数学家的眼光和普通人的不同:在普通人眼中十分复杂的问题,在数学家眼中就变得异常简单;普通人觉得相当简单的问题,数学家可能认为非常复杂。作者张景中院士从我们熟悉的问题入手,通俗生动地介绍了数学家是如何从这些简单的问题中,发现并得出不同凡响的结论的。《数学家的眼光》讲的不是解某一类数学题的技巧,它告诉我们的是思考数学问题的思路和方法,让我们做题更加简便的“捷径”。
数学家的眼光可以从“三角形的内角和是180°”这个众人皆知的数学常识中看到“任意n边形外角和都是360°”,看到“蚂蚁在卵形线上爬一圈,角度改变量之和是360°”,这样的眼光,怎能不让人惊叹!
用圆规画线段﹐一般人立即反应:怎么可能呢?若按照常规思考,我们可能回答:“把圆规当铅笔用,再配合直尺,不就可以画线段了吗?”但是在只能用圆规不能用其它工具,画出绝对的直线段的.情况下,可能就需要思考一下了。想一想,若不拘泥在平面上呢?用一个中空的圆罐子,将纸卷成圆柱状置入,将圆心固定在罐子中央,转动圆规,在罐子内侧的纸上画圆,当纸拿出后,线段便完成了!
鸡兔同笼,数学家的眼光从这个小学的数学问题又能看出什么呢?鸡兔同笼用方程的解法会很简单,但是它除了方程,还可以用最原始的方法去解。有人可能会笑了:有了简便的方法,还用那么笨的方法干什么?但如果倒过来想,用鸡兔同笼的方来做方程的话,那么很难方程不就好解了吗?
数学家的眼光,能从基本的数学常识中看出复杂的理论,能从不可能中看出可能,能从简单的问题中看出那题的解法。在数学家的眼中,最最基础的理论也可以衍伸变化出高深的数学问题。数学的领域是无穷广阔的,真正的关键在于自己,若我们用心观察四周的事物,抓住平凡的事实,思考、探索、发掘,会发现数学是耐人寻味且无所不在的。数学家的眼光从洗衣服中都能看见数学的影子,那么我们也一定能够从其它事情中看到数学,久而久之,就会慢慢理解数学,喜欢上数学。这样,数学就不再是让我们绞尽脑汁去思考的难题,而是生活中处处都有的小精灵。
生活中,数学无处不在。建高楼要画几何图,发射火箭要经过无数的计算。
我们一般加减乘除都是由0~9十个数字构成的十进制的算是组成的,而电脑里却用了二进制。
我一直都想不明白,直到我做了这道题目:小明有511块糖,分别放在9个盒子里。你只要告诉他糖的块数,(不多于511,他就可将几个盒子里的糖全部拿出,凑成你要的块数,这几个盒子里各有多少块糖?
我有些丈二和尚摸不着头脑,怎样也想不出来。我只好一个一个排,排了5个后,我发现是一个很有规律的数列:1.2.4.8.16.都是这个数乘2得到下一个数的。我照着排下去:1.2.4.8.16.32.64.128.256,刚好为511,原来电脑里面有二进制是因为可以算出所有数呀!
我有看到了一种问题-----“牛吃草”。一牧场上的青草匀速的生长,可供27头牛吃6天,工23头牛吃9天,18头牛吃了6天后增加了12头牛,还要几天吃完?牛吃草有原有量和增长量,一部分牛吃原来就有的草,一部分牛吃长出来的草,吃增长量的牛无论什么时候都有的吃,而吃原有量的牛吃完了就没有了,所以应先求原有量和增长量,27×=162(份,(将牛一天吃的草视为一份,23*9=207(份,207-162&pide;(9-6=15(份,增长量为15份,162-6×15=72(份,原有量为72份,18头牛吃6天,共吃72-(18-15×6=54(份草,54&pide;(3+12=3.6(天,答:还要3.6天吃完。
书上也是可以获得知识的。书的页码也有学问。如:甲.乙两册书用了8642个数码,且甲册比乙册多20页,甲书有多少页?首先要知道1~页要1×9=9(个数码,10~9需要2×90=180(个数码,100~999需要2700个数码,(2700+180+9×2 8642个,所以甲乙书都印到了四位数。20页有20×4=80(个数码,甲书有(86742+80&pide;2=4361(个数码,4361-(9+180+270=1472(个数码,1472&pide;4=368(页,999+368=1367(页,答:甲书有1367页。
生活中,数学真是无处不在……
我每次做数奥都是拿起一道题拉起来就做,因为我觉得这样做起来很快。可是今天做数奥时,有一道题改变了我的看法,做得快不一定是做得对,主要还是要做对。
今天,我做了一道题目把我难住了,我苦思冥想了好几个小时都没有想出来,于是我只好乖乖地去看基础提炼,让它来帮我分析。
这道题目是这样的:求3333333333的平方中有多少个奇数数字?分析是这样的:3333333333的平方就是3333333333×3333333333,这道乘法算式由于数字太多使计算复杂,我们可以运用转化的方法化繁为简,也就是把一个因数扩大3倍,另一个因数缩小3倍,积不变。使题目转化为求9999999999×1111111111=(10000000000-1×1111111111=11111111110000000000-1111111111=11111111108888888889因此,乘积中有十个奇数数字。这道题,我们还可以位数少的两个数相乘算起,就能发现积中奇数的数字个数。即3×3=9→积中有1个奇数数字。33×33=1089→积中有2个奇数数字。333×333=110889→积中有3个奇数数字。3333×3333=11108889→积中有4个奇数数字。……
从上面试算中,容易发现积是由1,0,8,9四个数字组成的,1和8的个数相同,比一个因数中的3的个数少1,0和9各一个,分别在1和8的后面。积中奇数的数字个数与一个因数中3的个数相同,可以推导出原题的积是:11111111108888888889,积中有10个奇数数字。
做了这道题,我知道做数奥不能求快,要求懂它的方法。
新的课程标准尤其强调了要培养学生的创新精神和实践能力。因此,我们应在注重“双基”教学的前提下充分培养学生的创新精神和实践能力。同时仅仅停留于基础知识和方法的传授以及迁移应用技能的`训练,对于创新来说是远远不够的。如果把扎实“双基”等同于创新教育,那么创新教育也就失去意义,只有在扎实“双基”的同时,善于挖掘“双基”训练的创新因素,抓住“双基”与“创新”的结合点,通过知识的***与再造,着力于培养学生创新精神、创新品质、创新意识,训练学生的创新思维和创新能力,才能真正地给予学生创新的勇气、创新的灵气和创新的才气,使学生有意识、有胆魄、有能力驰骋于创新的广阔时空。
首先,教师应在“双基”教学中,注重知识***再造方法的指导。比如,指导“提问”方法,训练学生思维的深广度;指导“发现”方法,训练思维灵活性;指导“提要”方法,训练思维逻辑性;指导“质疑”方法,训练思维批判性;指导“想象”方法,训练思维独创性。
其次,要鼓励学生大胆表达自己的思想。在自主学习中,能够获得与众不同的看法,形成独特的见解,是知识***和再造的结果,是富有创造性的表现。第三,要鼓励学生大胆质疑。对书本,对教师传授的知识能产生疑问,提出质疑,同样是富有创造性的表现,教师不应以权威去压抑和扼***这种创造性。第四,要鼓励学生大胆想象和幻想。想象和幻想是创新之母,如果善于抓住课文的空白处和耐人寻味处,启发学生大胆想象,就能为学生留有创新的空间,从而使学生由吸收储存知识走向***再造知识,由模仿走向创新,并飞跃于创新的广阔时空。
张奠宙先生说:数学双基的要求应该与时俱进地进行调整和丰富,我们不能盲目地打基础,形成“花岗岩的基础上盖茅草房”的局面。没有基础的创新是空想,没有创新的基础是傻练。随着时代的进步,“双基教学”也需要与时俱进,需要我们在继承传统的同时,不断充实,不断完善。处理好两者的关系,是数学教育工作者长期研究的课题。
1980年,陈省身教授在北京大学的一次讲学中对三角形内角和定理作出质疑。他说:“人们常说,三角形内角和等于180°。但是,这是不对的!”
三角形的内角和等于180°这是一个熟知的定理,为什么说它不对呢?陈教授对大家的疑问作了精辟的解答说:“三角形内角和为180°”不对,不是说这个事实不对,而是说这种看问题的方法不对。应当说:“三角形外角和是360°”!
这是为什么呢?因为任意n边形外角和都是360°。把眼光盯住外角,就可以把多种情形用一个十分简单的结论概括起来了;用一个与n无关的常数代替了与n有关的公式,找到了—个更一般的规律。当然也是一个更简单的规律!
由此可见,尽管命题“三角的外角和为360°”和命题“三角的内角和为180°”是等价的,但是在数学家看来,这是不同的!因为在形式上,后者更简单,因此就更美,也就更有价值!事实果真如此,正是这与众不同的眼光,使陈教授抓住了更有价值的内角和,并由此出发,进一步把“多边形内角和等于360°”这个规律推广到闭曲线,推广到空间,进而发展为著名的陈氏类理论,做出了划时代的贡献。
这就是数学家的眼光!在这透彻、犀利的目光中,折射出来的是数学家的价值观和审美观,是数学家的穷追不舍,孜孜以求的探索真理的精神。
孙一、王二、张三、李四四位水手乘坐的小船不幸被大风吹到了一座荒岛边,可整个岛上除了椰子树就是灌木林与野草。为了生存他们只好把所有的椰子都采摘下来,堆放在一起。天黑了,大家又累又困来不及分摊椰子就躺下睡着了。
夜里1点钟,孙一醒来,肚子饿得咕咕直叫。他看伙伴们睡得正香,就轻手轻脚地爬起来,走到椰子旁,把椰子分成相等的4份,见还多出1个,就把那个椰子吃了,然后把自己的一份藏起来后躺下继续睡觉。夜里2点钟,王二醒了过来。他见伙伴们呼呼大睡,也轻手轻脚地爬起来,走到椰子旁,把椰子分成相等的4份,见还多了1个,就把多出的那个椰子吃了,然后把自己的一份藏好后躺下继续睡觉。
夜里3点钟,张三又醒了。他看伙伴们睡得很香,就轻手轻脚地爬起来,走到椰子旁,把椰子分成相等的4份,见还多了1个,就把那个椰子吃了,然后把自己的一份藏好后躺下继续睡觉。夜里4点钟,李四又醒了。四周静悄悄的,伙伴们都在睡梦中。李四就轻手轻脚地爬起来,走到椰子旁,把椰子平均分成相等的4份,见还多了1个,就把那个椰子吃了,然后把自己的一份藏起来躺下继续睡觉。
天亮了,大家都装着什么也没发生,吵着说:“饿死了,快分椰子吃。”椰子正好可分成4份,每份60个。分完后大家低头吃了起来。
半小时后,李四觉得良心有些不安,心想:“如果我不在夜里4点吃了一个椰子并藏起一份,大家就可以分到更多的椰子了。”于是他红着脸向大家坦白了所作所为,承认了错误。大家就算出李四4点起来前的椰子数目应该为((60*4/3*4+1=321(个。张三听后脸上发烫,也交待了他的所作所为。大家就又算出张三3点起来前的椰子数目应该为(321/3*4+1=429(个。接着王二觉得心里有愧,也低着头交待了他的所作所为。大家就又算出王二2点起来前的椰子数目应该为
(429/3*4+1=573(个。
伙伴们都承认了自己的错误后,孙一也坐不住了,如实交待了他在1点的所作所为。大家终于明白昨天采摘的椰子总共应有(573/3*4+1=765(个。
通过这件事,四位水手认识到:只有大家坦诚相待,才能同舟共济、共渡难关。
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