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蜂巢是什么形状,为什么蜂巢是呈现六边形
古希腊哲学家帕珀斯认为蜜蜂们被赋予了“某种几何方面的先见之明”,认为蜜蜂就是数学天才,它们之所以偏爱六边形是因为明白六边形的几何魅力。
我们都知道,蜂巢是蜜蜂休息和储存蜂蜜的地方。蜂巢就是蜜蜂的“家”,所以它们对于“家”的建设是非常严谨的,呈现的六边形也非常具有意义的。
首先,六边形很容易并排堆放,不会影响整个结构的几何形状。
这意味着许多蜜蜂可以同时在蜂巢里工作,而且可以高效的完成这个过程。
其次,六边形紧密而整齐地排列在一起,空间的浪费最小,利用率最高。
【为什么蜂巢是呈现六边形,暗含数学原理】
首先我们通过一道数学问题来解决蜂巢问题。如果有ABCD四座城市刚好分布在正方形的四个角处,而且这个四边形的边长为一百千米。
现在因为城市发展的需要,需要在ABCD四个城市之间修建公路,通过公路将这四座城市连接起来,由于资金较为短缺,需要以最优的设计,所以低廉的价格修建这条公路,这就需要做出连接ABCD四座城市,最短路程的方案。
第一种方案是最简单的方案,我们肯定是按照最简单的思维方式,将ABCD四个点连接上,也就是按照四边形的边长修筑公路,这样这条公路的路程为400km。虽然这种方案非常简单,但是它不是最优方案。
第二种方案是按照Z字形修筑公路,按照这种方案,公路的路程为341.1km,这样就比第一种方案短了五十多公里。但是科学家们并没有停止对它的研究,于是出现了第三种方案。
第三种方案是按照H型修筑公路,这种方案的公路路程为300km。那是否还会有更优的方案来缩短公路路程呢?答案是肯定的。
经过科学家们的不断讨论,又研究出了X型方案,这个方案公路路程仅仅需要282.8km, X型方案比H型方案又短了二十多公里。
通过科学家们的不断计算,连接这四座城市最优的方案就是正六边体。因为按照正六边体的方式修筑公路,公路的距离仅仅为273.205km,相信看到这里大家都已经清楚了,蜜蜂在修筑巢穴时将巢穴修建为正六面体的原因。
因为正六面体是蜜蜂在修筑巢穴时,连接各个不同节点时最节省材料也最节省时间的最优选择,所以蜜蜂绝对可以称得上是自然界中非常聪明的数学家。
其实在公元前三世纪,古希腊的数学家就通过研究蜜蜂的蜂巢得出了正六边体这种最经济的形状。后来在世界各国铺设无线电时,人们同样受到了蜜蜂蜂巢的启发,通过正六面体来扩大无线信号的覆盖范围。
以上就是蜂巢是什么形状的内容,希望对大家有所帮助大家。