2016年9月27日 星期二

【數感生活】上班族的連假救星:數學瘦身規劃師 作者:賴以威

【數感生活】上班族的連假救星:數學瘦身規劃師  作者:賴以威



連假結束前最不想見到的莫過於月曆和體重機了,每天在家吃好睡好,肥肉也盡責地生長。
說到「過胖」會想到的數學指標是:
BMI = 體重(kg)/身高2次方(m)。
只是這公式真的準嗎?
BMI之父Quetelet在著作《A Treatise on Man and the Development of his Faculties》裡提到:
「倘若人在xyz軸的生長幅度都相等,他體重與身高的比例約是3次方。」
換句話說,BMI有點像身體的「密度」,是質量與體積的比值。但人畢竟不是一個正立方體,所以Quetlet又補了後半段的話:
「在可接受範圍內,我們假設體重2次方除以身高5次方為定值。」
整理成數學公式是「體重2次方(kg)/身高5次方(m)=定值」,等於「體重(kg)/身高2.5次方(m)=定值」。
等等!所以說,BMI的原始定義是體重除以身高的2.5次方才對嗎?
牛津大學數學系教授Nick Trefethen認為,發明BMI的年代(1842年)計算2.5次方不容易。
為了推廣BMI指標,才改成比較好算的2次方。為了便利而喪失精確度,在數學計算中相當常見。






「真.BMI模型」算出來的指數,怎樣才算標準呢?
我們可以沿用現有的標準範圍(18.5~24),再將此模型乘上常數(1.3):
BMI = 1.3×體重(kg)/身高2.5次方(m)
不想自己算的人可以用以下網址幫忙計算:https://people.maths.ox.ac.uk/trefethen/bmi_calc.html
以158公分的人來說,標準體重將從46.2~59.9公斤下降成44.6~57.9公斤。1米8的高個子,標準體重從59.9~77.6公斤提升到61.9~80.3公斤。
看來,「真.BMI模型」將不太容易受到矮個子族群歡迎。
聊到BMI,當然不能少了減肥的議題。
坊間最常聽到「每天少吃600大卡,健走2公里,一週就瘦1公斤,一個月會瘦4公斤」這樣的減肥說法。
此說法隱含了「近似」的概念:假設任何人在任何時間使用同套策略,效果都會相同。
事實上不是這樣的(但也不能拿這當減肥失敗的藉口啦……)。



同一套減肥策略,不同體質有不同效果;就算是同一個人,減肥過程中也會因為體重改變造成體質變化,同一套策略因此有了不同效果。
近似不是錯,只是一種妥協。
因為我們無法找到一位專業的「體重規劃師(Body Weight Planner)」,幫我們算出針對自己的減肥策略。
但如果你不堅持找到的規畫師一定要是人,軟體也可以的話,有噢。
美國國立衛生研究院(National Institutes of Health:NIH)推出體重規劃師網頁:https://www.supertracker.usda.gov/bwp/index.html
使用者輸入身高、體重、年齡、工作是否跟勞動有關、平常運動多少……等基本資料後,再對著電腦發誓,想認真在幾天之內減重幾公斤,為了這項目標願意每週多做幾次怎樣的運動。
輸入一切後,體重規劃師便會幫你計算出減重期間該如何調整熱量攝取。還會告訴你減重成功後,為了維持身材,又該攝取多少熱量。
附上擷取網頁中幾個重要模組的示意圖。有興趣(且有需求)的朋友,不妨來玩玩看吧!

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