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高中組

由單目標非線性最佳化求解『鋼管訂購和運輸最佳化問題』

本文是籍由國中及高中所學的數學知識,來解決一些基本的線性規劃,進而來設計並解決一套複雜的工程問題,本研究透過一些電腦程式來協助我們計算相關的數學限制式,並且成功地算出若干結果,雖然電腦計算時有時算出的結果可能是非最佳的,但是在一般圖論問題及最佳化的NP-hard問題中,都存在此種現象,也就是在電腦演算中,可能會掉落到局部最佳解的問題,未來本研究將修改部分限制式,並結合遺傳基因或神經網路演算法來強化相關的限制式,企圖調整並設計出一套新的計算方法,使新方法可以應用到更複雜的加強型線路鋪設示意圖,及更多的工程科學計算問題。

橘子甜了

藉由撞擊各種水果所造成的糖度上升,以實驗證明並尋找使其糖度上升的導因:是因為水果自身乙烯釋放量上升;組織破壞造成微生物滋生;或者是氧化作用的緣故(澱粉分解、游離有機酸變固定有機酸);或者是果糖因搖動被甩出等種種因素使得水果變甜。

來人阿!把訊息傳出去

因要轉達消息至全班同學,而開始探討如何有效的將訊息傳達至每一位同學手中,利用圖論中樹的分析架構,轉化為實際的樹狀結構,並訂出最快的處理策略:整合+互補+傳達,找出在m個人中各自擁有一項不同的訊息,每一次對談人數為n個人,則最快讓此m個人擁有所有的訊息的次數為[m-n/n-1]+n+[m-n2/n-1],其中m≥n2 ,並以此思維架構化簡更為精簡圖形架構模型。

味偶獨尊-體味影響擇偶

本實驗隨機選取高中生10男10女進行關於性擇(sexalselection)實驗。首先,測試體味的偏好及嗅覺的穩定性。第二,利用變性梯度膠(DGGE)檢測個體體表菌相及個體間菌相組成的差異。第三,藉著人體唾液、淚液抑制細菌的能力來比較免疫的差異。最後與評分活動中,嗅覺、視覺(外貌、聲音、儀態)以及個人資料(血型、星座、未來目標等)的得分進行分析。驗證前人研究中嗅覺與免疫間(主要組織相容複合體MHC基因)差異的相關性,以及確認對高中生而言,決定喜歡與否的主要因素為何?結果顯示:1.嗅覺好惡不論男女都是穩定的。2.前人研究中用嗅覺喜歡免疫能力差異較遠的異性,進而使後代免疫多樣性增加的現象可能不存在。3.不論男性或女性,外表與對異性好惡程度有相關。

化腐朽為神奇,蔗是什麼,吸蔗麼牢固

本研究是以屏東當地農作物甘蔗,壓榨後剩餘的蔗渣,當作吸附劑。去除實驗室常做的電化電池實驗所留下之Cu2+、Pb2+離子等廢液,利用白蔗渣與紅蔗渣,經管柱層析實驗結果證實,紅蔗渣、白蔗渣都可去除,而以去除Cu2+效果較好。再將紅、白蔗渣表面磺化改質修飾,作陽離子交換劑使用,同樣地分別對於含有Cu2+、Pb2+離子的廢液,作管柱層析去除效果更顯著,但結果顯示以去除Cu2+離子效果較明顯。實驗顯示以蔗渣或蔗渣磺化作為吸附劑基材不僅可行,且可將重金屬離子固定化不會造成廢液污染擴散。重要的是蔗渣隨手可得成本低,將蔗渣充分利用,達到環保兼備,化腐朽為神奇,改變蔗渣只作肥料等用途;大大提高其附加價值,同時也了解到大自然的污染是因化學所造成,所以相對地也要以化學方法來處理這些污染。

彩衣、殘衣—釉色變因探討

為了送給學長姊禮物,我們踏入了釉藥的研究之路,因為受限於安全與設備,我們只能使用電窯燒製作品,因此皆為氧化燒成,過程中,我們初步發現排窯的方式有影響,於是我們的研究方法,包括棚板的放置方式、釉藥配方的調整、升溫曲線的規劃以及陶土的組合等等定量的做法,幾經嘗試,我們總算找到學校電窯溫度變化情況,並得以妥適調控,最後也得到許多可用的釉藥,包含黑色、白色、紅色、綠色、藍色、黃色以及結晶釉、均釉等色彩特別的釉,並進一步將單一釉藥互相搭配使用,也得到不錯的成品,目前繼續努力的目標是希望能用電窯燒出更具有溫潤效果的釉藥,以及更好的燒製方法,讓釉藥呈現更多色彩的變化。

移動式斜板廢水處理器

台灣地處亞洲大陸東側的新摺區上,為一海島,本島地形狹長,河流短促,降水不易收集,而大部分之雨水直接排放海洋,又由於台灣森林源區的濫墾濫伐,造成水土保持不良,而人們對於水資源不珍惜等原因,使得台灣地區水資源缺乏,水源得之不易的情況日益嚴重,目前的解決途徑有:(一)開發新的水資源。(二)有效的應用水資源。但因台灣地區地形及氣候之影響,使得各界即使投入了大量的人力,經費卻無法有效的開發新水源,致事倍功半之效果,故朝積極有效的應用水資源之方面發展。 經比較後,我們發現目前坊間運用之設備不符經濟效應。例如:迪化污水處理廠的一期工程,又例如養豬廠的污水處理系統;雖符合高效率低花費的原則,但卻有:(一)不能有效地分離污染物。(二)不能大量處理。(三)處理速率過慢等缺點。有鑑於,我們將養豬場的系統加以重新改良,而研發出斜板廢水處理器,以補足此套系有此統的缺失,進而提供更有效的污水處理方式。

調和變換之研討與運用

反演變換,又名圓對稱,在幾何變換的領域佔有重要的地位。為許多難解的問題提供了新的解法與看法。在一次偶然的機會,我看到八十四年一位學長的作品「圓-也有春天-圓對稱的應用與推廣」中,有關圓對稱的各種應用,以及他自己定義的一種變換-「圓平均變換」,可以用來作三等分角等的應用。讓我深深體會到幾何變換的魅力所在。於是我也定義了「圓調和變換」,並用GSP模擬了許多圖,得到一些有趣的曲線,開始了對此變換的研究。 \r \r

探討中國與台灣北部七星鱧(Channaasiatica)的遺傳多樣性

本次科展以粒線體細胞色素b基因作為分子遺傳標誌,試圖探討中國大陸與臺灣北部地區七星鱧(Channaasiatica)的遺傳多樣性。來自北臺灣三處七星鱧族群的12條cytob序列可歸納出2個新紀錄單型(Cas01和Cas02)。以鄰聚法重建的七星鱧親緣關係樹,支持將臺灣和中國大陸的3個單型區分成兩群演化系群,分別是台灣北部的NT系群和中國廣東省的CG系群。兩系群間的平均遺傳距離為4.61%,仍屬於種內的遺傳變異。臺灣北部深澳坑和瑞芳鎮採集的黃褐色七星鱧皆屬於Cas01,而貢寮鄉採集的墨綠色七星鱧皆屬於Cas02。兩單型在1141個鹼基位址中只有1個變異位址,位在第55個鹼基位址。臺灣北部三處七星鱧族群內均無任何遺傳多樣性(h=0,π=0),而存在於族群間的遺傳多樣性也是偏低(Dxy=0.000587)。

亨利在手知多少

1.本校園遊會時,我們參加喝汽水比賽,賽後不斷地打嗝。對此狀況很好奇,因此引發想探討的動機。 2.由食鹽加入沙士中會使氣體逸出,因而想了解溶質與氣體溶解度之關係。 3.對於課本所介紹亨利定律的內容不是相當詳盡,想要更進一步的了解壓力與溶解之關係,並探討亨利定律常數 k ,及其變因。 4.屏東地區河水污染嚴重,時有所聞,因而想建立簡易,迅速的方法測量水質污染程度,進而使大眾能有憂患意識,提高環保概念。