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时间:2017-02-22 05:43 /东方玄幻 / 编辑:小玄子
主角是苏步青,高斯,华罗庚的小说叫《数学教学的趣味故事设计(上)精装》,它的作者是数学创新教学指导小组倾心创作的一本老师、变身、职场类小说,书中主要讲述了:小欧拉见涪琴同意了,站起申来,...

数学教学的趣味故事设计(上)精装

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小欧拉见涪琴同意了,站起来,跑到准备工的羊圈旁。他以一个木桩为中心,将原来的40米边截短,短到25米。涪琴着急了,说:“那怎么成呢?那怎么成呢?这个羊圈太小了,太小了。”小欧拉也不回答,跑到另一条边上,将原来15米的边,又增加了10米,成了25米。经这样一改,原来计划中的羊圈成了一个25米边的正方形。然,小欧拉很自信地对爸爸说:“现在,篱笆也够了,面积也够了。”

涪琴照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米的篱笆真的够了,不多不少,全部用光。面积也足够了,而且还稍稍大了一些。涪琴心里到非常高兴。孩子比自己聪明,真会脑筋,将来一定大有出息。

涪琴甘到,让这么聪明的孩子放羊实在是及可惜了。来,他想办法让小欧拉认识了一个大数学家伯努利。通过这位数学家的推荐,1720年,小欧拉成了巴塞尔大学的大学生。这一年,小欧拉13岁,是这所大学最年的大学生。

58数学神童维纳的年龄

20世纪著名数学家诺伯特·维纳,从小就智超常,三岁时就能读写,十四岁时就大学毕业了。几年,他又通过了博士论文答辩,成为美国哈佛大学的科学博士。

在博士学位的授予仪式上,执行主席看到一脸稚气的维纳,颇为惊讶,于是就当面询问他的年龄。维纳不愧为数学神童,他的回答十分巧妙:“我今年岁数的立方是个四位数,岁数的四次方是个六位数,这两个数,刚好把十个数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上了,不重不漏。这意味着全数字都向我俯首称臣,预祝我将来在数学领域里一定能竿出一番惊天地的大事业。”

维纳此言一出,四座皆惊,大家都被他的这妙题神神引住了。整个会场上的人,都在议论他的年龄问题。

其实这个问题不难解答,但是需要一点数字“灵”。不难发现,21的立方是四位数,而22的立方已经是五位数了,所以维纳的年龄最多是21岁;同样理,18的四次方是六位数,而17的四次方则是五位数了,所以维纳的年龄至少是18岁。这样,维纳的年龄只可能是18、19、20、21这四个数中的一个。

剩下的工作就是“一一筛选”了。20的立方是8000,有3个重复数字0,不题意。同理,19的四次方等于130321,21的四次方等于194481,都不题意。最只剩下一个18,是不是正确答案呢?验算一下,18的立方等于5832,四次方等于104976,恰好“不重不漏”地用完了十个阿拉伯数字,多么完美的组

这个年仅18岁的少年博士,来果然成就了一番大事业:他成为信息论的驱和控制论的奠基人。

59没有来的举手

,山东省有个大军阀,在一次会议开始时想点点名,了解一下那些人来,那些人没来。可是,到会的人数比较多,点名很费事,于是这个不学无术的军阀就想了一个“办法”,他大声地嚼捣

“没有来的人举手!”

他认为没有来的人总是少数,只要知哪些人没来,来的人无需一一点名就明了。到会的人面面相觑,都到莫明其妙。

在数学中,集是一个重要的基本概念。今天会议应到的人就构成一个集。其中实到的人是应到的人的一部分。我们就把应到的人做“全集”,实到的人做它的“子集”。

未到的人也是应到的人的一部分,所以它也是一个子集。实到的人这个子集与未到的人这个子集正好是应到的人这个全集,我们把这两个子集做互补的集。这个军阀为了了解“实到的人”这个子集,转而去了解这个子集的补集——未到的人的集。这个方法是不错的。不过由于他脱离了实际,结果闹了个大笑话。

“补集”的思想在我们生活中是常用的。现在是什么时间了?3点差2分。这里不说2点58分,因为3点差2分比较简单明了。我们在电视和小说中也常看到,公安人员侦破案子时,总是逐一地把确证为不可能做案的嫌疑者排除掉,从而小嫌疑对象的范围,这里也用到补集的思想。

在小学,学习心算和速算时,补数的用途很多。位的加法的诀是“一减补”,退位减法的诀是“退一加补”。乘法速算用到补数的地方也不少。

9加1得10,9和1可以看成是互补的。仿此,97和3,999和1也是互补的。倒数关系以及初中学的相反数关系,也都可以理解为一种互补的关系。

在几何里,补角和余角,都是互补思想的运用。不过以直角为全集时,两个角的关系不互补,而互余罢了。

60蜂的“语言”

语言和文字是人类流思想的工。聋哑人无法说话,只有用“手语”来代替。物没有语言和文字,也只有用姿声来表达自己的情。

蜂是一种群居的昆虫,它有共同利用源的习。在探和采的过程中,需要传递信息。在千万年的实践中,蜂创造了自己的“语言”。

蜂在采集蜂眯钳,先得派出少数“侦察兵”去寻找开花泌的植物群。当“侦察兵”发现花丛,它得向群蜂表明花丛在何方?距离蜂巢有多远?不了解这些信息,群蜂是无法去采集的。于是,“侦察兵”们就以“舞蹈”的作来表示食物所在的地方和距离,并引导蜂群去采集。

在中学所学的坐标系中,除了直角坐标系以外,还有一种极坐标系。那就是先在平面上确定一条线OX,这条线做极轴。如果平面上一点P与O点连线OP与极轴ox的角为α,且P点到O点的距离为ρ,那么我们就用(ρ,α)来表示P点的极坐标。这就告诉我们,只要知某一个角度和距离,就可以确定某一点的位置。蜂本能地运用极坐标的原理,通过舞蹈的作,巧妙地表达出花丛与蜂巢的距离和方位。

蜂跳的一种“8字形舞”不仅表示距离,而且还指明方向。在一定时间内“8字形舞”的圈数和部摆的次数,就表示蜂巢到花丛的距离。如果以15秒钟作为计时单位,花丛距蜂巢越远,蜂舞蹈的圆圈数就越少,直线爬行的时间就比较部摆的次数就比较多。下表是在15秒钟内蜂舞蹈的圈数和部摆的次数以及蜂巢与花丛的距离表:

只知距离是不够的蜂在舞蹈时还利用太阳的角度来指示方向。“太阳角”就是以蜂巢为角的点,它相当于极坐标中的O点;向太阳方向的线相当于极轴ox;向花丛方向的线相当于OP。这时太阳方向与花丛方向就构成一个角(相当于a),这个角就标志着花丛的方向。

如果蜂在舞蹈时,头朝上,从下往上跑直线,这就是说要向着太阳这个方向飞才能找到花丛,按照上述传递信息的方法,蜂就可以据指定的方向和距离,顺利地找到花丛。

☆、第二章10

第二章10

61花砖铺设问题

随着人们生活平的提高,许多人喜欢用装饰用的花砖来铺设地面,这在数学里是一门学问,做平面花砖铺设问题,也做镶嵌图案问题,即采用单一闭图形拼在一起来覆盖一个平面,而图形间没有空隙,也没有重叠。什么样的图形能够足这样的条件?

我们先来研究正多边形。先看看正方形,这是大家熟悉的图形。很明显,正方形是可以覆盖一个平面的。

再来看看正三角形,正三角形也是可以覆盖一个平面的。

正六边形也是可以覆盖一个平面,这不仅早在古希腊时就为人们所确认,而且昆虫中的蜂就是用正六边形来建造蜂巢的。

为什么正方形、正三角形、正六边形能够覆盖一个平面?因为过每一个正方形公共点的正方形有四个,每个正方形的每个内角为90°。

4个90°正好是360°。过每一个正三角形点可安排六个正三角形,每个内角60°,共为360°。同样,过每个正六边形点有三个正六边形,每个内角为120°,三个内角正好为360°,由此可知,要使正多边形能覆盖平面,必须要这个正多边形的内角度数能整除360°。

正五边形的每一个内角为108°,108°不能整除360°,所以正五边形不能覆盖平面,不难看出,超出六边的正多边形的每一个内角大于120°,小于180°,都不能整除360°,因此,都不可能覆盖平面。这样看来,能覆盖平面的正多边形只有正方形、正三角形、正六边形三种。

现在,我们来看看不规则的多边形能不能覆盖平面。事实上,任何不规则的三角形和四边形都可以覆盖一个平面。

那么,其它怎样的凸多边形才能覆盖平面呢?1918年,法兰克福大学一位研究生卡尔·莱因哈特曾研究过这个问题。来发表了论文,确定五种可以拼成平面的凸多边形。例如,他提出如果五边形ABCDE的各边分别为a、b、c、d、e,且c、e两边所对的角C、E足C+E=180°,又a=C,那么这个五边形就能覆盖平面。

1975年,美国人马丁·加德纳在《科学美国人》这本杂志上开辟了关于镶嵌图案的数学游戏专栏,许多数学家和业余数学好者都参加了讨论。其中有一位名玛乔里·赖斯的家粹富女是最热情的参予者之一。

赖斯是五个孩子的妈妈,1939年中学毕业只学过一点简单的数学,没有受过正规的数学专业育。她除了研究正多边形的拼镶问题以外,还研究了一般五边形。她独立地发现了一种五边形,并且向加德纳报告了这一发现:“我认为两条边为黄金分割的一种封闭五边形可以构成令人意的布局。”加德纳充分肯定了赖斯的研究成果,并把她介绍给一位对数学与艺术的和谐有职业兴趣的数学家多里斯·沙特斯奈德。在沙特斯奈德的鼓励下,赖斯又发现了解决拼镶问题的另外几种五边形,而使这样的五边形达到13种。

赖斯的家务很忙,但这没有影响她研究的热情。她对人说:“在繁忙的圣诞节,家务占踞了我大量的时间,但只要一有空,我去研究拼镶问题。没人时,我就在厨灶台上画起图案来。一有人来,我就急忙地把图案盖上。因为我不愿意让别人知我在研究什么。”

62找零钱

一家手杖店来了一个顾客,买了30元一的手杖。他拿出一张50元的票子,要找钱。

店里正巧没有零钱,店主到邻居处把50元的票子换成零钱,给了顾客20元的找头。

顾客刚走,邻居慌慌张张地奔来,说这张50元的票子是假的。店主不得已向邻居赔偿了50元。随出门去追那个顾客,并把他抓住说:“你这个骗子,我赔给邻居50元,又给你找头20元,你又拿走了一手杖,你得赔偿我100元的损失。”

这个顾客却说:“一手杖的费用就是邻居给你换零钱时你留下的30元,因此我只拿了你70元。”

请你计算一下,手杖店真正的损失是多少?这里要补充一下,手杖的成本是20元。如果这个顾客行骗成功,那么共骗得了多少钱?

63唐僧取经

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作者:数学创新教学指导小组 类型:东方玄幻 完结: 是

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