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第15章 數(shù)學趣味知識教學的積累

從數(shù)學的學習成績來看,沒有一門學科的反差像數(shù)學那樣懸殊,一方面是,幾乎每個學校都有一批數(shù)學迷在孜孜不倦地求索;另一方面,也有為數(shù)不少的差生視數(shù)學為畏途,是一門枯燥乏味的鬼課。數(shù)學真是那樣令人生厭嗎?其實,這是一種對數(shù)學世界缺乏了解的認識誤區(qū)。

數(shù)學中處處蘊含著美,數(shù)學世界實際上就是一個群芳斗艷的百花園。教師們一起去領略它的千種嬌美,萬般風情吧?

有趣的數(shù)字世界

對稱性:122=144212=4411122=125442112=445211132=127693112=96721

就如文學中的回文聯(lián):如人過大佛寺,寺佛大過人;誰也不知道這樣的數(shù)有多少?它們就有一種對稱和諧之美。

數(shù)陣精靈:幻方,所謂幻方,是由1到n2的連續(xù)自然數(shù)按一定規(guī)律排成n行n列的方陣,其中每一行,每一列以及對角線上的n個數(shù)之和全是相等的。由于變幻無窮,使得眾多數(shù)學家為之絞盡腦汁。

富含詩意的幾何

曲線之美,普天公認,畫家與美聯(lián)社學家經(jīng)多年細心觀察發(fā)現(xiàn),物體輪廓由波浪線構成都顯得優(yōu)美,這就是曲線美的美學規(guī)律。由此推論:一切曲線中首推人體曲線最美。

難以想象的是,看來嚴謹?shù)浇跤诳贪宓臄?shù)學公式,竟然會與如此優(yōu)美的幾何圖形(曲線)相映成輝。

當你漫步在山花爛漫山坡上時,你是否想到,有些花的形狀,居然與某一個精確的數(shù)學方程式相吻合。

曲線富含哲理:圓——完美無缺,無可非議;螺旋線蜿蜒伸拓,暗示著某種人生的真締;漸近線欲達而不能,激起人們不懈的追求。

造物主精妙的安排:天體運動著的星球遵循四種形狀的軌道,人造衛(wèi)星,行星,慧星等依據(jù)運動速度不同,即每秒7.9公里,11.2公里,16.7公里三種宇宙速度,分別按圓,橢圓,拋物線,雙曲線的軌跡進行運動。

最美最巧妙的比例――黃金分割:把一條線段分為較長與較短兩段,使之符合較短線段比較長線段等于較長線段比整條線段。這個比值為0.618。這0.618正是最美最巧妙的比例,人們稱之為黃金分割。

法國的巴黎圣母院,中國故宮的構圖都融入了黃金分割的匠心,著名的維納斯雕像中的一些長度比值都采用了0.618。舞臺上報幕員的最佳位置,最后的晚餐中猶大的位置都處在黃金分割點上,運動員上下身之比接近5:8,看上去就修長而挺拔,可惜的是一般人上身多長了2寸左右,有些女性就用鞋跟來彌補。

幾何構造的美與巧:九曲橋,拱形橋不僅合于力學原則,還有觀賞價值;雪花的幾何構造其晶體的平面對稱極為精巧,并由此內含著深刻的物理性質,蜂房的底部的每個蠟板,鈍角都是109°28ˊ,銳角都是70°34ˊ,這樣的構造使得同樣體積下用料最省。

題海拾貝流連忘返

當人們遨游于無邊無際的題海中時,常常會流連忘返,廢寢忘食。特別是許多世界名題引人入勝極富誘惑力。如哥德巴赫猜想,費爾馬大定理,九點圓,哥斯尼堡七橋問題等。

費爾馬大定理:形如xn+yn=zn的方程,當n大于2時沒有正整數(shù)解。費爾馬是一位業(yè)余數(shù)學愛好者,被譽為“業(yè)余數(shù)學家之王”。他去世后人們在他的一本書中看到這一定理及旁邊他寫下的“教師已發(fā)現(xiàn)了這個斷語的美妙證法,可惜這里的空白地方太小,寫不下”

1908年,德國一個科學會拿出10萬馬克作為費爾馬大定理的解答獎金。加上這個定理連小學生都能讀明白,使得上百年來眾多數(shù)學愛好者前赴后繼,后來一位數(shù)學家寫了一百零八頁的解答論文,算是最終解決了這一問題。但至今人們還在尋找著費爾馬所說的美妙證法。

數(shù)理邏輯妙趣橫生

幽默的邏輯也會開人們的玩笑,有一個奇異的循環(huán),困擾著邏輯世界二千多年,這個難題也稱為說謊者悖論,它有最簡單的形式:“教師說的這句話是謊話”——這是真話,還是謊話?把它判作真話,則它是謊話,判作謊話呢?則它已申明自已說謊話,因而成了真話,是真話?則又成了謊話。這就是數(shù)學世界的喜劇,它富有美妙,多樣的情趣。極富有幽默感。

只要你愿意,只要你留意,你就會積累很多數(shù)學中的有趣的材料,它們將會隨機的融入課堂里,教學中,對吸引學生的注意力能起到意想不到的效果。

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