<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0"
	xmlns:content="http://purl.org/rss/1.0/modules/content/"
	xmlns:wfw="http://wellformedweb.org/CommentAPI/"
	xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
	xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/Atom"
	xmlns:sy="http://purl.org/rss/1.0/modules/syndication/"
	xmlns:slash="http://purl.org/rss/1.0/modules/slash/"
	>

<channel>
	<title>Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» &#187; пчелиные соты</title>
	<atom:link href="http://web.snauka.ru/issues/tag/pchelinyie-sotyi/feed" rel="self" type="application/rss+xml" />
	<link>https://web.snauka.ru</link>
	<description></description>
	<lastBuildDate>Sat, 18 Apr 2026 09:41:14 +0000</lastBuildDate>
	<language>ru</language>
	<sy:updatePeriod>hourly</sy:updatePeriod>
	<sy:updateFrequency>1</sy:updateFrequency>
	<generator>http://wordpress.org/?v=3.2.1</generator>
		<item>
		<title>Задача об экстремальных значениях: натурный и математический эксперименты</title>
		<link>https://web.snauka.ru/issues/2015/08/57326</link>
		<comments>https://web.snauka.ru/issues/2015/08/57326#comments</comments>
		<pubDate>Mon, 31 Aug 2015 20:07:55 +0000</pubDate>
		<dc:creator>Снежкина Ольга Викторовна</dc:creator>
				<category><![CDATA[06.00.00 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ]]></category>
		<category><![CDATA[extreme value]]></category>
		<category><![CDATA[honeycomb]]></category>
		<category><![CDATA[saving wax]]></category>
		<category><![CDATA[surface area]]></category>
		<category><![CDATA[площадь поверхности]]></category>
		<category><![CDATA[пчелиные соты]]></category>
		<category><![CDATA[экономия воска]]></category>
		<category><![CDATA[экстремальное значение]]></category>

		<guid isPermaLink="false">https://web.snauka.ru/?p=57326</guid>
		<description><![CDATA[Известно, что основной принцип неживой природы – это принцип наименьшего действия. Системы неживой природы постоянно стремятся обрести наиболее устойчивое состояние. При этом каждое тело принимает такую форму, при которой затраты энергии будут минимальными. Это можно увидеть в рассматриваемой задаче на примере такого природного объекта как пчелиные соты. Пчелиные соты состоят из ячеек в виде десятигранников. [...]]]></description>
			<content:encoded><![CDATA[<p><span>Известно, что основной принцип неживой природы – это принцип наименьшего действия. Системы неживой природы постоянно стремятся обрести наиболее устойчивое состояние. При этом каждое тело принимает такую форму, при которой затраты энергии будут минимальными. Это можно увидеть в рассматриваемой задаче на примере такого природного объекта как пчелиные соты.</span><br />
<span>Пчелиные соты состоят из ячеек в виде десятигранников. Представить себе такую ячейку можно следующим образом. Возьмём правильную шестиугольную призму (рис. 1). Через каждую из трёх диагоналей верхнего основания </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/0.gif" alt="" width="126" height="22" /><span>и точку S, взятую на оси этой призмы, проведём плоскость. Эти плоскости и будут ограничивать сверху ячейку. Таким образом, ячейка ограничена снизу правильным шестиугольником, с боков – шестью равными прямоугольными трапециями и сверху – тремя равными ромбами. Объём ячейки равен объёму исходной призмы. </span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/147.gif" alt="" width="271" height="361" /><br />
<span>Рисунок 1 – Геометрическая форма пчелиной соты</span></div>
<p><span>Возникает вопрос: каким должен быть плоский угол при вершине S ячейки, чтобы расход воска на изготовление ячейки был наименьшим? Иными словами, каким должно быть положение точки S, чтобы площадь поверхности ячейки была наименьшей?</span><br />
<span>Для ответа на этот вопрос введём обозначения: </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/158.gif" alt="" width="243" height="22" /><span> Пользуясь ими, найдём сначала площадь каждой трапеции. Она равна </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/158(1).gif" alt="" width="80" height="30" /><span> или </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/158(2).gif" alt="" width="68" height="31" /><span> (так как </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/159.gif" alt="" width="80" height="22" /><span>. Площадь же каждого ромба равна </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/159(1).gif" alt="" width="47" height="30" /><span> или в принятых обозначениях </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/159(2).gif" alt="" width="70" height="34" /><span>. Площадь нижнего основания можно не принимать в расчёт, так как от положения точки S она не зависит. Поэтому интересующая нас площадь выразится формулой </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/160.gif" alt="" width="251" height="29" /><span> или </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/161.gif" alt="" width="253" height="32" /><span> Эта площадь будет иметь наименьшее значение, если наименьшим будет выражение </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/161(1).gif" alt="" width="135" height="30" /><span>. Обозначив эту разность через </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/162.gif" alt="" width="9" height="22" /><span>, получим: </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/162(1).gif" alt="" width="165" height="30" /><span>, или </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/162(2).gif" alt="" width="190" height="22" /><span>, откуда </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/163.gif" alt="" width="180" height="34" /><span> Так как расстояние </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/163(1).gif" alt="" width="9" height="22" /><span> должно быть действительным числом, то поэтому получаем неравенство </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/163(2).gif" alt="" width="91" height="22" /><span>, или </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/163(3).gif" alt="" width="44" height="29" /><span>. Значит, наименьшее значение </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164.gif" alt="" width="9" height="22" /><span>, при котором и </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164(1).gif" alt="" width="11" height="22" /><span> будет иметь наименьшее значение, должно быть равно </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164(2).gif" alt="" width="21" height="33" /><span>. Соответствующее ему значение </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164(3).gif" alt="" width="9" height="22" /><span> легко находится. Получаем, что при </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164(4).gif" alt="" width="51" height="33" /><span> расход воска будет наименьшим.</span><br />
<span>Зная </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164(5).gif" alt="" width="9" height="22" /><span>, нетрудно найти плоский угол при вершине </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/164(6).gif" alt="" width="9" height="22" /><span>. Это можно сделать так: </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/165.gif" alt="" width="232" height="68" /><span>. Поэтому </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/166.gif" alt="" width="128" height="22" /><span>. </span><br />
<span>Проведём натурные измерения размеров пчелиной соты и проверим, насколько они соответствуют полученным расчётам. Фотографии пчелиных сот, с которых были взяты численные измерения, представлены на рис.2, рис.3. и рис.4. На рис.2 показана нижняя часть соты (правильный шестиугольник), на рис.3 – верхняя часть, на рис.4 – длина медовой соты. </span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/856.gif" alt="" width="464" height="618" /><br />
<span>Рисунок 2 – Нижняя часть соты (правильный шестиугольник)</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/1461.gif" alt="" width="478" height="637" /><br />
<span>Рисунок 3 – Верхняя часть соты</span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2191.gif" alt="" width="530" height="708" /><br />
<span>Рисунок 4 – Длина медовой соты</span></div>
<p><span>По аналогии с рис. 1 были произведены измерения длин CD, BB</span><sub><span>1</span></sub><span>, CK, B</span><sub><span>1</span></sub><span>D</span><sub><span>1</span></sub><span>, SK, SO</span><sub><span>1</span></sub><span>. В результате были получены следующие значения:</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2212.gif" alt="" width="106" height="22" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2212(1).gif" alt="" width="124" height="22" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2212(2).gif" alt="" width="79" height="22" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2212(3).gif" alt="" width="113" height="22" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2213.gif" alt="" width="74" height="22" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2213(1).gif" alt="" width="125" height="22" /></p>
<p><span>В соответствии с полученными формулами </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2213(2).gif" alt="" width="49" height="33" /><span>. </span><br />
<span>Если </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2213(3).gif" alt="" width="58" height="22" /><span>, то </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2213(4).gif" alt="" width="8" height="22" /><span> должен быть равен:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2214.gif" alt="" width="103" height="33" /><span> мм.</span></div>
<p><span>Сравним данное значение с измеренным:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2214(1).gif" alt="" width="72" height="22" /><span>.</span></div>
<p><span>Найдём плоский угол </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2214(2).gif" alt="" width="53" height="22" /><span> при вершине </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2214(3).gif" alt="" width="8" height="22" /><span> измеряемой медовой соты:</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2215.gif" alt="" width="250" height="43" /><br />
<span>Отсюда </span><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2215(1).gif" alt="" width="127" height="22" /><span>.</span><br />
<span>Сравним данное значение угла с значением, полученным математическими доказательствами:</span><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2216.gif" alt="" width="132" height="22" /><br />
<span>Таким образом, непосредственные измерения подтверждают данные, полученные математическим расчётом. Пчела оказалась хорошим «математиком», исходя из принципа наименьшей затраты воска. </span><br />
<span>Для интереса можно вычислить площадь поверхности наблюдаемой соты. Она будет равна:</span></p>
<div align="center"><img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2217.gif" alt="" width="269" height="39" /><br />
<img src="http://content.snauka.ru/web/57326_files/2217(1).gif" alt="" width="327" height="32" /><span>.</span></div>
<p><span>Ранее установлено, что экономия воска, которая получается при такой форме ячейки (по сравнению с шестиугольной призмой) составляет примерно 2%. Более точно эту экономию можно выразить так: из воска, сэкономленного при устройстве 54 ячеек, пчёлы могут дополнительно построить ещё одну ячейку. Экономия значительная.</span><br />
<span>Таким образом, природа существует по принципу минимума энергии. С помощью математических расчётов иногда можно получить численные значения различных величин природных тел.</span></p>
]]></content:encoded>
			<wfw:commentRss>https://web.snauka.ru/issues/2015/08/57326/feed</wfw:commentRss>
		<slash:comments>0</slash:comments>
		</item>
	</channel>
</rss>
