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有意义的数学故事(有趣有含义的数学故事)

2023-03-03 01:04:01 技术常识4 网友支招

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数学的浪漫与传奇 文/薛来,下面一起来看看本站小编终南文苑给大家精心整理的答案,希望对您有帮助

有趣有含义的数学故事1

  数学,是一切科学学习的基础。工业革命时代的社会燃烧煤炭以启动引擎,而在今日的信息时代,人类所燃烧的主要燃料,则是数学。从微波炉到汽车,从儿童玩具到电子心脏定调器,数学存在于这个技术型社会的每一个产品之中。

  数学创造并支配着我们所居住的宇宙。然而,于很多人而言,数学却仿佛是另一个怪异而陌生的宇宙,一片令人望而生畏、只对数学家们敞开怀抱的遥远土地。由此,广西师范大学出版社推出了《费马大定理:一个困惑了世间智者358年的谜》与《数学的语言:化无形为可见》,试图打破有关数学的刻板印象,展现数学之美、逻辑之光与科学之浪漫,证明数学远不是一门枯燥而深奥的学科,而是我们生活中丰富而生动的一部分。

  费马大定理:一个困惑了世间智者358年的谜

  费马大定理被认为是历史上最精彩的数学谜题,或者说,证明费马大定理的过程本身就是一部数学史。定理本身的表达清晰简单,可以为中学生所理解,但却联系着毕达哥拉斯所建立的数学的基础和现代数学中各种最复杂的思想。费马大定理的故事与数学的历史有着千丝万缕的联系,触及数论中所有重大的课题。它对于“是什么推动着数学发展”,或许更重要的“是什么激励着数学家们”提供了一个独特的见解。大定理是一个充满勇气、欺诈、狡猾和悲惨的英雄传奇的核心,牵涉到数学王国中所有的最伟大的英雄。

  费马大定理的起源最早可以追溯到古希腊。文艺复兴时期的皮埃尔·德·费马以我们今天所知的形式提出了这个问题,他写道:“将一个立方数分成两个立方数之和,或一个四次幂分成两个四次幂之和,或者一般地将一个高于二次的幂分成两个同次幂之和,这是不可能的。” 自此,一场对于费马大定理之证明的追逐与挑战延续了三个世纪,直到英国数学家安德鲁·怀尔斯手中,这个史上最深奥的数学谜题才得以完全解开。自此,一场前赴后继的追逐与挑战延续了三个世纪,耗尽人类众多最杰出大脑的精力,也让千千万万业余者为之痴迷。对安德鲁·怀尔斯来说,费马大定理是一生的抱负。他吸取了许多优秀数学家的工作成果,把似乎是相隔很远的一些数学领域结合在一起,创立了别人不敢尝试的概念。历经异乎寻常的数学上的曲折、真知灼见和灵感的闪现,安德鲁最终在他的专业生涯中解决了费马大定理问题。

  此次印刷十余次的《费马大定理》全新改版,修订了遗留错误。剑桥大学粒子物理学博士西蒙·辛格在书中采用了年代顺序的结构方式,其叙述从毕达哥拉斯兄弟会的大变革时代开始,以安德鲁·怀尔斯的为寻求费马难题的解答的个人奋斗经历结束:从毕达哥拉斯定理何以成为费马大定理的先驱,到费马如何制造了这个数学史上最深奥的谜;从17、18世纪和20世纪早期失败却宝贵的证明尝试,到安德鲁·怀尔斯经受近10年严峻考验后终获得成功的艰辛旅程。书中既有振奋人心的故事讲述方式,也有引人入胜的科学发现的历史。

  数学的语言:化无形为可见

  由毕达哥拉斯奖、卡尔·萨根科普奖得主齐斯·德福林执笔的《数学的语言》运用8个主题为“何谓数学”提供了全面解答,探讨了“数学作什么用”的根本问题,数学真正带给你的是什么?这一问题的答案是,“数学让不可见变成可见”。正是经由数学,我们能够“看到”苹果从树上坠地的不可见之力背后的力学方程式。数学也能回答,是什么东西让一架巨型喷气式飞机浮在空气中?

  “何谓数学”这一问题的答案,在人类历史过程中数度更易。古埃及和古巴比伦时期,数学仅仅是关于“数字”的学问。古希腊人为其加入了有关“形状”的学问,即几何学。在牛顿和莱布尼茨之后,数学变成了研究数字、形状、运动、变化以及空间的一门学问。时至今日,随着更多新分支的涌现,数学已包括了60至70个不同主题。在最近大约三十年间,一个为大部分数学家所同意的有关数学的定义,才终于出现了:数学是研究模式的科学。数学家的所作所为,就是去检视抽象的模式——数值模式、形状的模式、运动的模式、行为的模式、全国人口的投票模式等。这些模式可以源自我们周遭的世界、源自空间和时间的深度,或者源自人类心灵的内部运作,不同种类的模式当然引出不同的数学分支。数学符号中也不乏美的存在,数学之美是一种高度抽象的内在美,一种抽象形式与逻辑结构的美。《数学的语言》呈现了数学这一常常被误解的学科的简单、精确、纯粹和优雅,启迪数学思维,探索万物背后隐藏的真理。

有趣有含义的数学故事2

好的纪录片,能够为孩子提供多个看数学的角度。一位网友看过数学相关的纪录片后发表感想:“纪录片中看到的哥德巴赫猜想、费马大定理、黎曼猜想等,上学的时候不了解有这么多的背景知识,也许早看到这样的纪录片,我对数学的热情会多一些。”

今天,我们就分享8部数学类的纪录片:《数学的故事》《解码数学》《数学大谜思》《概率知多少》《逻辑的乐趣》《统计的乐趣》《一根绳子有多长》《被数学选中的人》,从统计学、数据、数学家、数学史等各个方面,帮助孩子多角度发现数学的魅力。

主播/编辑 凌文秀

有趣有含义的数学故事3

1.“丁谓施工”。宋真宗在位时,皇宫曾起火。一夜之间,大片的宫室楼台殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿,宋真宗派当时的晋国公丁谓主持修缮工程。当时,要完成这项重大的建筑工程,面临着三个大问题:第一,需要把大量的废墟垃圾清理掉;第二,要运来大批木材和石料;第三,要运来大量新土。不论是运走垃圾还是运来建筑材料和新土,都涉及到大量的运输问题。如果安排不当,施工现场会杂乱无章,正常的交通和生活秩序都会受到严重影响。

丁谓精心研究之后,制订了这样的施工方案:首先,从施工现场向外挖了若干条大深沟,把挖出来的土作为施工需要的新土备用,于是就解决了新土问题。第二步,从城外把汴水引入所挖的大沟中,于是就可以利用木排及船只运送木材石料,解决了木材石料的运输问题。最后,等到材料运输任务完成之后,再把沟中的水排掉,把工地上的垃圾填入沟内,使沟重新变为平地。简单归纳起来,就是这样一个过程:挖沟(取土)→引水入沟(运输)→填沟(处理垃圾)。这个施工方案,不仅节约了许多时间和经费,而且使工地秩序井然,使城内的交通和生活秩序不受施工太大的影响,这就是运用统筹学的科学施工方案案例。

2.“田忌赛马”。战国时期,齐威王与大将田忌赛马,齐威王和田忌各有三匹好马:上马、中马与下马。比赛分三次进行,以千金作赌。由于两者的马力相差无几,而齐威王的马分别比田忌的相应等级的马要好,所以一般人都以为田忌必输无疑。

但是田忌采纳了门客孙膑(著名军事家)的意见,用下马对齐威王的上马,用上马对齐威王的中马,用中马对齐威王的下马,结果田忌以2比1胜齐威王而得千金。这是我国古代运用对策论思想解决问题的一个范例。

3.“鸡兔同笼”。大约在1500年前,《孙子算经》就记载了这个有趣的问题。书中是这样叙述的:“今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?”你想知道《孙子算经》中是如何解答这个问题的吗?

解答思路是这样的:假如砍去每只鸡、每只兔一半的脚,则每只鸡就变成了“独角鸡”,每只兔就变成了“双脚兔”。这样,(1)鸡和兔的脚的总数就由94只变成了47只;(2)脚的总只数47与总头数35的差,就是兔子的只数,即47-35=12(只)。显然,鸡的只数就是35-12=23(只)。“砍足法”的思路新颖而奇特,这种思维方法叫化归法。化归法就是在解决问题时,先不对问题采取直接的分析,而是将题中的条件或问题进行变形,使之转化,直到最终把它归成某个已经解决的问题。

4.“韩信分油”。传说有一天,韩信骑马走在路上,看见两个人正在路边为分油发愁。这两个人有一只容量10斤的篓子,里面装满了油;还有一只空的罐和一只空的葫芦,罐可装7斤油,葫芦可装3斤油。要把这10斤油平分,每人5斤。但是谁也没有带秤,只能拿手头的三个容器倒来倒去。应该怎样分呢?

韩信骑在马上,了解情况以后,说:“葫芦归罐罐归篓,二人分油回家走。”说完了,打马就走。两个人按照韩信的办法倒来倒去,果然把油平均分成两半,每人5斤,高高兴兴,各自回家。韩信所说的“葫芦归罐”,是指把葫芦里的油往罐里倒;“罐归篓”是指把罐里的油往篓里倒。通常分油要把油从大容器往小容器里倒,现在却把小容器里的油往大容器里“归”。往油葫芦里倒油,只能得到3斤的油量;把葫芦里的油往罐里“归”,“归”到第三次,葫芦里就出现2斤的油量。再把满满一罐油“归”到篓里,腾出空来;把葫芦里的2斤油“归”到空罐里,最后再倒一葫芦3斤油“归”到罐里,就完成了分油任务。

两道趣味题供大家思考并留言:

①、假设有一个池塘,里面有无穷多的水。现有2只空水壶,容积分别为5升和6升。只允许使用这2只水壶,如何从池塘里取得3升的水呢?

②、三人住旅店,每人每天的价格是十元,每人付了十元钱,总共给了老板三十元,后来老板优惠了五元,让服务员退给他们,结果服务员贪污了两元,剩下三元每人退了一元钱,也就是说每人消费了9元钱。三个人总共花了27元,加上服务员贪掉的2元总共29元。那一元钱到哪去了?


内容更新时间(UpDate): 2023年03月03日 星期五

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