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第三名

迷途知返

首先,我們從研究關於邊長比為1:2 的圖形開始,因為剛起步沒有頭緒,也無從下手,於是我們展現人類本能『土法煉鋼』,搬出圓規、直尺等一堆工具,徒手繪圖(慢慢畫的方法實在有夠遜!!),以小正三角形或正方形,甚至是正多邊形去繞大正方形和其他正多邊形內部周圍,一開始很順利,但是當n 愈來愈大的時候,困擾就產生了;因此激發了我們人類潛能,改以「自轉」、「公轉」方法,並試著研究正N 邊形旋轉正M 邊形( M > N ),導出公式。最後,加上p 的改變,挫折越滾越多,正處於百思不解、困阨之際,所謂:「山不轉路轉,路不轉,路不轉人轉。」,惟有發揮人類極致的?性,再以「機率分配、樹狀圖」的觀念加持,當能迎刃而解,找出圈數與軌跡長度之規律,再逐步推廣到邊長比為1:P。

二維及三維不完整堆垛方法數之研究

從堆垛金字塔發想,定義了「不完整堆垛」。 一、底列個數n之二維不完整堆疊方法數P(n)=1/√5[(1+√5/2)2n-1-(1-√5/2)2n-1] 且P(n)=3·P(n-1)-P(n-2),其中P(1)=1, P(2)=2。 二、以邊長n之正三角形為底的三維不完整堆垛,方法數T(n)=4T(n-1)-2T(n-2)+T(n-3), 其中T(1)=1, T(2)=2, T(3)=7恰與以正方形為底相同。 三、以邊長n之正六邊形為底的三維不完整堆垛,方法數H(n)=9H(n-1)+3H(n-2)+H(n-3), 其中H(1)=1, H(2)=7, H(3)=67。 四、正三角形與正六邊形的凹洞數有6倍關係,影響方法數。 五、T(n), S(n), H(n)是新發現的數列。 六、本研究討論正三角形、正方形、正六邊形為底。其他正多邊形皆無法研究。 七、以「m列m+K行」長方形為底的三維不完整堆垛,只能橫放方法數 A(m,k)=1+A(1,K)·(m-1)2+A(2,K)·(m-2)2+…+A(m-2,K)·22+A(m-1,K)·12 若能橫放或直放方法數 R(m,k)=4R(m-1,l)-2R(m-2,k)+R(m-3,k)+(2k+1)R(m-1-k,k)-(2K-1)R(m-2-k,k) 八、以股長n之等腰直角三角形為底的三維不完整堆垛,方法數 I(n)=3I(n-1)-2I(n-2)+I(n-3),其中I(1)=I(2)=1,I(3)=2。 九、以邊長n之菱形為底的三維不完整堆垛,方法數r(n)=5r(n-1)-r(n-2)+r(n-3),其中r(1)=1, r(2)=3, r(3)=15。 恰與平行四邊形相同。 十、正三角形與菱形的凹洞數有2倍關係,影響方法數。

求畢達歌拉斯數的新方法

去年暑假爸爸的一位朋友,送我一本關於數學的書叫“木匠的兒子”,我對其中能夠滿足商高定理(A2+B2=C2)的整數組稱為畢達哥拉斯數(簡稱畢氏數)產生了興趣。其中介紹了一種求得一組畢氏數的方怯,也就是: A = m2-n2 B = 2mn C = m2+n2 m,n是任何正整數且 m > n 後來我又看了一些有關的書,又知道只要是奇數也可以很容易求得一組畢氏數,也就是: A = 任何大於 1 的奇數 B = (A2-1)/2 C = (A2+1)/2 第一種方法計算比較麻煩,第二種方法雖然比較簡單,但是只能求得奇數的畢氏數組。那麼碰到偶數要怎麼辦呢?後來,我就請教老師這個問題,老師知道我曾經參加「第三彼」雜誌舉辦的程式比賽得獎,就建議我為什麼不用電腦來解決這個問題呢?因此,我就開始利用電腦來解答這個問題。

從棣美弗地理談圓內之完全彈性碰撞

在花式撞球中,發現球與球、球與桌壁之間的碰撞屬於彈性碰撞。有人可以以「一顆星進洞」、「二顆星進洞」……等,甚至球與桌壁碰撞好幾次後回到原出發點。這使我們聯想到如果將桌面改為圓形,那就是我們所要研究球在圓形桌面內之完全彈性碰撞。

自動導向式太陽能集熱板

過年時陪老媽回台中,發現家中有安裝太陽能熱水器,提供全家沐浴用的熱水,當日傍晚,我迫不及待的去洗澡,那時洗澡水的溫度不高,並且不是保持固定,洗澡時感覺很不舒適;晚餐後,和媽媽談起這件事,覺得水溫無法提升溫度以及不能固定的原因,是由於太陽能熱水器集熱主體元件(集熱板)之組件效率不佳所引起的,所以我當時就懷疑(集熱板)因為裝置成固定式的,所以無法完全吸收太陽光能,因此引發了我想研究一種能隨太陽移動,追縱光源的自動修正集熱板,能以最佳的受光面,來接受太陽光能的輔助裝置─(自動導向式太陽能集熱板)的濃厚興趣,進而將來能普及化,使家家戶戶都有這種具有環保及省錢的裝置,來替國家節省能源。

磁與電的對話

在國中第四冊理化課本裡有一個實驗是觀察載流導線在與其垂直的磁場中之受力情形。但此實驗只能觀察出受力方向與相對大小。讓我們聯想到何不利用第二冊學到的槓桿定律,將電磁間之受力大小測定出來,並進一步探討其它的電磁相互關係。因此,我們便著手設計本實驗。

奇妙的耳朵

我們以人類最常聽到的 250Hz~8000Hz 來測試耳殼的細微構造對收音的影響,並加以校正,再分別用去 A(外耳輪)、去 B(逆耳輪)、填 C(凹陷)、去 D(耳屏)、去 E(耳珠)的耳殼來測試,收集資料並建立完整的比較圖表,且在分析整理資料時發現耳朵有分工合作及各部位有選擇特有的聲頻放大或縮小的功能。本實驗的結果對我們的生活有很大的幫助,例如可利用這個特性來研發產品幫助聽障朋友,而另一項可能的應用則是應用我們的發現依照當代的動物及古代的生物耳殼的構造去闡試其所處的生態環境,對其生活使能有進一步的認識。

粗首?遺傳多樣性與形態變異之研究

本研究以粒線體細胞色素乙基因作為分子遺傳標誌,試圖瞭解臺灣西部地區粗首? (Opsariichthys pachycephalus ) 種內之遺傳多樣性。98 條完整的序列樣本可歸納出27個單型,其中有25 個是新紀錄單型。以鄰聚法重建粗首?種內之親緣關係樹,支持將27 個單型區分成兩群演化系群,分別是粗首?A 系群和粗首?B 系群。A、B 系群間的平均遺傳距離為4.89%。10 處粗首?族群內的平均單型歧異度 (mean h = 0.417 ± 0.114) 和平均核?酸歧異度 (meanπ= 0.00126 ± 0.00042) 都偏低,表示粗首?族群內的遺傳變異甚小。反觀粗首?族群間的平均核?酸歧異度 (mean Dxy = 0.0245) 和平均遺傳分化指數 (meanFst = 0.764) 甚高,說明粗首?族群間存在高度的遺傳分化且族群間基因交流受到限制。分子變方分析結果指出粗首?的族群遺傳結構應分成屏東地區與非屏東地區,兩地區間的遺傳變異約佔整體遺傳變異的89.5%,且所有族群間幾乎沒有基因交流 (ΦST= 0.98, p

「金」螺想窈窕,「多」切要合度

本研究旨在探討: (一)藉由黃金切割的基本原則推廣至黃金多邊形,並求出其螺線方程式。 (二)透過產出極點的方式作出黃金多邊形中α任意值的黃金螺線,並推導出黃金螺線方程式r=aebθ中的係數b與α的關係式。 (三)由矩形的切割點特殊情形,延伸探討黃金多邊形特殊情形時的α值,並將這些角度與αn最小臨界值作分析,找出這些特殊α的規則與αn區間規律。

神奇寶貝─天然聚合物的合成、測試及應用

根據統計,台灣地區每人每年製造 80 公斤的塑膠垃圾,造成嚴重的環境壓力,且利用塑膠或保麗龍製成的餐具在加熱時會釋出有害於人體的毒素,用過的製品也不易分解,造成的垃圾污染。因此,未來全面禁用保麗龍免洗食具是勢在必行的。但是沒有了保麗龍,吃自助餐時該怎麼辦呢?用紙盒嗎?但如此又必須砍伐為數不多的樹木,用家中的便當盒又嫌麻煩!ㄟ~~如果有一種能取代塑膠、也能被生物快速分解,不會威脅環境的材料不就解決問題了嗎?!那天,在吃 QQ 的蒟蒻果凍時,突然想到,它不也是種聚合物嗎!有沒有可能利用“它”,來變出一種既環保又實用的天然聚台物,用以取代現有的保麗龍及部分塑膠製品呢?於是我們開始了尋找此 一〝 神奇寶貝 〞 之旅。