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數學(xué)手抄報資料:神秘的數字
自從人類(lèi)產(chǎn)生起,我們的祖先為了自身的生存和社會(huì )的發(fā)展,在勞動(dòng)中創(chuàng )造了語(yǔ)言;為了計數,表示多少個(gè)勞動(dòng)產(chǎn)品,又在漫長(cháng)的社會(huì )發(fā)展中發(fā)明了數字,他們根據人的左右耳,對稱(chēng)的眼睛和一雙勤勞的手,兩只不畏嚴寒的足,抽象出了這個(gè)隱藏在萬(wàn)事萬(wàn)物背后的特殊數字-“2”。其實(shí)他們哪里知道這只是“2”的初次顯圣,隨著(zhù)社會(huì )的加速發(fā)展,它那神奇而特異的功能越來(lái)越顯示出巨大的威力?雌饋(lái)極為變通而簡(jiǎn)單,卻包含著(zhù)無(wú)窮無(wú)盡的奧妙。
今天,讓我們揭開(kāi)它那神奇的面紗,看看它的真實(shí)面目。二千多年以前,我國勞動(dòng)人民為了研究自然變化的規律,便采用了天干,地支,“2”種順次成雙成對相結合的方法記載年和日,它以六十年(或日)為一個(gè)周期。在自然現象中,天與地一對,陰與陽(yáng)成雙,還有風(fēng)與雨,雷與電,高與低,長(cháng)與短,寬與窄,深與淺,大與小,多與少,輕與重,無(wú)生命物質(zhì)與有生命物質(zhì),植物與動(dòng)物等等,它們都是“2”在不同現象中的化身,也構成了對稱(chēng)式的事物的性質(zhì)進(jìn)行比較的不同方式。
在空間中,過(guò)兩個(gè)定點(diǎn)只能確定唯一的一條直線(xiàn);同一平面內,兩條直線(xiàn)只有兩種位置關(guān)系,它們或者平行或者相交;平行給人以平穩,寧靜,寬廣等美感,相交的兩條直線(xiàn)中,如果規定了各自的正方向,原點(diǎn)及各自的單位,則它是一個(gè)二維射影坐標系,它能使抽象的射影變換具體化,直觀(guān)化;如果這兩條相交線(xiàn)互相垂直,正方向,原點(diǎn)不變,兩條直線(xiàn)上的單位長(cháng)度相同,那么這兩條相交線(xiàn)就搖身一變成了特殊的二維射影坐標系,即二維歐氏空間-笛卡爾坐標系,這是一個(gè)多么神圣的十字架啊!它使人類(lèi)變得越來(lái)越聰明,而不像基督教中那種迂腐的十字架,使人們走向岐途與無(wú)知。它巧妙地使平面點(diǎn)集與有序實(shí)數對建立了一一對應關(guān)系,更使人意想不到的是為代數與幾何搭起了鵲橋,使解析幾何得以產(chǎn)生和發(fā)展,又可建立復平面,使有關(guān)的向量的運算變得簡(jiǎn)單而易行,也為數學(xué)的統一美增添了新的風(fēng)采。
作為自然數中的一個(gè)成員-“2”,在數學(xué)天地里都有著(zhù)別具一格的優(yōu)點(diǎn)和令人難以捉摸的規律。它是自然數“1”的唯一鄰居,后繼數是第一個(gè)奇素數“3”,后繼數的后繼數“4”又是第一個(gè)不是素數的偶數,而“2”卻是一個(gè)唯一的既是偶數又是質(zhì)數的自然數。二加二,二乘以二,二的二次方,神斧天工竟有共同的結果4;一個(gè)實(shí)數的平方總是非負數,一個(gè)正數的平方根總是絕對值相等,符號相反的一對數;兩個(gè)正數的和除以2稱(chēng)作算術(shù)平均數;兩個(gè)正數的積的平方根稱(chēng)為幾何平均數;一個(gè)一元二次方程總是有2個(gè)根,或實(shí)或虛,或等或不等,可由判別式判斷。在這里都有“2”的神秘影子,它起著(zhù)某種奇妙的作用,如果成對的自然數的積順次構成的列1×2,2×3,3×4,,(n-1)n,,變成由每一項的倒數構成的倒數列1/1×2,1/2×3,1/3×4,1/(n-1)n,,那么要求它的前幾項和似乎很困難,但是如果發(fā)現每項都有一個(gè)共同點(diǎn),即1/n(n-1)=1/(n-1)-1/n時(shí),那就是每項可以寫(xiě)成分為兩個(gè)數的倒數之差,這樣,前幾項和的求法就變得非常簡(jiǎn)單,其結果為Sn=1-1/n,在這里,“2”既是秩序美的潛因,又起化繁為簡(jiǎn)的作用。
在現代社會(huì )中,我們采用十進(jìn)制進(jìn)行計量,采用六十進(jìn)制計時(shí),而誰(shuí)又能想到最有發(fā)展前途的是二進(jìn)制,它只有兩個(gè)元素0,1,它的四則運算簡(jiǎn)單而明了,如1+1=10,它與八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制互化極其方便。數理邏輯就是在二進(jìn)制的基礎上產(chǎn)生的。邏輯式的化簡(jiǎn),解邏輯方程都離不開(kāi)二進(jìn)制作向導,如果說(shuō)沒(méi)有二進(jìn)制,那么電子計算機至少不會(huì )像今天這樣飛速發(fā)展,信息時(shí)代也不可能在當今的社會(huì )中實(shí)現,衛星上天也是一句空話(huà)?梢(jiàn)“2”的某些規律給人們帶來(lái)了多么有意義的啟示和靈感,更為數學(xué)迷宮籠罩了一層神妙而朦朧的面紗。
“2”在代數的世界里留下了神奇的足跡。有一位數學(xué)家風(fēng)趣地說(shuō)“像評演員一樣,如果在中學(xué)數學(xué)里評最佳定理,我就選勾股定理,二次三項式根的定理和棣莫佛定理!痹谶@里二次三項式,勾股定理,棣莫佛定理都顯現著(zhù)2的光彩。勾股定理的整數解是最為獨特的、典型的。因為對于“an+bn=cn的不定方程,當n≥3時(shí),找不到任何一組整數解,在這里2是神秘的榮幸者。棣莫佛定理是復數知識中最重要的定理,這里實(shí)部、虛部,復平面上的數組,都蘊含著(zhù)“2”的本質(zhì)。二次三項式根的定理確實(shí)是一個(gè)引人注目,運用最多的定理,即就是二次三項式以及與之有關(guān)聯(lián)的一元二次函數,一元二次方程,一元二次不等式,也是整個(gè)中學(xué)數學(xué)的重要核心內容之一,各類(lèi)考試無(wú)把它作為命題的重要內容。我國數學(xué)家楊樂(lè ),曾在一次講話(huà)中專(zhuān)門(mén)論述了為什么二次三項式的內容受到高考命題的青睞,可見(jiàn)二次三項式及其影響極為深遠,人們對其愛(ài)好不同尋常,進(jìn)而人們對“2”產(chǎn)生了更加神秘而奇特的想象。
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