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数学是一门基础学科,其重要的地位不仅体现在中考、高考的分数比例上,还体现在社会生活的方方面面.
一、圆的神奇――生活走不出的圆
从锅碗瓢盆到桌椅灯扇,从达芬奇画蛋到马路上飞滚的车轮,从小小的乒乓球到高尔夫球、篮球,有谁的生活可以离得了这些圆家伙?谓予不信,再看以下实例.
1.井盖的奥妙.马路上的排水井、管道井的井盖一般是圆的,设计师为什么把它设计成圆的呢?试想,若把它设计成方（矩）形的,则井盖就容易沿井口对角线方向掉下去,若设计成三角形,则井盖也容易以三角形井盖的高平行于地面的姿势沿三角形井口的某一边掉下去,很不安全.首先,圆形井盖安放在直径小于盖的支座环上,无论怎么移动都掉不下去,是最安全的设计.其次,井盖要有足够的承受压力的能力以承托汽车的行驶,因此一般采用钢铁或陶纤制品；同时,重量大的圆形井盖比其他形状的滚动起来方便.第三,圆形井盖井筒与人体结构相似,便于人进入井内.
2.“鸟巢”的数学之谜.一般的鸟用树枝、草棒和泥筑球形的巢,其门口背朝向年度最大频率风的方向,既避风遮雨,又通光透气,舒适又安全.北京奥运会主场馆“鸟巢”的中方总设计师李兴钢说：“建一个体育场,运动员在赛场进行竞技,观众在看台捧场,我们设计的看台是碗形的,赛场在碗底.然后给看台加一个外罩,我们找到了一种编织式的结构,像自行车辐条的编织,48根大梁沿着中间的开口相切,一下下向后编织起来.”结果出来了,竟酷似鸟巢.
3.北京天文馆的半球形顶盖.其高25m,壳面厚6cm,结构自重200kg每平方米,在建筑设计上属于壳体结构,它主要承受曲面内的轴向压力,弯距很小,受力合理,材料的强度能得到充分发挥,适用于大跨度的屋盖.北京火车站大厅就是35m×35m的双曲面扁壳屋面,壳厚8cm,宽敞明亮,宏伟大气.
建筑设计艺术上为什么有这么多的圆形设计呢?原来奥妙在于体形系数,即“建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值“,它反映了一栋建筑体形的复杂程度和围护结构散热面积的多少,体型系数越大,其围护结构散热面积就越大,因此它是居住建筑节能设计的一个重要指标.圆（球）形建筑的体形系数最小.
二、筒的奥妙――居住向高空延伸的良好方式
为节约土地,各地政府相继出台政策,限定新建楼房的最底层数,楼越盖越高,但对高层建筑抵抗水平荷载（如风力）的要求也愈来愈大,建筑师们一直在探索更适合高层建筑的结构形式.筒体结构便是抵抗水平荷载的有效结构体系,可建30～50层的楼房；多个筒结合在一起就具有更大的抵抗水平荷载能力,这就是多筒结构.如美国芝加哥西尔斯大楼就是9个筒结合在一起的多筒结构建筑,高442m；济南历城区的恒大名都有25幢35层的高楼,也是多筒结构建筑.
具有良好抗水平荷载能力的结构还有（椭）圆筒结构和正多边形筒结构,如济南历城区的东岸嘉苑有4幢椭圆形的30层高楼,在棱角分明的楼群中显得圆润流畅,风景别致.
三、三角形、拱形――人类征服跨度的脚步
1.三角形、四角锥使人类筑就大跨度房屋.由杆件组成的三角形单元构成的结构体系叫桁架,单层房屋的屋架、公园里的花架、连廊等常选用桁架,它有三角形、拱形、矩形等形式.
拱形结构是一种有推力的结构,其主要内力为轴向压力,受力合理,在建筑和桥梁中广泛应用.法国巴黎国家工业与技术展览中心就是跨度206米的拱式结构,是当今世界的大跨度建筑之一.
由许多小杆件按一定规律组成的网状结构称网架,属于高次超静定空间结构,既受力合理又节省材料,整体性好,刚度大,抗震性能强,适合工业化生产,其中四角锥体系受力更为合理.
悬索结构又是一种理想的大跨度结构形式,在桥梁和房屋中被广泛应用,目前悬索屋盖跨度达160m.悬索的拉力取决于跨中的垂度,垂度越小拉力越大.北京工人体育馆为圆形的悬索结构,可容纳1.5万名观众,比赛大厅直径达94米.
2.“拱”“悬索”助人类飞渡江河.古时候过河一般由艄公划船来摆渡,后来就有了桥,拱桥、梁桥、浮桥和索桥.
悬索桥又名吊桥,是以通过索塔悬挂并锚固于两岸的缆索作为上部主要承重构件的桥梁.
主跨452m的广东汕头海湾大桥被誉为中国第一座大跨度现代悬索桥,其主跨位居预应力混凝土加劲悬索桥世界第一；西陵长江大桥,主跨900m,是国内自主设计的第一座全焊接钢箱加劲梁悬索桥；江苏江阴长江大桥,主跨为1385m的钢箱加劲悬索桥,是目前列为世界第五的大跨径悬索桥；江苏润扬长江公路大桥南汊大桥,主跨为1490m,为世界第三的大跨径悬索桥；舟山西堠门跨海大桥,主跨1650m,位居世界第二.