Javorový list (Světlana Fedorová-Robles) /

Vážený čtenáři! Víte, ale možná si neuvědomujete, že nejčastější ploché geometrické tvary v přírodě odpovídají obrysům listů rostlin. Botanici seřadili takové postavy podle tvaru a dali jim jména.

Rostliny jsou schopny produkovat každý rok nekonečné množství listů. Charakteristickým rysem každé „přirozené postavy“ vytvořené jakýmkoli živým organismem je její asymetrie. Není to náhoda, protože tělo je nuceno se formovat v rychlém víru, který vzniká vlivem rotace samotné planety a systémů vyšších úrovní. Míru asymetrie berou vědci v úvahu v procesu provádění vědeckého výzkumu souvisejícího s fytoindikací prostředí. K vyřešení řady naléhavých problémů je však nevhodné věnovat pozornost prvkům asymetrie, zatímco určení plochy geometrického útvaru je extrémně nutné.

Moderní lidé mají k dispozici širokou škálu výpočetní techniky s algoritmy pro výpočet jakékoli oblasti. Technologie je složitá a drahá. Má cenu zkoušet mít ho po ruce v různých životních okamžicích řešením jednoduchých matematických problémů?

Javor norský Acer platanoides L. (čeleď javorových (Aceraceae). Velmi působivý strom, běžný v listnatých lesích Ruska, pěstovaný v zahradách a parcích. Jak velkolepé jsou jeho žluté, zelené, oranžové, červené a smíšené odstíny listí na stromě nebo pod ním na zeleném trávníku. vysušte jej v knize nebo v listu novin pod lisem a poté vytvořte obrázek ze sušených listů Javory a jejich listy inspirovaly umělce, fotografy, prozaiky, esejisty, básníky všech dob a národů!

Strom, než shodí listí
Každého se zeptá: kdo co nosí?

Jasný podzimní čas?
Dá dárky všem a odejde do důchodu.

Listy v šatech na rozloučenou,
V lese bude ohňostroj!

Dina Fedorova, Kazaň, 2007

V říjnu 2018 mě spadané javorové listy inspirovaly k nalezení nového matematického vzorce pro přirozený geometrický obrazec, který odpovídá obrysu javorového listu.

Listy jsou žluté, zelené, bílé, červené, vínové, oranžové s černými skvrnami, se zelenými žilkami, smíšené odstíny. Z vrcholů korun, ze středu korun, ze spodních větví vylétávají z různých stromů , které se navzájem mísí v podzimním valčíku. Všechny listy opadávají, mladé i zralé, i nemocné a ohlodané, velké i malé. Jejich velikostní charakteristiky se velmi liší, ale nikdo si nesplete listy javoru s listy nějaké jiné rostliny. Jejich obrysy jsou zcela jasné a vědečtí botanici takové listy zařadili do kategorie „pětilobých“ forem.

Během podzimního opadu listí v říjnu 2018 nasbírala žákyně desátého ročníku kazaňského dívčího gymnázia č. 12 pojmenované po Fatize Aitové, krásná Sabira Gabdylvalieva, 40 spadaných javorových listů. v háji na hranicích města Kazaň. Ve stejnou dobu jsem také sbíral spadané javorové listy v Kazaňském parku pojmenovaném po M. A. Gorkém. A ještě dříve, v roce 2002, jsem takové listy sbíral v listnatém lese za městem Kazaň a uchovával je ve svém domácím herbáři. Tato sbírka javorových listů se stala základem pro vývoj matematického vzorce.

Stránky knih podrobně popisují algoritmus pro vývoj vzorce se všemi nezbytnými důkazy.

ZDROJE.
Gabdylvalieva S.I., Fedorova S.V. Acer platanoides L. (Aceraceae): vývoj vzorce pro výpočet projekční plochy listové čepele // Ekologie: fakta, hypotézy, modely. Konf mladí vědci, 1.–5. dubna 2019 / Uralská pobočka Ruské akademie věd IERiZh, řada Ekologie: fakta, hypotézy, modely. Konf mladí vědci, místo vydání Jekatěrinburg: „Reakce“, teze, s. 23-25.
Jekatěrinburg__2019.pdf.
Fedorová S.V. Několik vzorců pro určení projekční plochy listové čepele rostliny // X Mezinárodní konference o ekologické morfologii rostlin, věnovaná památce I.G. a T.I. Serebryakov (Moskva, 27.-30. listopadu 2019): materiály. M.: MPGU, 2019. T. 3. S. 125-130.
Tom_3_Moskva_2019.pdf.
Fedorova S.V., Gabdylvalieva S.I. Algoritmus pro provádění srovnávací populační analýzy na příkladu Acer platanoides L. (Aceraceae) // Samarskaya Luka: problémy regionální a globální ekologie. 2020. T. 29. č. 4. S. 43-50. DOI 10.24411/2073-1035-2020-10355
F_Samara__2020.pdf.

Pravítko je nástroj, který pomohl Archimedovi vyvinout vzorce pro klasické geometrické obrazce. Myslím, že před několika tisíci lety kreslil postavy do písku a řešil hádanky, aby vytvořil vzorce, které dnes zná každý školák.

Javorové listy mají 5 hlavních paprsků vycházejících z centrálního bodu, kde se čepel setkává s řapíkem. Zdálo by se, že samotná rostlina říká: „Mám 5 paprsků, věnujte jim prosím pozornost!“ Ale my, rozumní lidé, občas ignorujeme rady zvenčí, a proč bychom měli mluvit s nějakými stromy bez mozku?

Poté, co jsme strávili spoustu času hledáním měřících čar, pomocí kterých bychom mohli vytvořit vzorec pro oblast „pětičepelové“ postavy, jsme se Sabirou nakonec dospěli k závěru, že stačilo změřit délku 5 paprsků.

Tento vzorec vám umožňuje rychle určit plochu povrchu listu javorového listu.

S = 0,27af (ab+ae+ad+ac) (Fedorová, Gabdylvalieva, 2019),

kde af je délka centrálního paprsku; ab, ae, ad, ac jsou délky bočních paprsků.

Vzhledem k okolnostem je možné mít pouze jednu složku z každého páru postranních paprsků, ne vždy se najdou celé listy, které jsou zajímavé zejména pro odborníky na rostlinnou parazitologii. Poté bude nutné původní vzorec upravit o komponenty:

Počáteční vzorec: S = 0,69×0,78 af (ab+ae+ad+ac) / 2,

kde 0,69 je koeficient získaný experimentálně pro „pátou záď“ na příkladu 100 listů javoru norského ze 3 stanovišť v různých letech sběru.

0,78 je koeficient ze základního vzorce elipsy (oválu), určený přes průměry, protože do oválu se vejde jakýkoli tvar listu rostliny.

Základní vzorec: 3,14ab/4=0,78ab

Musím tě varovat, milý čtenáři! Nemůžete určit oblast přirozené postavy se 100% jistotou. Není to standard, ale 90 % vašich výpočtů se bude shodovat se skutečnou hodnotou. V jednom závodě to může být 99% shoda, v jiném pouze 80%.

Není náhodou, že se vědec nikdy neomezí na 1 papír. Vybere ne méně než 30 kusů. A teprve na základě tohoto vzorku bude tento ukazatel porovnán (stejně jako každý jiný ukazatel) s podobným, ale z jiného stanoviště rostliny.

Experiment se spadanými javorovými listy, který umožnil vyvinout vzorec, také prokázal, že indikátor „plocha povrchu listů“ javoru je fytoindikátor, pomocí kterého může vědec-ekolog určit kvalitu životního prostředí.

Být biologem je velmi zajímavé!

Světlana Fedorová, Kazaň, 22. října 2023