文档介绍：蜂窝介绍蜂窝的建筑是大自然最奇妙的建筑之一,它不仅灵巧而且排列形状是那样的有规则,所有的蜂窝都是六角形。六角形的结构是一种自然法则, 凡是圆筒形的物体, 当受到压力时它的截面都是六角形; 同时六角形象三角形一样有稳定性,因而蜜蜂在建窝时为了使其更稳定,便建成六角形,能免于互相之间的挤压,比较稳定。更使人惊奇的是法国科学家马拉尔的发现, 马拉尔通过对蜂窝的多年研究, 发现所有蜂窝的钝角都是 109 ° 28′, 所有的锐角都是 70° 32′。后来瑞士数学家通过马拉尔的发现计算出蜂窝建成六角形时,消耗的材料最少。这不能不说是蜜蜂建筑的奇迹。有趣的是从蜂窝的正面看, 蜂窝是由正六边形组成的, 既然蜂窝是正六边形, 它的每一角都应是 120 °, 而事实上并非如此, 蜂窝并不是六棱柱形, 它的底部实际上是由三个菱形拼凑起来的,而不是纯粹的正六边形。近些年来, 人类对蜂窝的研究有了更进一步的发展, 并在生产和生活中得到进一步的应用。许多高层建筑都应用六角形的蜂窝形状, 不但节省材料而且坚固美观, 在飞机的制造过程中,人们为了节省材料,减轻飞机的自身重量,人们创造出一种新型的“蜂窝式夹层”结构的机型, 这种机型中间充满孔洞, 两端有两层金属板固定, 这样的结构比实心的强度要高几十倍或上百倍, 而重量只有实心的几分之一。蜂窝式结构对人类认识世界改造世界非常重要。六角形所排列而成的结构叫做蜂窝结构。因这种结构非常坚固,故被应用于飞机的羽翼以及人造卫星的机壁。蜂巢内外面的巢穴(叫做巢房)刚好一半相互错开, 相互组合六角形的边交叉的点是内侧六角形的中心。这是为了提高强度,防止巢房底破裂。另外,从剖面图可知,两面的巢房方向都是朝上的。蜂巢是严格的六角柱形体。它的一端是六角形开口,另一端则是封闭的六角棱锥体的底, 由三个相同的菱形组成。 18 世纪初,法国学者马拉尔奇曾经专门测量过大量蜂巢的尺寸,令他感到十分惊讶的是,这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝角都是 109 ° 28 ′,所有的锐角都是 70 ° 32 ′。后来经过法国数学家克尼格和苏格兰数学家马克洛林从理论上的计算,如果要消耗最少的材料,制成最大的菱形容器正是这个角度。从这个意义上说,蜜蜂称得上是“天才的数学家兼设计师”。蜂窝为什么总是六边形?! 因为六边形的蜂房可以用最少的建筑材料获得最大的使用空间蜂窝是一座十分精密的建筑工程。蜜蜂建巢时,青壮年工蜂负责分泌片状新鲜蜂蜡,每片只有针头大小。而另一些工蜂则负责将这些蜂蜡仔细摆放到一定的位置,以形成竖直六面柱体。每一面蜂蜡隔墙厚度不到 ,误差只有 0. 002 毫米。 6面隔墙宽度完全相同,墙之间的角度正好 120 度,形成一个完美的几何图形。人们一直疑问,蜜蜂为什么不让其巢室呈三角形、正方形或其他形状呢?隔墙为什么呈平面,而不是呈曲面呢? 虽然蜂窝是一个三维体建筑,但每一个蜂巢都是六面柱体,而蜂蜡墙的总面积仅与蜂巢的截面有关。由此引出一个数学问题,即寻找面积最大、周长最小的平面图形。 1943 年,匈牙利数学家陶斯巧妙地证明,在所有首尾相连的正多边形中,正六边形的周长是最小的。但如果多边形的边是曲线时,会发生什么情况呢?陶斯认为,正六边形与其他任何形状的图形相比,它的周长最小,但他不能证明这一点。而黑尔在考虑了周边是曲线时,无论是曲线向外突,还是向内凹,都