蜂窩猜想教案

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加拿大科學記者德富林在《環球郵報》上撰文稱,經過1600年努力,數學家終于證明蜜蜂是世界上工作效率最高的建筑者。

四世紀古希臘數學家佩波斯提出,蜂窩的優美形狀,是自然界最有效勞動的代表。他猜想,人們所見到的、截面呈六邊形的蜂窩,是蜜蜂采用最少量的蜂蠟建造成的。他的這一猜想稱為"蜂窩猜想",但這一猜想一直沒有人能證明。

美密執安大學數學家黑爾宣稱,他已破解這一猜想。蜂窩是一座十分精密的建筑工程。蜜蜂建巢時,青壯年工蜂負責分泌片狀新鮮蜂蠟,每片只有針頭大校而另一些工蜂則負責將這些蜂蠟仔細擺放到一定的位置,以形成豎直六面柱體。每一面蜂蠟隔墻厚度及誤差都非常小。6面隔墻寬度完全相同,墻之間的角度正好120度,形成一個完美的幾何圖形。人們一直疑問,蜜蜂為什么不讓其巢室呈三角形、正方形或其他形狀呢?隔墻為什么呈平面,而不是呈曲面呢?雖然蜂窩是一個三維體建筑,但每一個蜂巢都是六面柱體,而蜂蠟墻的總面積僅與蜂巢的截面有關。由此引出一個數學問題,即尋找面積最大、周長最小的平面圖形。

1943年,匈牙利數學家陶斯巧妙地證明,在所有首尾相連的正多邊形中,正多邊形的周長是最小的。1943年,匈牙利數學家陶斯巧妙地證明,在所有首尾相連的正多邊形中,正多邊形的周長是最小的。但如果多邊形的邊是曲線時,會發生什么情況呢?陶斯認為,正六邊形與其他任何形狀的圖形相比,它的周長最小,但他不能證明這一點。而黑爾在考慮了周邊是曲線時,無論是曲線向外突,還是向內凹,都證明了由許多正六邊形組成的圖形周長最校他已將19頁的證明過程放在因特網上,許多專家都已看到了這一證明,認為黑爾的證明是正確的。