一、黃金分割

埃及金字塔

埃及金字塔是古埃及的帝王（法老）陵墓，世界八大建筑奇跡之一。石塊之間沒有任何黏著物，靠石塊的相互疊壓和咬合壘成。金字塔底面邊長與高之比約為11：7，恰好為祖沖之發(fā)現(xiàn)的約率22/7=3.142857的一半。

巴特農(nóng)神廟

巴特農(nóng)神廟之名出于雅典娜的別號。其立面高與寬的比例為19:31，接近希臘人喜愛的“黃金分割比?”，因此具有獨特的美感。

東方明珠

上海東方明珠電視塔的塔高468m，上球體到塔底的距離約為289.2m，二者之比非常接近黃金比例0.618，因此顯得格外挺拔。

二、膜結(jié)構(gòu)

水立方

“水立方”是北京奧運會國家游泳中心，它的膜結(jié)構(gòu)是世界之最。它是根據(jù)細胞排列形式和肥皂泡天然結(jié)構(gòu)設(shè)計而成的，這種形態(tài)在建筑結(jié)構(gòu)中從來沒有出現(xiàn)過，創(chuàng)意十分奇特。

而肥皂泡中蘊含了豐富的數(shù)學(xué)問題，比如什么樣的泡沫結(jié)構(gòu)效率最高？這個問題叫做開爾文問題，至今仍是未解之謎。

陽光谷

位于上海世博園的陽光谷是中國第一的索膜結(jié)構(gòu)建筑，其特殊之處在于柔性，白色膜布的最大風擺幅可以達到上下3米，大風吹來，膜布能隨風起舞。而這種膜結(jié)構(gòu)和微分幾何中的極小曲面關(guān)系密切。

三、單葉雙曲面&雙曲拋物面

廣州塔

俗稱“小蠻腰”的廣州塔采取的是單葉雙曲面的結(jié)構(gòu)。由于單葉雙曲面是一種雙重直紋曲面，它可以用直的鋼梁建造。這樣會減少風的阻力，同時，也可以用最少的材料來維持結(jié)構(gòu)的完整。除了廣州塔以外，許多發(fā)電廠和冷卻塔也是這種結(jié)構(gòu)。

圣瑪麗教堂

位于舊金山的圣瑪麗教堂采取的是雙曲拋物面的結(jié)構(gòu)，也叫做“馬鞍面”。馬鞍面是羅氏幾何的一個重要模型。另外，我們常吃的某些薯片就是馬鞍面哦。

四、球形結(jié)構(gòu)&拱形結(jié)構(gòu)

富勒球

富勒設(shè)計的蒙特利爾世博會美國館，被人親切地稱為“富勒球”。這樣的設(shè)計在現(xiàn)代已隨處可見。然而這種不需要柱、梁、拱頂?shù)戎挝锏慕ㄖＪ皆诋敃r遭到很多人的懷疑。三位化學(xué)家從中，深受啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)了的新碳球C60的晶體形態(tài)，并最終獲得了1996年諾貝爾化學(xué)獎。

悉尼歌劇院

悉尼歌劇院的形狀實際上參照了同一個被撥開的球體的扇形部分，也就是說，這些曲面可以同屬一個球面方程。它解決了開展大規(guī)模制造、加工零件的精度問題以及簡單裝配問題。

另外，球形或橢球形結(jié)構(gòu)的好處在于堅固——比如生雞蛋是很難用手握碎的。這是因為球形的任何一個地方受力，力都可以向四周均勻地分散開來。巨大的貯油罐做成球形就是這個道理。電燈泡為了更透光，玻璃殼很薄，但做成球形，它就比較堅固了。此外，安全帽盔，鍋蓋，雨傘等物品的設(shè)計里也有類似的原理。

趙州橋

球形是若干個拱形的組合，因此拱形也具有堅固的特點。這也是為什么大部分的橋要設(shè)計成拱形的原因了，比如我國著名的趙州橋。因為這種形狀更堅固，可以使受力分散，進而橋體的承重力加大。

五、對稱結(jié)構(gòu)

泰姬陵

在所有的建筑中，最對稱的建筑之一就是印度的泰姬陵。不僅主體建筑對稱，就連水池邊的瓷磚花紋、樹木都對稱。不僅左右對稱，由于在水的倒映下，還上下對稱。這種對稱的構(gòu)成能表達秩序、安靜與穩(wěn)定、莊重與威嚴等心理感覺，并能給人以美感。

故宮博物院

故宮博物院采取嚴格的中軸對稱的布局方式：中軸線上的建筑高大華麗，軸線兩側(cè)的建筑相對低小簡單，同樣給人一種莊嚴肅穆的感覺。

六、懸鏈線

金門大橋

位于美國舊金山的金門大橋，是世界著名的橋梁之一，被國際橋梁工程界廣泛認為是美的典范。金門大橋是一種懸索橋，用到了數(shù)學(xué)上懸鏈線的原理，而懸鏈線方程的發(fā)現(xiàn)在數(shù)學(xué)史上還是一段趣聞呢。

圣路易斯拱門

圣路易斯拱門，為圣路易斯市的地標。這座雄偉壯觀的不銹鋼懸鏈線的建筑物，高達192米，是美國向西開發(fā)的一個象征。

七、莫比烏斯帶鳳凰衛(wèi)視北京總部大樓

鳳凰衛(wèi)視北京總部大樓的設(shè)計靈感就來自有名的“莫比烏斯帶”。把一根紙條扭轉(zhuǎn)180°后，兩頭再粘接起來即可做成其模型。莫比烏斯帶是一種不可定向的曲面，一只小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣。

長沙中國結(jié)步行橋

湖南長沙的中國結(jié)步行橋位于梅溪湖上，其設(shè)計靈感源于中國傳統(tǒng)工藝形式——中國結(jié)，同時加入了西方數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的莫比烏斯環(huán)的結(jié)構(gòu)特征，寓意梅溪湖地區(qū)不斷突破發(fā)展，被評為“世界最性感建筑”。筆者在大學(xué)期間去上面走過，當時還正在修建中。

參考文獻：

1.百度百科

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來源：52數(shù)學(xué)網(wǎng)

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總結(jié)

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