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生活中的抛物线

(2013-09-07 13:35:38)
标签:

性质

立方体

炮弹

光束

光线

教育

分类: 数学故事
    我们在日常生活中随处都可以看到抛物线的影子,只要稍微留心,便会发现抛物线在军事、航空、建筑、工业上的运用更是比比皆是。
    抛物线是古希腊数学家梅内克缪斯(约公元前375至前325年)在试图解决用尺规作出体积为给定立方体两倍的立方体时发现的。梅内克缪斯曾经当过亚历山大的老师,亚历山大问梅内克缪斯,是否可以专门为他把几何搞得简单一些,梅内克缪斯则说:“在陛下的国家里有老百姓走的小路,也有国王您走的大道,然而在几何里却只有一条路。”
    多少世纪以来,人类已经发现了有关抛物线的一些新用途。
    在电视上看军事节目时,常常可以看到雷达。有人会问:雷达的表现是球面吗?其实雷达的表面不是球面而是抛物面。那什么是抛物面呢?简单地说,抛物面就是把一条抛物线绕着它的对称轴旋转一周而得到的几何面。又有人会问:为什么雷达要做成抛物面而不做成其他形状呢?这是因为抛物面可以把远处射来的光或电波聚集在焦点处,或从焦点发出信号让很远处的人都能收到。
    再举一个我们身边的例子。如果留心你会发现,汽车前灯后面的反射镜呈抛物线形状,事实上,它们也是抛物面,明亮的光束是由位于抛物线反射镜焦点上的光源产生的,因此光线沿着与抛物线的对称轴平行的方向射出,当光变暗时,光源改变了位置,它不在焦点上,结果光线的行进不与轴平行。例如近光只向上下射出,向上射出的光被屏蔽,所以只剩向下射出的近光射到比远光所射的距离短的地方,汽车就是这样利用抛物线原理改变前灯的路程的。
    同样的道理,凡是抛射到空中的物体,在下降的时候都受到自身重力的作用,换句话说,它们都是呈现抛物线的方式下落的,在战场上,发射的炮弹就是以抛物线方向落到敌人阵地的,于是计算弹道轨迹变成了非常重要的工作。因为弹道计算的准确与否,直接影响到准确率,从而直接影响到战争的胜利与否,根据炮的性质,可以计算出炮弹的弹道轨迹,只要知道和敌人的距离,就可以通过弹道轨迹的方程,计算出发射炮弹的角度了。
    除了这些之外,投篮时你看到篮球离开双手移向篮筐时划出的一道道优美的曲线,你是否意识到那就是一条条抛物线呢?想要在投篮准确度上有所提高,那就要好好研究一下投篮的抛物线,在数学上可以建立一个数学模型来分析一下你的最佳出手角度。当然,并不是说按照理论上的出手角度出球时你就可以百分之百的投进球了,毕竟投篮还有很多其他因素,比如出手偏离程度、空气阻力、人为干扰等影响都可能导致你投篮失败,那就需要你不断练习,以丰富的经验来完成每个投篮动作,加上理论的指导,你一定能在篮球上有一个很大提高,抛物线在体育上的运用是不胜枚举的,除了篮球还有铅球、标枪等,凡是投掷的运动,都离不开抛物线。

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