“三角形的稳定性”和“平面的确定”

责任编辑:小丽 发表时间:2014年06月03日 09:02 浏览次数:2538
No.A49934

数学在日常生活中,有着非常广泛的应用。

我们用四根木条钉成一个四边形的框架,可以发现这个四边形木架的形状和大小是可以改变的。再用三根木条钉成一个三角形框架,就可以发现这个三角形木架的形状与大小固定不变。这就是说,一个三角形只要三条边长固定,这个三角形的形状和大小就不会改变。三角形的这个特性,叫做三角形的稳定性。自行车车身就是一个三角形钢架结构,这样,自行车就很牢固。桥梁、起重机、钻井的钢架中,常采用三角形结构,就是应用了三角形的稳定性。

我们让一根竹竿竖直站立在地上,竹竿不稳,很快倒下。用绳子把两根竹竿一头系紧,使另一头张开,接触地面,竹竿仍无法站立。如果用三根竹竿,中间用绳子系紧,把另一头张开,使竹竿接触地面的三点是一个三角形的三个顶点,竹竿就能平稳站立在地面上。这里说明了立体几何的一条性质:

不在一直线上的三点,可以确定一个平面。

平面的这个性质就叫做平面的确定。

平面的这个性质在生活中应用广泛。飞机的三个轮子,照相机、测量用的经纬仪和家里晒衣服用的三脚架,都是适应地面不平的需要,只要适当选择三点,就可以放置平稳,应用了确定平面的这个性质。

我们在实际应用中,对三角形的稳定性和平面的确定这两个性质的应用常常混淆。其原因,两者都涉及到不在一直线上的三点(“稳定性”用到三角形的三个顶点),而且都是讲稳定、确定。实际上,它们是两回事。当然,两者之间也是有联系的。例如,三脚架接触地面的三个点一定,这三点所在的平面就确定,三点位置就不会变动,三脚架自然就稳定了。但是,如果三脚架三点虽定了,但三脚架倾斜着放,以致重心落在三脚架所构成的三角形之外,那么三脚架就要倒了。这就涉及到物理性质,不完全是数学问题了。

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