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这个使用了e的函数“y=ex”称为指数函数。在表达咖啡温度变化的算式中,将y换成T,量ex换成65×e-0.5t就得到了另一个指数函数。
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像这样用指数函数来表达自然现象和社会现象等的关系可谓非常常见,如细菌的增殖、细胞的分裂、复利的本金与利息合计等。
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为什么咖啡温度的变化会以这样的函数呈现呢?将这个理由简单地解释一下。
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算式让我们知道的是温度下降的瞬间,咖啡的温度和室温(外面的空气)的温度差的比例。
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比如,我们可以分为冬季(气温10℃)环境和夏季(气温35℃)环境。
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冬季:10+(90-10)×e-0.5t=10+80×e-0.5t
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夏季:35+(90-35)×e-0.5t=35+55×e-0.5t
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五分钟后(t=5)将数值加以比较,冬天约为16.6℃,夏天约为39.5℃。
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也就是说,即使是同样温度的咖啡,当其与气温的温度差很大时,温度就会渐渐下降,温度差较小时,咖啡“不会很快变冷,还可以尽情享受美味”。
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欧拉将自然现象算式化
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“水要变凉了,快去洗澡。”
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我小时候常听妈妈这么说,其实这就是前面叙述的问题。煮沸的洗澡水转眼就会变凉,这是妈妈从经验中得知的。
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我不知道刚才出现的定数e的符号是怎样来的,不过这跟发现它的数学家莱昂哈德·欧拉(Euler)名字的首字母相同。将自然现象背后隐藏的数学理论进行完美解读,并将它们转化为眼前的数字,欧拉一定感觉到特别惊讶。
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怀着对自然最大的敬意及对完成工作的荣誉感,欧拉可能为其冠上了自己名字的首字母“e”。
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数学真好玩 有点不可思议的拓扑几何学
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从拓扑几何学拓展开来的一门学问
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拓扑学是研究图形和空间性质的几何学,其中也包括“注重物体之间联系方法”的新领域“拓扑几何学”。
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所谓“注重物体之间的联系方法”,就是说看待一个图形时,其连接的线可以伸缩,也可以弯折。
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如果这样想的话,那么下图中的三角形、正方形和圆形都可以看作同样的东西,多么不可思议啊。
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全部相同?!
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拓扑几何学的思维方式并不是要将图形的形状和位置作为“固定的条件”抓住不放,另外,它现在已然成为某些新领域孕育的根基。这里为大家介绍几个理论。
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一个是“扭结理论”。“扭结理论”是研究如何用数学手段来表达一根绳子结成一个圈后的绳结的学问。
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