数学教学的趣味故事设计 无弹窗阅读 苏步青和爱因斯坦和悟空 实时更新

时间:2017-05-28 10:49 /东方玄幻 / 编辑:雪儿
主人公叫悟空,爱因斯坦,苏步青的书名叫《数学教学的趣味故事设计》,这本小说的作者是秦 赟 闫 森所编写的教育理论、游戏、淡定类型的小说,书中主要讲述了:一个魔术师拿着一块边肠为8尺的正方形地毯去找一个地毯匠,要地毯匠把地毯改成

数学教学的趣味故事设计

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《数学教学的趣味故事设计》精彩章节

一个魔术师拿着一块边为8尺的正方形地毯去找一个地毯匠,要地毯匠把地毯改成为13尺宽为5尺的方形地毯。

地毯匠算了一下,说:“你拿来的地毯只有64平方尺,而你要我把它改成65平方尺的方形地毯,怎么可能呢?我又不象你,会无中生有魔术。”

魔术师笑了,“我不是为难你,你照我画的办法剪裁拼接,包你做得成。”魔术师拿出一张图给地毯匠,说:“你按我第一张图中的线把地毯裁开。然你再按第二个图就可拼接成一个513的方形了。”地毯匠横看竖看,始终看不出破绽,但又不敢下剪刀。

这究竟是怎么回事呢?

如果注意到这里涉及的各种图形的外形尺寸主要数据不外乎3、5、8、13这四个数,你就可以发现,这些数正是“斐波拉契数”。原来,斐波拉契数fn足规律:

fn2-fn-1fn+1=(-1)n+1。

魔术师正利用了这一点企图愚地毯匠。但如果你仔画一个大一点的图,你就可以发现,在拼接513方形中,中间是有空隙的,这个空隙面积恰好等于1平方尺。

现在,大家明了,这原来是利用斐波拉契数的把戏。

那么,如果要问:倘若真按上面的方式,使裁拼成矩形的面积保持不,应如何裁呢?拼成矩形宽又各为多少呢?

设裁成直角边为x及8的两个直角三角形及上、下底分别为x及8-x的两个梯形,拼成边为8-x及16-x的矩形。据题意,有(8-x)·(16-x)=82(取“+”号时的>8,舍去)

方形地毯条,再把小方形按对角线裁开成两个直角三角形,而得到直角梯形。这样才能拼接无误。

如果算出x及8-x的近似值,就可得到答案。

这两个数分别相当地接近3与5。

这个数正是“黄金分割”数。原来,斐波拉契数与黄金分割数有相当密切的关系。

还有一个“火柴游戏”:

有一堆火柴,至少2,二人流从中取,先取的一方可任取,但不允许一次取完。以取的一方所取火柴数不得超过对方刚才所取火柴的2倍。但每人每次都不能不取。规定取到最者为胜。

如何制胜?有秘诀吗?

如果火柴只有2,那么,先取者必败。

如果火柴有3时,先取者败。

如果火柴有4,先取者可胜。

如果火柴有5,先取者败。此时先取者第一次取2~4时,取者取余下的;先取者取1时,取者也只取1;先取者此时至多取2,余下的被取者取完。

如火柴有6,先取者胜。他只取1取者取1~2取者若取1时,先取者仍取1取者取1~2,先取者取余下的,胜。若第二次取者取2时,先取者可取余下的,胜。

经过实验,马上知,若火柴数是斐波拉契数时,取者只要掌窍门必胜;而火柴数不是斐波拉契数时,先取者只要掌窍门必胜。

大家可就数为7、8、9……时设计出取胜的方法验证。这个结论是可以从理论上加以证明的。不过推证起来较为烦,这里就从略了。

47批注之谜

我们知,x+y=z是一个三元一次不定方程,它的正整数解有无穷多个。x2+y2=z2是一个三元二次不定方程,它的正整数解也有无穷多个。

在初中平面几何中学过股定理,据这个定理,直角三角形三条边的足这个方程。人们必然要问:x3+y3=z3、x4+y4=z4有没有正整数解呢?一般地说来,xn+yn=zn(n是大于2的整数)有没有正整数解呢?最早提出这个问题的是法国数学家费尔马(1601~1665)。

公元1637年,费尔马经过反复研究,提出了如下的结论:对于方程xn+yn=zn,其中n是大于2的整数,不存在正整数解。这个结论被人们称为“费尔马大定理”。之所以称为“定理”,是因为当时费尔马声称,他已能证明这个结论。他在一本书的空之处以批注的形式写:“我已经找到了这个令人惊异的证明,但是书页太窄了,无法把它写出来。”可是,人们此找遍费尔马的著作,并未能找到批注中所讲的“证明”。

为了解开这个批注之谜,数学家和业余数学好者纷纷开展了对这一问题的研究。可是,问题研究了一百多年都没有能够解决。公元1850年、1853年,法兰西科学院两度以二千法郎的奖金悬赏征解,但都失望了。1908年,德国科学院又以十万马克巨金悬赏,征费尔马大定理的“谜底”。

科学发现的荣誉,高额的悬赏,引得大批业余数学好者对这一问题行研究,不少人还声称得到了“证明”,但经过权威数学家的“审查”,这些“证明”均一一被否定。科学院不堪审稿的烦扰,一方面把奖金降为七万五千马克,另一方面又以仅接受公开发表的文章为由,打发了一大批“证明”者。但这样做的结果又产生了副作用:社会上又出现了成千种公开发行的所谓“费尔马大定理证明”的小册子,以及上万篇同样质的文章。当然,这只是“费尔马大定理”证明历史河中的一股支流,应该充分肯定的还是期来一些优秀数学家所作出的努和获得的成果:

欧拉(Euler)证明了n=3,4的情况;

1823年,法国数学家勒让得证明了n=5的情形;

1840年,法国数学家拉梅和勒贝格证明了n=7的情形;

1849年,德国数学家库默尔证明了n=3~100(37、59、67除外)的情形,但其中有错误;

1976年,美国数学家证明了2<n<1000000的情形。

当然,以上这些数还包括它们的倍数在内。1983年,联邦德国乌珀塔尔大学29岁的讲师法尔廷斯(Falitings)证明了数学中的“莫德尔猜想”。这个猜想的一个直接推论是,对任何固定的正整数n(n>3),xn+yn=zn至多只有有限多组互素的正整数解。

接着,希思—布郎又证明了,对“几乎所有”的n,费尔马大定理都是成立的。

1988年3月10,美国《波士顿环报》报导,本数学家宫冈在联邦德国一数学研究所证明了费尔马大定理。可是时隔仅一个月,美国《科学新闻》及其它一些报刊报导,著名数学家们在检验了宫冈的手稿说,证明在节上是有问题的。

1993年6月23,一个令人震惊的消息在全亿传开了——350年来悬而未决的费尔马大定理终于被40岁的英国数学家安德鲁·怀尔斯所解决。

怀尔斯现在美国普林斯顿大学工作,他是一位有世界平的数论专家。1993年6月21~23,他在故乡英国的剑桥大学艾萨克·牛顿数学研究所一连三天以“模形式的椭圆曲线和伽罗瓦表示”为题行演讲。开始,谁也看不出他有讨论费尔马大定理的意图。最那天,在演讲的结尾部分,怀尔斯总结说,他证明了由本学者谷山丰提出的一个猜想。在场的专家们立刻意识到,这意味着:怀尔斯已经证明了费尔马大定理。

人们纷纷举起相机,抢拍下这一历史的镜头。接着是一片经久不息的掌声。成千上万的祝贺电话、邮件象雪片似地飞来,世界各大报纸竞相报导这一消息。

怀尔斯的证明是否正确?这有待数学家们详的审查。不过,国际数论权威邦别里、里贝特、梅热、阿德勒曼等均对此表示乐观的度。这是因为怀尔斯研究作风一向严谨致,而且他的推理是以近30年来诸多数学家的成果为据,这些据都是可靠的。

现在看来,费尔马当初的“批注”,如果不是开笑的话,那么,他的“证明”一定是有问题的。因为仅用当时数学知识,是本无法证明这个定理的。不过,开笑也好,犯错误也好,费尔马的“批注”毕竟建立了历史的功勋,因为他吹响了克费尔马大定理的军号。

48飞矢不

养由基是我国古代最有名的手。他箭的技术非常高超,如果任意在一棵杨树上指定一片树叶,养由基站在百步之外,弯弓搭箭,嗖的一声,这片树叶就被他穿了。这就是“百步穿杨”的功夫。

有一天,养由基正在表演他的“百步穿杨”绝技,有一个芝诺的希腊人走了过来,笑嘻嘻地说:“我今天准保能让你的飞矢不!”

养由基听了大不解,说:“我出的箭谁都阻挡不住,你怎么能让它飞着飞着突然就不了呢?”

芝诺神秘兮兮地说:“我说你的箭是本无法出的。”

养由基更觉奇怪,“我的弓是最好的弓,箭也是最好的箭,我又是天下无双的手,怎么可能不出箭呢?”

芝诺说:“那你就听我慢慢说出其中缘故吧。现在假定你张了弓,搭上了箭,箭头设为点O,你瞄准了百步之外的杨树叶点A。你的箭最中点A,对吗?”

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作者:秦 赟 闫 森 类型:东方玄幻 完结: 是

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