高考數學卷上的金字塔,背後究竟有什麼秘密?聊聊其中的數學之謎

2020-12-24 新月歷史

2020年的高考數學已經結束了,現在在網上已經可以找到相關的高考試題了,和語文作文在網上引起熱議不同,高考數學引起的討論熱度則相對較低,但是有幾道很有代表性的試題同樣的也是在網上引起了很多討論,比如說下面這道金字塔的考試題。

高考數學題

整體來看,這道題還是很簡單的,只要將金字塔看作是一個三稜錐即可解題,但在歷史上的金字塔卻一直存在著無數數學家也無法解答的謎題。

埃及胡夫金字塔

金字塔的建造歷史

金字塔在埃及和美洲等地均有分布,古埃及的上埃及、中埃及和下埃及,今蘇丹和埃及境內。現在的尼羅河下遊,散布著約80座金字塔遺蹟。 大小不一,其中最高大的是胡夫金字塔,高146.5米,底長230米,共用230萬塊平均每塊2.5噸的石塊砌成,佔地52000平方公尺。石塊之間沒有任何黏著物,靠石塊的相互疊壓和咬合壘成。

獅身人面像

國王哈佛拉的金字塔前,還矗立著一座象徵國王權力與尊嚴的獅身人面像。埃及金字塔是古埃及的帝王(法老)陵墓。世界七大奇蹟之一。數量眾多,分布廣泛。開羅西南尼羅河西古城孟菲斯一帶的金字塔是佔有集中的一部分。

埃及金字塔

世界上最大的金字塔

世界上最大的金字塔,是第四王朝第二個國王胡夫的陵墓,建於公元前2690年左右。在1889年巴黎建築起艾菲爾鐵塔以前,它一直是世界上最高的建築物(另說:1880年竣工的科隆大教堂高157.3米)。原高146.5米,因年久風化,頂端剝落10米,現高136.5米;底座每邊長230多米,現長220米,三角面斜度52度,塔底面積52900平方米;塔身由230萬塊石頭砌成,每塊石頭平均重2.5噸,最大的重達160噸;有學者估計,如果用火車裝運金字塔的石料,大約要用60萬節車皮;如果把這些石頭鑿碎,鋪成一條一尺寬的道路,大約可以繞地球一周。據說,10萬人用了30年的時間才得以建成。該金字塔內部的通道對外開放,該通道設計精巧,計算精密,令世人讚嘆。

金字塔的宏偉景象

金字塔的數學之謎

英國一位名叫約翰·泰勒的人,是天文學和數學的業餘愛好者,更是金字塔的發燒友,對金字塔有很多驚人的發現。他曾根據文獻資料中提供的數據對金字塔進行了研究。

1864年,史密斯在實地考察胡夫金字塔後。聲稱他發現了更多的胡夫大金字塔的奧秘。如,塔高乘10的9次方就等於地球與太陽之間的距離;塔基的周長按照某種單位計算的數據恰為一年的天數,等等。也就是說,大金字塔不僅包含著長度的單位。還包含著計算時間的單位。史密斯的這次實地考察受到了英國皇家學會的讚揚,他被授予了學會的金質獎章。後來,另一位英國人費倫德齊·彼特裡帶著他父親用20年心血精心改進的測量儀器又對著大金字塔進行了測繪。

在測繪中,他驚奇地發現,大金字塔在線條、角度等方面的誤差幾乎等於零,在350英尺的長度中,偏差不到0.25英寸。但是彼特裡在調查後寫的書中否定了史密斯關於塔基周長等於一年的天數這種說法。彼特裡的書在科學家中引起了一場軒然大波。金字塔到底凝結著古埃及人多少知識和智慧,仍是個未解之謎。

金字塔入口

金字塔上神奇的數學知識

金字塔底正方形的邊長*2÷金字塔的高,恰好約等於3.14,也就是π

上行通道和水平面夾角是26°,而側面與水平面的夾角是52°,恰好是26°的兩倍!

底周長*塔高=圓周:半徑 [2]

金字塔的重量×10×10的15次方=地球的重量

金字塔的高×10×10的9次方≈1.5億千米=地球到太陽的距離

金字塔塔高的平方=金字塔側面三角形的面積

胡夫金字塔底邊長230.36米,為361.31庫比特(埃及度量單位),大約是1年的天數。

神奇的金字塔

胡夫金字塔底面正方形的縱平分線延伸至無窮處,正是地球的子午線,這條縱平分線把地球上的陸地和海洋分成了兩半,也把尼羅河口三角洲平分;而底面正方形對角線延長,則能將尼羅河口三角洲包括在內;而塔的中心剛好位於各大陸引力的中心。

至於古代埃及人為何要在其中加入如此多的數學知識,今天我們已經無從知曉了,只能等待進一步的研究了。

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