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數學故事與趣味全本免費閱讀_華羅庚尤拉阿基米德線上閱讀無廣告

時間:2017-11-01 11:12 /無限流 / 編輯:李元
主人公叫韋達,愛因斯坦,尤拉的書名叫《數學故事與趣味》,本小說的作者是王海林 萬海霞所編寫的宅男、技術流、讀物型別的小說,情節引人入勝,非常推薦。主要講的是:02888……=210+81001-110=210+8100-10=210+890=2×9+890=2690=1345。 035454……=310+5410...

數學故事與趣味

作品字數:約10.4萬字

小說年代: 現代

主角名字:阿基米德,華羅庚,尤拉,愛因斯坦,韋達

《數學故事與趣味》線上閱讀

《數學故事與趣味》第6章

02888……=210+81001-110=210+8100-10=210+890=2×9+890=2690=1345。

035454……=310+5410001-1100=310+541000-10=310+54990=3×99+54990=351990=39110。

由此可以看出:把混迴圈小數化為分數,先去掉小數點,再用第二個迴圈節以的數字減去不迴圈部分的數字,將得到的差作為分子;分由9和0組成,9的個數等於一個迴圈節的位數,9的面寫0,0的個數等於不迴圈部分的位數。例如:

02777……=027=27-290=2590=518。

031252525……=03125=3125-319900=15474950。

數學的化雖是無窮的,在研究了大量的現象或大量的例題,應學會從特殊的問題中,總結出一般規律的思考方法。這種由特殊情況歸納出一般情況的方法稱為經驗歸納法。

邏輯系的奇蹟

公元3世紀時,最著名的數學中心是亞歷山大城;在亞歷山大城,最著名的數學家是歐幾里得。

歐幾里得知識淵博,數學造詣精湛,其擅於幾何證明。連當時的國王也經常向他請數學問題。有一次,國王做一幾何證明題,接連做了許多天都沒有做出來,就問歐幾里得,能不能把幾何證明搞得稍微簡單一些。歐幾里得認為國王想投機取巧,於是不客氣地回答說:“陛下,幾何學裡可沒有專門為您開闢的大!”這句話久地流傳下來,許多人把它當做學習幾何的箴言。

在數學上,歐幾里得最大的貢獻是編了一本書。當然,僅憑這一本書,就足以使他獲得很高的聲譽。

這本書,也就是震爍古今的數學鉅著《幾何原本》。

為了編好這本書,歐幾里得創造了一種巧妙的陳述方式。一開頭,他介紹了所有的定義,讓大家一翻開書,就知書中的每個概念是什麼意思。例如,什麼做點?書中說:“點是沒有部分的。”什麼做線?書中說:“線有度但沒有寬度。”這樣一來,大家就不會對書中的概述產生歧義了。

接下來,歐幾里得提出了5個公理和5個公設:

公理1與同一件東西相等的一些東西,它們彼此也是相等的。

公理2等量加等量,總量仍相等。

公理3等量減等量,總量仍相等。

公理4彼此重的東西彼此是相等的。

公理5整大於部分。

公設1從任意的一個點到另外一個點作一條直線是可能是。

公設2把有限的直線不斷延是可能的。

公設3以任一點為圓心和任一距離為半徑作一圓是可能的。

公設4所有的直角都相等。

公設5如果一直線與兩直線相,且同側所兩內角之和小於兩直角,則兩直線無限延畅厚必相於該側的一點。

在現在看來,公理與公設實際上是一回事,它們都是最基本的數學結論。公理的正確是毋庸置疑的,因為它們都經過了期實踐的反覆檢驗。而且,除了第5公設以外,其他公理的正確幾乎是“一目瞭然”的。想想看,你能找出一個例子,說明這些公理不正確嗎?

這些公理是什麼用的?歐幾里得把它們作為數學推理的基礎。他想,既然誰也無法否認公理的正確,那麼,用它們作理論依據去證明數學定理,只要證明的過程不出差錯,定理的正確也是理論證據,卻能推匯出新的數學定理來。這樣,就可以用一邏輯的鏈條,把所有的定理都串聯起來,讓每一個環節都銜接得絲絲入扣,無懈可擊。

在《幾何原本》裡,歐幾里得用這種方式,有條不紊地證明了467個重要的數學定理。

從此,古希臘豐富的幾何學知識,形成了一個邏輯嚴謹的科學系。

這是一個奇蹟!2000多年,大科學家因斯坦仍然懷著审审的敬意稱讚說:這是“世界第一次目睹了一個邏輯系的奇蹟”。

尺規作圖拾趣

希臘是奧林匹克運的發源地。奧運會上的每一個競賽專案,對運器械都有明確的規定,不然的話,就不易顯示出誰“更、更高、更強”。一些古希臘人認為,幾何作圖也應像育競賽一樣,對作圖工作作一番明確的規定,不然的話,就不易顯示出誰的邏輯思維能更強。

應該怎樣限制幾何作圖工呢?他們認為,幾何圖形都是由直線和圓組成的,有了直尺和圓規,就能作出這兩樣圖形,不需要再新增其他的工。於是規定在幾何作圖時,只准許使用圓規和沒有刻度的直尺,並且規定只准許使用有限次。

由於有了這樣一個規定,一些普普通通的幾何作圖題,頃刻間價百倍,萬眾矚目,有不少題目甚至讓西方數學家苦苦思索了2000多年。

尺規作圖特有的魅,使無數的人沉湎其中,樂而忘返。連拿破崙這樣一位威震歐洲的風雲人物,在轉戰南北的餘暇,也常常沉醉於尺規作圖的樂趣中。有一次,他還編了一尺規作圖題,向全法國數學家戰呢。

拿破崙出的題目是:“只准許使用圓規,將一個已知圓心的圓周4等分。”

由於圓心O是已知的,出這個題目的答案並不難。

我們可以在圓周上任意選一點A,用圓規量出OA的度,然以A點為圓心畫弧,得到B點;再以B點為圓心畫弧,得到C點;再以C點為圓心畫弧,得到D點。這時,用圓規量出AC的度,再分別以A點和D點為圓心畫兩條弧,得到點M。接下來,只要用圓規量出OM的度,逐一在圓周上劃分,就可以把圓周4等分了。

如果再增添一把直尺,將這些4等分點連線起來,就可以得到一個正4邊形。由此不難看出,等分圓周與作正多邊形實際上是一回事。

只使用直尺和圓規,怎樣作出一個正5邊形和正6邊形呢?

這兩個題目都很容易解答,有興趣的讀者不妨試一試。

不過,只使用直尺和圓規,要作出正7邊形可就不那麼容易了。別看由6到7,僅僅只增加了一條邊,卻一躍成為古代幾何的四大名題之一。尺規作圖題就是這樣化莫測。

這個看上去非常簡單的題目,曾經使許多著名數學家都束手無策。來,大數學家阿基米德發現了人之所以全都失敗了的原因:正7邊形是不能由尺規作出的。阿基米德從理論上嚴格證明了這一結論。

那麼,採用尺規作圖法,究竟有哪些正多邊形作得出來,有哪些作不出來呢?

有人猜測:如果正多邊形的邊數是大於5的質數,這種正多邊形就一定作不出來。

17是一個比5大的質數,按上面這種說法,正17邊形是一定作不出來的。在過去的2000年裡,確實有許多數學家試圖作出正17邊形,但無一不遭受失敗。豈料在1796年,18歲的大學生高斯居然用尺規作出了一個正17邊形,頓時震了整個歐洲數學界。

這件事也审审了高斯,使他充分意識到自己的數學能,從此決心獻於數學研究,來終於成為一代數學大師。

高斯還發明瞭一個判別法則,指出什麼樣的正多邊形能由尺規作出,什麼樣的正多邊形則不能,圓地解決了正多邊形的可能問題。高斯的判別法則表明,能夠由尺規作出的正多邊形是很少的,例如,在邊數是100以內的正多邊形中,能夠由尺規作出的只有24種。

有趣的是,正7邊形的邊數雖少,卻不能由尺規作出;而正257邊形,邊數多得人實際上很難畫出這樣的圖形,卻一定可由尺規作出。1832邊形,邊數多得人實際上很難畫出這樣的圖形,卻一定可由尺規作出。1832年,數學家黎克洛據高斯指出的原則,解決了正257邊形的作圖問題。他的作圖步驟極其繁瑣,寫了80頁紙,創造了一項“世界紀錄”。

不久,德國人赫爾梅斯又重新整理了這個紀錄。他費了10年功夫,解決了正65537邊形的作圖問題。這是世界上最繁瑣的尺規作圖題。據說,赫爾梅斯手稿可以裝整整一手提箱呢!

有形狀的數

畢達拉斯不僅知奇數、偶數、質數、數,還把自然數分成了和數、虧數、完全數等等。他分類的方法很奇特,其中,最有趣的是“形數”。

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數學故事與趣味

數學故事與趣味

作者:王海林 萬海霞
型別:無限流
完結:
時間:2017-11-01 11:12

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