的數(shù)量比恰好也是4∶2∶1。

        螞蟻似乎很擅長(zhǎng)這種分配,它們會(huì)根據(jù)要搬運(yùn)的物體體積或面積的大小,來(lái)分配所需的“搬運(yùn)工”的數(shù)量。物體的體積比或面積比,與對(duì)應(yīng)分配的螞蟻數(shù)量比近乎一致,實(shí)在令人贊嘆。

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