《数学文化赏析.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数学文化赏析.pptx(27页珍藏版)》请在第壹文秘上搜索。
1、一般认为:数学是一些知识、方法和工具。数学是学校教育必修、升学考试必考的一门课程。但很少有人去思考:为什么数学会受到如此重视?数学对人类的影响到底有多大?要透彻地解释这些问题,并不容易。有两句话值得关注:1.一个人不识字甚至不会说话可以生活,但若不识数,就很难生活。这句话比较通俗, 颇为深刻;2.一个国家科学的进步,可以用他消耗的数字来度量。这句话比较高雅,也非常精彩!数学对人类生存、生活以及社会进步、科技发展有重要影响;数学源于实践,追求永恒,强调本质,关注共性,识方圆曲直,判正负盈亏,时时为人解难。数学思想深刻,方法巧妙,内容广阔,形式优美,析万物之理,解万象之迷,处处引人入胜。数学根基简
2、明,推理严密,结论可靠,应用广泛,可化繁为简,能化难为易,事事让人放心。作为一门课程,数学知识是学习与理解其它知识的基础。数学是教育时间最长、分量最重、要求最高的课程。作为一种工具,数学方法是人们生存、生产、生活的得力助力,在人类社会的各个领域、生产的各个方面、科学技术的各个分支,数学都扮演着极其重要、不可替代的角色。作为一种语言,数学的符号、公式、图形等是描述自然和社会的通用语言。作为一种思维,数学严谨、精细、简洁、可靠,是理性思维的标志和典范,她培养的王思考力、判断力、决策力是人的重要素质,是科学素质的核心。作为一门科学,即是科学之母,也是科学之仆。既孕育了许多就学圣婴,又推动着所有科学的
3、发展。数学之魂,追根溯源,昂首顶天立地;数学之功,探因析理,阔步所向披靡;数学之旅,超越时空,数形争放异彩;数学之美,简洁和谐,方圆竞展奥妙;数学之辩,阴阳虚实,反映万物本质;数学之理,普适可靠,揭示万物规律;数学之妙,出神入化,时时化繁为简;数学之奇,鬼斧神工,事事化难为易;数学之趣,引人入胜,促进情智共生;数学之问,简明深刻,焕发数学生机。数学的对象:数与形式,万物之本。数,可以表达事物规模,也可以表达事物的次序,万象共有;形,是人类赖以生存的空间形态,万物共存。数与形两者相互联系,对立统一。数学中研究数量关系或数的部分属于代数学范畴;研究空间形式或形的部分属于几何学范畴;研究两者联系或数
4、形关系的部分属于分析学范畴。代数学中,数量关系、顺序关系占主导,培养计算与逻辑思维能力;几何学中,位置关系、结构形式占主导,培养直觉能力和洞察力;分析学中,量变关系、瞬间变化与整体变化关系占主导,函数为对象,极限为工具,培养周密的逻辑思维能力和建模能力。数学的内容:模式与秩序,万物之理。德国数学家康托建立了集合论,借助集合论,简洁地概括出数学的研究内容:数学是研究模式与秩序的科学。数学的基础是集合,数学的基本集合包括各种数的集合、各类图形、各类函数、各种空间、一般的抽象集合等。在集合上建立结构:代数结构:反映“合作”关系的各种运算及其运算规律等;顺序结构:反映对比关系的大小、先后、反映隶属关系
5、的蕴涵等;拓扑结构:反映亲疏程度与规模大小的距离。从最简单和最容易明了的事物入手,渐渐地和逐步地达到对最复杂对象的认识,甚至在哪些原本无先后次序的事物,也假定为其排列层次。 -笛卡尔(方法论)。数学理论的建立:始于公理,成于推理,表为定理。公理:不证自明的事实;推理、定理:根据公理,采用逻辑演绎(三段论)方法,推出新结论。(新:条件、结果)数学思维:数学不仅仅是一种方法或工具,还是一种思维,即“数学思维”。数学文化:数学不仅仅是一门学科,还是一种文化,即“数学文化”。数学素质:数学不仅仅是一些知识,还是人的一种素质,即“数学素质”。数学是人类最高超的智力成就,也是人类心灵最独特的创作,音乐能激
6、发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,但数学能给予以上一切。 -(克莱因)数学的教育功能:知识、能力、文化。数学的语言功能:简单化、清晰化、扩展化。数学的文化功能:知识性、观念性。数学的价值:数学是一种素质,数学教育的本质是素质教育;数学提供了一种思维方式;数学影响人的世界观。数学能助人类优化生活;数学能帮助人类提高效率;数学能帮助人类解释疑问;数学能帮助人们理智判断和决策。数学,作用为人类最早建立的科学,如今根粗杆壮,枝繁叶茂,形成一个庞大的学科体系。研究领域不断扩大,从精确到随机;从离散到连续;从欧氏到非欧;从平直到弯曲;从常量到变量;从局部
7、到整体;从规则到分形;从实域到复域研究方法不断创新,从算术到代数;从测量到推理;从消元到矩阵;从演绎到解析;从坐标到向量研究内容不断深入:从方程求解到抽象结构;从线性代数到抽象代数;从空间图形到拓扑结构;从推理几何到解析几何、向量几何、射影几何、微分几何、分形几何、拓扑学;从一元分析到多元分析,从实分析到复分析、流形分析;从古典概率到现代概率自然科学中,真实性通过经验方法来确定,包括观察、测量和实验;而在数学中,结论的真实性是靠推理或证明来实现的,既包括逻辑扮演,也包括数字或字母运算推导。发现数学结论依靠归纳、类比等合情推理;确定数学结论则依靠演绎推理。以数学的推理方法得到的结论是可靠的,不会
8、被证伪。鸡蛋和鸡哪个在先?先有鸡还是先有鸡蛋,人们以这个问题争论了几千年,但不论如何回答,都要是自我否定。数学家看来,在回答一个问题前,必须要明确问题中所涉及的概念。什么是鸡?什么是鸡蛋?如果定义鸡生的蛋才叫鸡蛋,哪么就先有鸡,兵团有鸡蛋;如果定义鸡蛋孵化的动物是鸡,哪就是先有蛋后有鸡。若同时定义鸡生的蛋才叫鸡蛋,鸡蛋孵化的动物是鸡,就是前提矛盾。以其人之道,还治其人之身-类比与反证话说某风水先生看破风水,恰逢天降大雪,即兴做歪诗一首:“天公下雪不下雨,雪到地上变成雨,早知雪要变成雨,何不当初就下雨”。歪诗刚好被一牧童听到,遂回诗一首:先生吃饭不吃屎,饭到肚里变成屎,早知饭要变成屎,何不当初就
9、吃屎”小特意正是利用了数学中的类比法、反证法,巧妙驳斥了风水先生否定事物普遍发展规律,只强调结果,不要变化过程的形而上学观点。草地上有两只羊,不同的人看到会有不现的感受和理解,下面是艺术家、生物学家、物理学家和数学家对它们的描述:艺术家:蓝天、碧水、绿草、白羊,美哉自然。生物学家:雌雄一对,生生不息。物理学家:大羊静卧,小羊漫步。数学家:1+1=2感悟:数学用符号表述。256322626+256 64 19226 192 0完美的錯誤还是规律?2551414141414+2515204200完美的錯誤还是规律?1+1+1+1+1=54+4+4+4+4=2012012 11210 8 910 8
10、 0完美的錯誤还是规律?1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1=129+9+9+9+9+9+9+9+9+9+9+9=10812+108=120很显然,这不符合我们约定的计算规则,也是不提倡使用的方法。但从上面几个例子中我们会发现其具有一定规律:对被除数是二位数,除数是一位数,发现这种完美错误都适应。在数学中,动与静、变与恒、乱与序、异与同、情与理、理与用、加与减、乘与除、实与虚、正与负、直与曲、微分与积分、指数与对数、偶然与必然、精确与模糊、有理与无理、连续与离散、有限与无限、秩序与混沌、收敛与发散处处体现出辩证性。动中有静,变中有恒;乱中有序,异中有同;2010年2月27日智利发生大
11、地震事,有心人注意到汶川、海地、智利地震发生的日期:汶川 5 1 2海地 1 1 2智利 2 2 7横看、竖看都是512、112、227,是巧合还是天意?情中有理,理中有用几天前甲乙两人相约今天晚上在某时刻、某地点约会,双方约定:先到场者若未遇对方,则可以等待10分钟,10分钟后仍未遇则可以离开,可惜两人忘记了具体的约会时间,只记得在6:00至7:00之间,请问他们能够相遇的概率有多大?分析:若两人随机到达,当然不能保证会面。但若两人是理性思维派,则结果在不一样,两人都想:为了减少等待时间,不能在6:10之有前或6:50之后到达;同样道理,不应在6:之20前或6:40之后到达,同样想,不应在6
12、:30前或6:30后到达,因此选择6:30分到达,成功会面,不需等待。随机非随意,乱中藏玄机,偶然蕴必然,无序隐有序,时运当可控,理性破迷局。数学美的简洁性:符号美、抽象美、统一美、常数美数学美的和谐性:对称美、序列美、节奏美、协调美数学美的奇异性:奇异美、有限美、神秘美、对比美、滑稽美1 *9+2=1112 *9+3=111123 *9+4=11111234 *9+5=1111112345 *9+6=111111123456*9+7=11111111234567*9+8=1111111112345678*9+9=111111111123456789*9+10=11111111119 *9+7
13、=8898 *9+6=888987 *9+5=88889876 *9+4=8888898765 *9+3=888888987654*9+2=88888889876543*9+1=8888888898765432*9+0=888888888数字黑洞:某些数字组成的数字串,经过一定的变换 规则后,都要列一例外走向这一数字串。卡普雷卡黑洞6174任取一位四位数(数学不能完全相同),如1326,把数字按从小到大排列得到一个新数,按从在到小排列又得到一个新数,这两个数这差做为一次变换后的结果,再按上述规则,继续变换,发此下去,最多7步以内必得到6174。1)6321-1236=5085;2)8550-0
14、558=7992;3)9972-2799=71734)7731-1377=6354;5)6543-3456=3087;6)8730-0378=83527)8532-2358=6174西西弗斯黑洞123任取一个数,数出它的偶数个数和奇数个数,按“偶奇总”的位序排列成一个新数,重复以上过程,最终必然是123。例:1234567890,偶数5个,奇数5个,总数为10个,构成新数为5510,新数中偶数1个,奇数3个,总数4个,构成新数134;新数中偶数1个奇数2个,总数3个,即为123。再重复,还是123。数字黑洞:某些数字组成的数字串,经过一定的变换 规则后,都要列一例外走向这一数字串。自恋性黑洞153对一个给定的数,求其各位数字的立方和,得到一个新数,这个过程 称为立方和变换。1的立方+5的立方+3的立方=153神奇的1089任意取一个三位数(个位 与百位 不能相等)A,把该数倒序排列成另一个数B,将两数相减得到一个三位数M= A-B (不足三位时前面补0) ,将M倒序排列成另一个数N,计算M+N=?1089