用初三的知识写一篇400字的论文。
一位数学家曾经说过,圆形是最完美的形状。在日常生活中,有很多地方用到圆:汽车、火车的轮子是圆的,我们搬运重物时可以把物体放在圆柱体或圆管上。有没有其他形状可以代替圆?在不断的探索和进一步探索的失败中,我逐渐发现了一个与圆有着许多相似功能的图形——“等宽曲线”。并且在这次探索数学的旅程中,体会到了探索数学奥秘的不易,感受到了探索成功的喜悦。
首先,这个问题:
街上车水马龙,车来车往,每辆车的轮子都是圆的;当我们移动重物时,我们会把物体放在圆柱体或圆管上。看到这些,我很疑惑:为什么都是圆形而不是其他形状?
这个问题困扰我很久了。直到这学期我们在学“圆”的时候,老师在课件里给我们演示了三角轮和方轮的可笑性能,我才意识到,如果把轮子做成一个圆,轮轴到地面的距离永远等于轮子的半径。这使得车轮很容易在地面上滚动。如果这个车轮是方形的,三角形的,轮辋到车轮中心的距离不等,那么这种车走起来肯定会上下颠簸,抖得很厉害。所以轮子都是圆的,搬东西的时候也会选择下面的圆管垫。
但我还是在想:真的只有圆吗?有没有其他形状可以代替圆?
二、思考与探索:
趁着周末,我找了一辆玩具车,一块泡沫板,一把小刀等等,开始了我的探索之旅。
1,第一次探索:增加边数。
我注意到课件中的方轮虽然坑坑洼洼,但比三角轮光滑多了,于是我想:如果把轮子做成正六边形,是不是会更稳?
于是,我做了四个正六边形的轮子试了试,顺畅了很多。我不禁激动起来:只要我们多做点棱,不就更稳了吗?我开始在脑子里幻想“轮子的数量越来越多,车越来越稳”,但仔细一想就觉得不对劲:边的数量越来越多,不就是逐渐变成一个圆吗?这和我从《圆的面积》中学到的“圆的份数越多,图形越接近平行四边形”是一样的,应该就是老师说的“极限”。
想到这,我有点郁闷:这个方法行不通。
2.第二次探索:圈子的模仿秀。
如果一个计划失败,将重新生成一个计划。我又想:轮子之所以是圆的,是因为中心到周围的距离是一样的。三角形和正方形的轮子会颠簸,因为从中心到边缘的距离比从顶点到边缘的距离短。如果我们增加从中心到边缘的距离,使它们的长度相同不就可以了吗?
考虑到这一点,我画了一个正三角形,找到它的中心(三条中线的交点),以它为中心,以中心到顶点的长度为半径,画了三个圆弧。心里暗暗得意,这样的距离不就等于?但我一看,不禁傻眼了:就是一个圆啊!我没有放弃,就画了一个正方形,找到圆心,画了四个圆弧。结果还是一个圈。
这条路好像被堵住了。
3.第三次探索:改变圆心。
第二次的失败让我意识到,你不能把原来的中心作为圆心,因为这样会把它变成一个圆。那么圆心在哪里比较合适呢?看着眼前的图形,一个想法油然而生:用顶点做圆心怎么样?
开始,我先画了一个正三角形,然后以它的三个顶点为圆心,边长为半径,做了三个圆弧。于是一个奇怪的家伙诞生了。
我迫不及待地制作了四个这样的轮子,但实验结果粉碎了我的全部希望:这些轮子比三角形、正方形、正六边形等要光滑得多。,但还是上下波动,没能达到圆形轮子的效果。
4、爸爸的奇怪想法:
连续的失败让我非常沮丧。我心灰意冷的坐在那里,一种山穷水尽的感觉涌上心头:也许只有圆才能做轮子。
父亲注意到我沮丧的表情,走过来问我。我尽力把我的疑惑和几次尝试告诉他,希望父亲能给我一个思路。爸爸一边听,一边饶有兴趣地看着我的“杰作”。过了好一会儿,他才说:“你们的想法都很好。失败了也没关系,工作很有意思。”他指着我最后做出来的怪家伙说:“你试试在上面放块木板。注意:直接放在车轮上,不要放在轴上。”
“什么?直接上轮?”我简直不敢相信自己的耳朵。“这是一个奇怪的想法。”虽然很疑惑,但我相信父亲不会无缘无故这么说,于是我照做了。我写完之后,把它往前推了推。奇怪!车瘪了!车子很平稳!像圆轮子一样光滑!
我跳起来,惊讶地看着父亲,希望他能给我一个答案。爸爸看着我目瞪口呆的表情,笑着说:“你小子不简单。你“创造”的这个东西叫做等距曲线。有兴趣可以去网上找相关资料。”
三、答案和新疑点:
我迫不及待地在网上查找信息。在网上找到了等宽曲线的解释:“等宽曲线是指非圆等宽曲线,相对于“支撑线”有固定距离的闭合曲线。等宽曲线车轮水平滚动时,显示最高点高度不变。”确实如此。只有当它滚动时,最高点保持不变,汽车才能像刚才一样保持稳定。
更让我惊讶的是,等宽的曲线也可以当轮子用!以下是我在网上看到的文章和图片:
操作:按下启动按钮,观察等宽曲线车轮汽车的运行状态。
原理:车轮不一定要圆的,形状类似于等宽曲线车轮的“三角形”,也能使汽车行驶平稳。如果两条平行线与一条宽度相同的曲线相切,那么无论你瞄准哪里,两条平行线之间的距离都是相等的。所以等宽曲线的车轮水平滚动时,说明最高点的高度不变。
通过这个展品的演示,我们可以生动地揭示等距曲线的奇妙特征及其与圆的内在关系,使观众突破常规的思维方式。
几经周折,终于找到了圆而不是图形——“等宽曲线”,这让我很开心。在这次数学探索之旅中,我不仅体会到了探索数学奥秘的艰难,也感受到了探索成功的喜悦。这种感觉就像数学家陈生生爷爷说的:数学真好玩!
带着喜悦,一个新的疑问慢慢浮现:这辆车的车轴显然不可能在正中央,那么它在哪里呢?