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披薩西瓜怎麼切

圖(一)中,在半徑r的圓形披薩上選一個任意點P,過此點畫四條線將披薩切成八份,要求這四條線中,任兩相鄰的線必須夾45?,圖中四塊黃色披薩與四塊白色披薩的面積相等,這就是有名的披薩定理。 這是台灣師大數學系教授許志農在「龍騰數亦優」中所撰寫的,但其處理的手法涉及微積分,本文將以更初等的數學方法加以證明,並推廣出下列結果: 一、 在圖(二)中,半徑r的圓形披薩內任一點P,過此點畫四條直線,四塊黃色披薩的夾角皆為θ,四塊白色披薩的夾角皆為90?-θ,則四塊黃色披薩的面積為r2(2θ) 二、 在橢圓形披薩,正2n邊形的披薩及球體,我們亦有相似的結果 另一部份,我們將用組合的手法,證明並推廣一個古典問題:「一個西瓜切n刀最多可以切多少塊,其中有幾塊不含西瓜皮」。

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又長高了嗎?-毛細管傾斜前後液柱高度變化的討論

在高中教科書中,均介紹毛細管鉛直插入水中後水柱上升的高度公式為h=2γcosα/pgr。經實驗觀察,我們發現毛細管傾斜前後管內水柱高度會有改變,為了解水柱高度改變的原因,於是展開了研究。研究結果: 1.經與毛細管傾斜時的管內水柱總長作比較,發現水柱的增高與管壁潤濕程度有關。 2.傾斜時,因管壁正向力的支撐,可使管內水柱長增加,但水柱液面處表面張力的總拉抬力量沒有改變。 3.各出版社的教科書中,均指液體的表面張力為定值,因此我們原以為毛細管傾斜前後,因管壁潤濕使接觸角減小,而使毛細管傾斜回正後的水柱高度增加。但由我們的實驗結果分析,發現接觸角幾乎不變,因此改為考慮是表面張力或水的密度值的改變。 4.另外,我們有個意外收穫:在許多書籍、文獻或我們參考的歷屆科展研究報告中,大家均指將毛細管壁充分潤濕可使接觸角為0°,但由我們的實驗結果可發現,這是不可能的。

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「蜘」來「織「趣」-大姬蛛不規則網之拓撲探究

學校最常見的蜘蛛就是肩斑銀腹蛛、簷下姬鬼蛛及大姬蛛,肩斑銀腹蛛多棲息在植物上,簷下姬鬼蛛多棲息在欄杆上,而大姬蛛多棲息於陰暗處,有護卵行為。大姬蛛的網為不規則網,主要分為牽引絲、主網結構及次級結構。大姬蛛的網形分別為三角體、吊帶型及星型,主網形狀分為12種拓撲形狀,且大姬蛛網的牽引絲越長,網面積越大;立體主網面積越大,平面主網面積也越大;平面主網劃分角越大,區域內的牽引絲越少;短牽引絲的附著角度平均大於長牽引絲附著角度平均;具有支架的蜘蛛網,牽引絲數量與離地高度平均大於沒有支架的蛛網。仿生大姬蛛網吊帶型的振動幅度為0.06公分,三角體的振動幅度為0.02公分,顯示三角體面對風力的作用下,其結構較為穩固。不論是吊帶型及三角體仿生蛛網,其主網部分的振動幅度皆為最大,而連接點及牽引絲為蜘蛛網的周圍架構,其晃動幅度小。

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Stop the Spread of Desertification by Agar

The purpose of this research is to prevent the desertification by using my original “agar sheets”. The dry regions, in other words, the desert has already occupied about forty percent of the surface of the earth (Figure 1). In addition, it is said that land of seven million hectares turn into desert every year. However, we can reproduce the green-bosomed earth by using appropriate means, because this desertification originated in excessive farming, excessive pasturing, and deforestation caused by human beings. I learned “Cape Erimo’s Green Construction Method”, which has succeeded in planting trees in the coast of Japan by using seaweed, and this method led me to use the agar to prevent the desertification, which is a familiar Japanese food made from seaweed. I think that it is possible to prevent the desertification of any conditioned lands by using my original “agar sheets.”

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一個紙牌遊戲的策略問題

A、B兩方以一副牌面數字為1~m的m張牌進行遊戲,每方各持有其中n張牌,其中2n≦m。雙方每次各出一張牌,牌面數字大者獲勝,如此進行n回合的比賽稱為(m,n)-遊戲。若m>2n時,B方就不能根據自己手上的牌確認對手A方的牌,因此每一回合的勝負是隨機的。但若B方能知道A方的出牌邏輯,則B方是否有一個輸得比較少(即贏得比較多)的策略? 本文找出,犧牲多少牌是策略成本最小的? 進一步,我們推廣到:如果B方有K張最好牌(稱為K-優勢模型),應犧牲多少張牌是策略最小的? 而若出現A,B兩方牌面數字只相差1時(稱為和局模型,此時最佳策略也會有所不同: 令χ(m)=Cm-12n+Cm-32n+⋯+Cm+1-2[(m+1)/2]2n -∑j=0m-1 Cjn∙Cjn-1 μ*=min(1≤m≤n-K){m| χ(m)≥0} 則犧牲 n-μ^*張牌是最佳策略。 最後我們得到了n-μ^*的估計如下: √(n lnC)-1/2 ln C

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鹿角溪人工溼地-莫拉克大峽谷初探

鹿角溪人工溼地是一個為淨化生活汙水而改造河川高灘地所建立的仿自然汙水處理廠。在去年98年9月小小河川巡守隊活動時,我們發現了鄰近大漢溪畔的草澤區出現了一個大峽谷。 為了確實測量並描繪大峽谷的範圍,我們使用了行動式繪製法、方塊製圖法、穿越線調查法與制高點觀察法等方式來測量,持續改進測量的方式,終於初窺大峽谷的面貌。 大峽谷是怎麼形成的?我們實作草澤區模型進行各種試驗,發現水流緩急、水流是否停滯、停滯時間的長短、草澤區本身的土質與暴雨侵襲交互影響下,均會產生大峽谷的現象。另外還透過實地勘查,蒐集當時雨量紀錄與洩洪資訊,來推論大峽谷可能形成的原因。希望藉由此次的莫拉克大峽谷初探,能對人工溼地邊坡的維護有更進一步的了解,也讓民眾思索人與河流和諧共存之道。

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多邊形之心

兩點間的線段有一中點,三角形有一重心,那麼,多邊型是否也有一個類似三角形重心的心呢?這個觀念存在我心裹很久了,直到這個寒假,我才真正的找到了它,了解了它。

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喝茶?找碴?-單寧酸和茶的異想世界

大家都喜歡喝茶保健但是喝茶過濃會傷身,造成貧血,所以透過實驗來找出多喝茶是否完全沒壞處。本實驗主要以生綠茶液、各品牌茶飲料,利用硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵三種鐵化合物的鐵離子和茶葉中的單寧酸,化合產生沉澱物的方法,以沉澱物的多寡,來判斷茶葉含單寧酸的量。 經過一連串實驗發現,浸泡時間久或煮沸方式,增加單寧酸的溶出,妨礙鐵的吸收,但是加入酸性物質,會減少單寧酸和鐵離子產生的沉澱。市售茶飲料以純綠茶和純烏龍茶單寧酸含量比紅茶多,酸性紅茶單寧酸的量則大量減少。各處水源含鐵量的比較結果是地下水>自來水>井水>市售礦泉水>埔里泉水。多吃波菜不一定健康。

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讓紙尿布綠起來

若以每年三十萬嬰兒出生來計算,紙尿布一年的使用量高達上億片,再加上成人紙尿布及女性生理用品,為這些產品,目前每年要生產約九億公斤的聚丙烯酸。交錯連結成網狀的聚丙烯酸鏈具有強大的親水性,它可以吸收等於本身重量800 倍的蒸餾水,為了避免吸水之後不回滲,科學家們將此高分子物質製成小圓球,並將鹽巴包在其中,此高分子本身是一種半透膜,水易進不易出,同時內部鹽水濃度高於外面,也可以避免水份滲透出去。問題在於,這巨量極穩定物質,最後都被拋棄於垃圾掩埋場裡。這種拋棄式又不易被分解的消耗品,在環保替代品量產前,若能得以再利用,應能為地球的生態環境貢獻一份心力。本實驗利用切碎紙尿布當介質使綠豆發芽,證實紙尿布成份對植物生長應該沒有不好的影響;並驗證出將紙尿布切碎混入泥炭土中,能有效延長鐵線蕨及圓幣草之澆水時間間隔;最後找出最適合鐵線蕨與圓幣草的泥炭土尿布比,分別是3:1 及1:3。

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哪幾克的砝碼最重要

有一天,我看到國語日報的趣味數學欄裡,有一個問題:叫做「節約尺有獎徵答」,就是在一根沒有刻度的直尺上,畫上最少道刻度,使它量出 1 到最大的連續長度。這個遊戲使我聯想到:「用哪三個整數,本身或經過相加、相減,可排出由 1 到最大的連續整數?」,後來又想到金子店的老板,用天平秤金子時,盒子裡有很多很多的砝碼,那麼「怎樣用最少的砝碼,量出各種的重量呢?」於是我邀請同學,請爸爸、媽媽和老師指導我們做了下面的研究。

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兩共用重心三邊形轉換路徑的探討

當數學老師上到三角形重心的畫法及性質時,我突然想起牛頓科學雜誌中談及的宇宙起源大爆炸( BIG BANG )與黑洞( BLACK HOLE ),我想到在大爆炸之後造成數個星系,小如太陽系,大到比銀河系還大的星系,它們的結構特性都是有一重力中心,四周圍繞著眾多的星球,整個星系是平衡地旋轉著,又如黑洞,其中心點即為一重力中心,周圍的星球因受其力量吸引而越繞越近,最後被吸入中心點,若我們假設每顆星球的質量都相等,並以三顆星圍繞著一重力中心開始,我們想要探討原三顆星如何轉換位置而移動到新位置且保持不變的重力中心,他們的轉換路徑是否可以用數學模式加以顯示?以下即為我的探討。

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大風吹… … 吹什麼?

每次上學的途中,都會經過雄偉的世貿大樓,小妹總是大叫:我的裙子呀!而我,幸好長得夠壯,否則,在後座的我,恐怕也會被吹走。 我只是世貿大樓的過客,不知住在大樓旁的住戶,是否有“大風吹”的困擾。為此,我們相約到世貿大樓附近測量風力。風向變化的情形,也給媽媽一個良心的:風太大的時候,不要強行通過,可以繞道而行。這種風,只在特定區域才會大。

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