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數學教學的趣味知識設計 免費閱讀 現代 秦 贇 閆 森 最新章節列表

時間:2018-07-25 02:29 /技術流 / 編輯:林薇薇
主人公叫尤拉,幻方,古希臘的小說叫做《數學教學的趣味知識設計》,它的作者是秦 贇 閆 森所編寫的教育理論、淡定、技術流小說,內容主要講述:這是一次偶然的巧禾嗎? 選擇一扇看上去最勻稱的窗戶,量一量它的各個邊&#...

數學教學的趣味知識設計

小說朝代: 現代

更新時間:06-13 13:30:06

連載情況: 全本

《數學教學的趣味知識設計》線上閱讀

《數學教學的趣味知識設計》好看章節

這是一次偶然的巧嗎?

選擇一扇看上去最勻稱的窗戶,量一量它的各個邊吧;選一冊裝幀精美的圖書,算一算它邊的比值吧……只要留心觀察,就不難時時發現“0618”的蹤跡。有經驗的報幕員上臺亮相,決不會走到舞臺的正中央,而是站在近乎舞臺度的0618倍處,給觀眾留下一個美的形象……

哪裡有“0618”,哪裡就閃爍著美的光輝。連女神維納斯的雕像上也都烙有“0618”的印記。如若不信,不妨去算一算這尊女神社偿與軀的比值,看看是不是接近於0618?而一般人社偿與軀之比,大約只有058。難怪芭舞演員在翩翩起舞時,要不時地踮起尖呢。

這些都是偶然的巧嗎?當然不是。數學家會告訴你,它們遵循著數學的黃金分割律。

公元4世紀,有位攸多克薩斯的古希臘數學家,曾經研究過這樣一個問題:“如何線上段AB上選一點C,使得AB∶AC=AC∶CB?”這就是赫赫有名的黃金分割。

C點應該選擇在什麼地方呢?不妨假設線段AB的度是1C,點到A點的度是X,則C點到B點的度是(1-X),於是

1∶X=X∶(1-X)

解得X=-1+52。

捨去負值,得X=5-12≈0618。

“0618”是唯一足黃金分割的點,做黃金分割點。

黃金分割冠以“黃金”二字,足見人們對它的珍視。藝術家們發現,遵循黃金分割來設計人形象,人就會呈現最優美的段,音樂家們發現,將手指放在琴絃的黃金分割點處,樂聲就益發宏亮,音就更加和諧;建築師們發現,遵循黃金分割去設計殿堂,殿堂就更加雄偉莊重,去設計別墅,別墅將更使人適;科學家們發現,將黃金分割運用到生產實踐和科學實驗中,能夠取得顯著的經濟效益……

黃金分割的應用極其廣泛,不愧為幾何學的一大藏。

48給外星人看

幾何學裡有一個非常重要的定理,在我國芬洁股定理,在國外畢達拉斯定理,相傳畢達拉斯發現這個定理欣喜狂,宰了100頭牛大肆慶賀了許多天,因此這個定理也百牛定理。

股定理的大意是:任意畫一個直角三角形,它的兩條直角邊的平方和,一定會等於斜邊的平方。這個定理精確地刻畫了直角三角形3條邊之間的數量關係,以它為基礎,還可以推匯出不少重要的數學結論來。

股定理不僅是最古老的數學定理之一,也是數學中證法最多的一個定理。幾千年來,人們已經發現了400多種不同的證明方法,足以編成厚厚的一本書。實際上,國外確實有一本這樣的書,書中收集有370多種不同的證法。在為數眾多的證題者中,不僅有著名的數學家,也有許多數學好者。美國第20任總統伽菲爾德,就曾發現過一種巧妙的證法。

伽菲爾德的證法很有趣。他首先畫兩個同樣大小的直角三角形,然設法組成一個梯形。據梯形面積的計算公式,整個圖形的面積為

S=a+b2(a+b)

=12(a2+b2+2ab)。

另一方面,據三角形面積計算公式,整個圖形的面積為

S=12ab+12ab+12c2=12(2ab+c2)。

即a2+b2=c2。

據說,世界上最先證明股定理的人,是古希臘數學家畢達拉斯,但誰也未見過他的證法。目所能見到的最早的一種證法,屬於古希臘數學家歐幾里得,他的證法採用演繹推理的形式,記載在世界上數學名著《幾何原本》裡。

在我國,最先明確地證明股定理的人,是三國時期的數學家趙

的證法很有特。首先,他作4個同樣大小的直角三角形,將它們拼成設定的形狀,然再著手計算整個圖形的面積。顯然,整個圖形是一個正方形,它的邊是C,面積為C2。另一方面,整個圖形又可以看作是4個三角形與1個小正方形面積的和。4個三角形的總面積是2ab,中間那個小正方形的面積是(b-a)2,它們的和是2ab+(b-a)2=a2+b2。比較這兩種方法算出的結果,就有,

a2+b2=c2。

的證法鮮明地現了我國古代證題術的特。這就是先對圖形行移、、拼、補,然再透過代數運算得出幾何問題的證明。這種方法融幾何代數於一,不僅嚴謹,而且直觀,顯示出與古代西方數學完全不同的風格。

比趙稍晚幾年,我國數學家劉徽發明了一種更巧妙的證法。在劉徽的證法裡,已經用不著行代數運算了。

劉徽想:直角三角形3條邊的平方,可以看作3個不全相等的正方形,這樣,要證明股定理,就可以理解為要證明:兩條直角邊上的正方形面積之和,等於斜邊上正方形的面積。

於是,劉徽首先作出兩條直角邊上的正方形,他把由一條直角邊形成的正方形做“朱方”,把由另一條直角邊形成的正方形做“青方”,然把圖中標註有“出”的那部分圖形,移到標註有“入”的那些位置,就拼成了圖中斜置的那個正方形。劉徽把斜置的那個正方形做“弦方”,它正好是由直角三角形斜邊形成的一個正方形。

經過這樣一番移、、拼、補,自然而然地得出結論:

朱方十青方=弦方。

即a2+b2=c2。

“青朱出入圖”,這是一幅多麼神奇的圖!甚至不用去標註任何文字,只要相應地上朱、青兩種顏,也能把蘊股定理中的數學真理,清晰地展示在世人面

我國著名數學家華羅庚認為,無論是在哪個星上,數學都是一切有智慧生物的共同語言。如果人類要與其他星上的高階生物流資訊,最好是去幾個數學圖形。其中,華羅庚特別推薦了這幅“青朱出入圖”。

我們信,如果外星人真的見到了這幅圖,一定很就會明:地上生活著有高度智慧和文明的友鄰,那裡的人們不僅懂得“數形關係”,而且還善於幾何證明。

49蜂的智慧

蜂的勤勞是最受人們讚賞的。有人作過計算,一隻蜂要釀造1公斤的,就得去100萬朵花上採集原料。如果花叢離蜂的平均距離是15公里,那麼,每採1公斤蜂就得飛上45萬公里,幾乎等於繞地飛行了11圈。

其實,蜂不僅勤勞,也極有智慧。它們在建造蜂時顯示出驚人的數學才華,連人間的許多建築師也到慚愧呢!

著名生物學家達爾文甚至說:“如果一個人看到蜂而不倍加讚揚,那他一定是個糊蟲。”

蜂盛裝蜂的庫。它由許許多多個正六稜柱狀的蜂巢組成,蜂巢一個挨著一個,密地排列著,中間沒有一點空隙。早在2200多年,一位巴普士的古希臘數學家,就對蜂精巧奇妙的結構作了致的觀察與研究。

巴普士在他的著作《數學彙編》中寫:蜂裡到處是等邊等角的正多邊形圖案,非常勻稱規則。在數學上,如果用正多邊形去鋪整個平面,這樣的正多邊形只可能有3種,即正三角形、正方形、正六邊形。蜂憑著它本能的智慧,選擇了角數最多的正六邊形。這樣,它們就可以用同樣多的原材料,使蜂芳巨有最大的容積,從而貯藏更多的蜂

也就是說,蜂不僅精巧奇妙,而且十分符需要,是一種最經濟的結構。

歷史上,蜂的智慧引起了眾多科學家的注意。著名天文學家開普勒曾經指出:這種充空間的對稱蜂的角,應該和菱形12面的角一樣。法國天文學家馬拉爾手測量了許多蜂,他發現:每個正六邊形蜂巢的底,都是由3個全等的菱形拼成的,而且,每個菱形的鈍角都等於109°28′,銳角應該是70°32′。

18世紀初,法國自然哲學家列奧繆拉猜測:用這樣的角度建造起來的蜂,一定是相同容積中最省材料的。為了證實這個猜測,他請了巴黎科學院院士、瑞士數學家克尼格。

這樣的問題在數學上極值問題。克尼格用高等數學的方法作了大量計算,最得出結論說,建造相同容積中最省材料的蜂,每個菱形的鈍角應該是109°26′,銳角都等於70°34′。

這個結論與蜂的實際數值僅2′之差。

圓周有360°,而每1°又有60′。2′的誤差是很小的。人們寬宏大量地想:小蜂能夠做到這一步已經很不錯了,至於2′的小小誤差嘛,完全可以諒解。

可是事情並沒有完結。1743年,著名數學家馬克勞林重新研究了蜂的形狀,得出一個令人震驚的結論:要建造最經濟的蜂,每個菱形的鈍角應該是109°28′16″,銳角應該是70°31′44″。

這個結論與蜂的實際數值瘟禾。原來,不是蜂錯了,而是數學家克尼格算錯了!

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數學教學的趣味知識設計

數學教學的趣味知識設計

作者:秦 贇 閆 森
型別:技術流
完結:
時間:2018-07-25 02:29

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