高中数学公式背后的有趣的故事看完就能爱上数学

放大字体  缩小字体 2019-08-24 00:47:27  阅读:8844 作者:责任编辑NO。姜敏0568

现在的咱们被数学教师的作业压抑的喘不过气来,被数学压轴题选修课难的只想抛弃。

其实,数学有他自身的美,数学的背面,有许多风趣的故事。

音乐家说

数学是国际上最调和的音符。

植物学家说

国际上没有比数学更美的花朵。

美学家说

哪里有数学,哪里才有真实的美。

哲学家说

你能够不信任天主,

可是你必需信任数学,

国际什么都在变,

唯有数学是永久的。

其实你一点都不厌烦数学

或许你对以上的各种答复不能感同身受,由于,经历过学生生计的你(尤其是文科生),会说:『数学是我的噩梦!』

英国学生 Rory Kirkman 在数学考试两次失利后

把可恨的二次方程求根公式纹在了身上

当咱们厌烦数学时,咱们厌烦的是数学吗?莫如说咱们厌烦的是数学的教育办法和考试办法。今日,请你暂时放下心中对教育制度的愤怒,让咱们来一次巨大的数学公式巡礼。假如你在上学的时分教师告知了你数学公式背面有这么多风趣的故事,你会爱上数学吗?

巨大的数学公式巡礼

NO.1世上最简略的公式

稍有数学履历的人都有这样的直觉,但凡『简练』的公式都会给人以美感。而 1+1=2,这是全部公式中最简略明晰的一个了,咱们只要把它的发明归功于天主。

公式背面的故事

虽然从远古起人们都心照不宣地知道 1+1=2,但直到1557年的某一天,这一等式才写成类似于咱们今日的办法。也便是说等号这个每个等式中都有的成分直到16世纪才榜首次进场露脸。

NO.2毕达哥拉斯定理

即勾股定理。『勾三股四弦五』,这一定理是如此地深化每一个地球人的心灵。它是人类前期发现并证明的重要数学定理之一(公元前约三千年的古巴比伦书版中就有记载),也是用代数思想处理几许问题的最重要的东西之一。勾股定理(毕达哥拉斯定理)约有400种证明办法,是数学定理中证明办法最多的定理之一。

公式背面的故事

毕达哥拉斯是古希腊传统数学和哲学的创始人。以他的姓名命名的学派是一个个人崇拜的隐秘组织,宣扬节欲、长辈和一夫一妻制。他以为,国际万物都是由数字控制的,他用数字揣度人的命运,如奇数被以为与男性有关,而偶数与女人有关。他发现了称之为『完全数』的数字,也便是那些等于自己悉数真因子之和的数字。比方:6(6 = 1 + 2 + 3)和 28(28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14)。已知的完全数共有47 个,跟着核算机发展速度的日益加速,每隔几年就会发现新的完全数。

NO.3圆周率的发现

现在,人类现已能得到圆周率的10万亿位精度。不过现代科技领域运用的圆周率值,有十几位现已足够了。假如用35位精度的圆周率值,来核算一个能把太阳系包起来的圆的周长,差错还不到质子直径的百万分之一。现在的人核算圆周率,大都是为了验证核算机的核算才能,还有便是为了爱好。

公式背面的故事——布丰投针试验

在地板上画一系列距离为2厘米的平行线,然后把一根长度为1厘米的针扔在地板上。那么,这根针与地板上的线条相交的概率是多少呢?1733年,法国博物学家布丰榜首次提出了这个问题。1777年,布丰自己处理了这个问题——这个概率值是1/π。

看到这个现实,阿基米德会呆若木鸡、刘徽会无语凝眸。所以,假如天主发明晰整数,并且他也发明晰π,那或许天主其实是一台核算机。

NO.4费马终究的定理

1637年的某一天,法国律师兼业余数学家费马,在一本书的空白处写下了下面一段话:

任何立方数都不或许写为两个立方数之和的办法,也没有任何四次方数能够写成别的两个四次方数的办法。普遍地说,任何二次以上的幂都不或许写成别的两个同次幂的办法。

即,当指数n大于2时,上述方程没有整数解。

在写下上面的猜测后,这个天然生成羞涩、默不做声的人却跟国际玩了一个恶作剧,他又写道:

对此我现已找到了一个真实绝妙的证明,但这儿空白处太小,写不下。

但是,他怎料到,他随意写下的两句手记,却让350年间的很多数学家耗尽终身,也没能找到那个证明。直到1994年,英国人安德鲁·怀尔斯才证明晰费马终究定理。

公式背面的故事

以费马定理为主题的纪念邮票

德国人数学家沃尔夫斯凯尔因寻求一位美丽女人被回绝,遂决定在午夜钟声响起时开枪自杀。他认真地安排好后事,写下遗言。他的高效率使得全部的工作略早于午夜的时限就办完了。为了消磨终究的几个小时,他到图书室翻阅数学书本:一篇关于费马大定理证明的论文……他不知不觉拿起了笔,一行一行进行核算……

然后,天亮了。

沃尔夫斯凯尔为自己发现并改正了论文中的一个缝隙感到无比自豪,本来的失望和哀痛消失了,数学将他从死神身边唤回。

1908年,得享天算的沃尔夫斯凯尔写下了他新的遗言:他财产中的一大部分作为一个奖,规则奖给任何能证明费马大定理的人,奖金是10万马克,按现在的币值超越100万英镑。

这是他对那个挽救过其生命的盖世难题的报答办法。

NO.5微积分底子定理

微积分是微分和积分的总称,『无限细分』便是微分,『无限求和』便是积分。比方,炮弹飞出炮膛的瞬间速度便是微分的概念,炮弹每个瞬间所飞翔的旅程之和便是积分的概念。

微积分的诞生是数学史上,也是人类前史上最巨大最有影响的壮举,由于从此数学家和科学家在评论接连改变的数量时便有了科学依据。化学、生物学、地理学、现代信息技术等学科运用微积分的办法推导演绎出各种新的公式、定理,促成了后来全部科学和技术领域的革新。脱离微积分,人类将中止行进的脚步。恩格斯曾说:『在全部理论成就中,未必再有什么像17世纪下半叶微积分的发现那样被看作人类精力的最高成功了。』

公式背面的故事

蔡志忠漫画《人生是时间的微积分》——少林寺石碑

牛顿和莱布尼茨几乎是一起独登时发明晰微积分,莱布尼茨稍晚几年。在1673到1675年之间的某个时间,莱布尼茨曾与牛顿联络,想知道牛顿究竟现已知道了些什么,并提出了某种交流信息的主张:你告知我这个,我就告知你那个。牛顿在回信中透露了微积分底子定理,但把它隐藏在一个难以破解的字母易位灯谜中。牛顿明显并不想与莱布尼茨共享他的发现。他仅仅要留下伏笔,一旦莱布尼茨今后说这一定理是他自己的,牛顿就能够此证明他才是榜首个发明人。敢情巨大的科学家也这么小心眼儿呢!

NO.6牛顿规律

经典物理学中最巨大的没有之一的中心规律。学过高中物理的你,还记得它们吗?

公式背面的故事

1684年,牛顿的朋友埃德蒙顿·哈雷问牛顿能否证明行星的轨迹是椭圆,牛顿说他能。成果三年后,牛顿对这一问题的证明便形成了《自然哲学的数学原理》,该书榜首部分就开宗明义叙说了牛顿三大规律,为将来的全部物理学书本定下了基调。

哈雷助人为乐,资助牛顿出书了此书,他的这一义举终究以一种十分共同的办法得到了报答:除了对苹果和行星以外,牛顿的理论也可应用于彗星。由于彗星的轨迹是椭圆,所以它们一定会一次又一次地回归。哈雷意识到,人们曾多次观察到一颗特定彗星,它以大约75年的周期回归:1456年、1531年、1606年和1682年。所以他正确地猜测了这颗彗星将会在1758年(那时他早已离世)再次回归。从那时起,这颗彗星每隔75至76年就会回归一次,这便是闻名的哈雷彗星。

NO.7麦克斯韦方程组

麦克斯韦方程最巨大的功劳便是将电现象、磁现象与光的实质有机地统一在完好的电磁场理论中。这组公式交融了电的高斯规律、磁的高斯规律、法拉第规律以及安培规律。比较谦善的点评是:『一般地,世界间任何的电磁现象,皆可由此方程组解说。』

麦克斯韦提醒了电场和磁场是一种底子前言,并发现光速c是一个不变的底子物理常数:磁场是由电流发生的,电场是由改变的磁场引发的。并且说究竟,光只不过便是传达中的电磁波,是振动中的磁场与电场相互交织、精美编就的织锦,而磁场与电场就好像一幅纺织品上的经线与纬线。

公式背面的故事

MacBook发生的美丽电磁场

麦克斯韦方程预言电磁波能够以不同的波长存在,例如咱们今日叫作微波、红外线、紫外线和X射线的那些光波就都是电磁波。它们预言这样的波能够经过振动电场发生。1901年,意大利人古列尔莫·马可尼正是使用这一原理发射了榜首束无线电波。它们暗示光自身能够发生压强。公然不错,研究人员在20世纪发现了『太阳风』,它揭开了彗星尾部所指的方向违背太阳的千古之谜。而在1905年,它们又为阿尔伯特·爱因斯坦指明晰发现相对论的路途。

NO.8质能公式

又一个简练公式的模范!一起也又一次改写了人类的国际观。质能方程深刻地提醒了质量与能量之间的联络,在此之前,人们毫无疑问的以为:质量是质量,能量是能量,两者间没有联络,但在相对论力学中,能量和质量是可交换的。

公式背面的故事

爱因斯坦其实并没有证明E = mc !他从前做过近似处理,因而他仅仅证明晰E ≈ mc (也便是说,能量与物质大体等价)。他没有真实下手确认这一近似核算的差错是多少。看上去他好像底子就不在乎——作为一位不拘形骸的天才、数学课的『懒狗』,为什么要用陈腐的数学证明来浪费这样一个『很风趣、很有感染力』的主意?当然,爱因斯坦和其他人后来从前回过头来对这个最重要的原理进行了更为严厉的证明。

当你昂首仰视星空的时分,是否有过想问『为什么』的激动?但众多的世界却从来不吐露一个字。人类前史上有一些人,和咱们相同也曾仰视星空,他们的姓名是:阿基米德、开普勒、高斯、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦……他们用代表着人类的才智,向世界发问、与世界对话,将关于世界的隐秘翻译成咱们能懂的言语,这种言语便是如上这些光耀后世的『数学公式』。

每一个巨大公式都是人类文明的集中体现,每一个巨大公式见证的,都是科学的美丽与人类的庄严,每一个巨大的公式背面,都有一段值得回味的故事。

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