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有關數學的資料

發布時間: 2021-08-25 16:06:11

1. 有關於數學方面的資料

數學的概念:
數學,作為人類思維的表達形式,反映了人們積極進取的意志、縝密周詳的推理及對完美境界的追求。它的基本要素是:邏輯和直觀、分析和推理、共性和個性。雖然不同的傳統學派可以強調不同的側面,然而正是這些互相對立的力量的相互作用,以及它們綜合起來的努力,才構成了數學科學的生命力、可用性和它的崇高價值。
數學史:
基礎數學的知識與運用是個人與團體生活中不可或缺的一部分。其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本內便可觀見。從那時開始,其發展便持續不斷地有小幅度的進展,直至16世紀的文藝復興時期,因著和新科學發現相作用而生成的數學革新導致了知識的加速,直至今日。 今日,數學被使用在世界不同的領域上,包括科學、工程、醫學和經濟學等。數學對這些領域的應用通常被稱為應用數學,有時亦會激起新的數學發現,並導致全新學科的發展。數學家也研究純數學,也就是數學本身,而不以任何實際應用為目標。雖然許多以純數學開始的研究,但之後會發現許多應用。 創立於二十世紀三十年代的法國的布爾巴基學派認為:數學,至少純數學,是研究抽象結構的理論。結構,就是以初始概念和公理出發的演繹系統。布學派認為,有三種基本的抽象結構:代數結構,序結構,拓撲結構
基本上都是重點,樓主可以挑著寫,祝你辦個漂亮的手抄報!

2. 有關數學的來歷的資料

原始公社末期,私有制和貨物交換產生以後,數與形的概念有了進一步的發展,仰韶文化時期出土的陶器,上面已刻有表示1234的符號。到原始公社末期,已開始用文字元號取代結繩記事了。
西安半坡出土的陶器有用1~8個圓點組成的等邊三角形和分正方形為100個小正方形的圖案,半坡遺址的房屋基址都是圓形和方形。為了畫圓作方,確定平直,人們還創造了規、矩、准、繩等作圖與測量工具。據《史記·夏本紀》記載,夏禹治水時已使用了這些工具。
商代中期,在甲骨文中已產生一套十進制數字和記數法,其中最大的數字為三萬;與此同時,殷人用十個天乾和十二個地支組成甲子、乙丑、丙寅、丁卯等60個名稱來記60天的日期;在周代,又把以前用陰、陽符號構成的八卦表示八種事物發展為六十四卦,表示64種事物。
公元前一世紀的《周髀算經》提到西周初期用矩測量高、深、廣、遠的方法,並舉出勾股形的勾三、股四、弦五以及環矩可以為圓等例子。《禮記·內則》篇提到西周貴族子弟從九歲開始便要學習數目和記數方法,他們要受禮、樂、射、馭、書、數的訓練,作為「六藝」之一的數已經開始成為專門的課程。
春秋戰國之際,籌算已得到普遍的應用,籌算記數法已使用十進位值制,這種記數法對世界數學的發展是有劃時代意義的。這個時期的測量數學在生產上有了廣泛應用,在數學上亦有相應的提高。
戰國時期的百家爭鳴也促進了數學的發展,尤其是對於正名和一些命題的爭論直接與數學有關。名家認為經過抽象以後的名詞概念與它們原來的實體不同,他們提出「矩不方,規不可以為圓」,把「大一」(無窮大)定義為「至大無外」,「小一」(無窮小)定義為「至小無內」。還提出了「一尺之棰,日取其半,萬世不竭」等命題。
而墨家則認為名來源於物,名可以從不同方面和不同深度反映物。墨家給出一些數學定義。例如圓、方、平、直、次(相切)、端(點)等等。
墨家不同意「一尺之棰」的命題,提出一個「非半」的命題來進行反駁:將一線段按一半一半地無限分割下去,就必將出現一個不能再分割的「非半」,這個「非半」就是點。
名家的命題論述了有限長度可分割成一個無窮序列,墨家的命題則指出了這種無限分割的變化和結果。名家和墨家的數學定義和數學命題的討論,對中國古代數學理論的發展是很有意義的。
中國古代數學體系的形成
秦漢是封建社會的上升時期,經濟和文化均得到迅速發展。中國古代數學體系正是形成於這個時期,它的主要標志是算術已成為一個專門的學科,以及以《九章算術》為代表的數學著作的出現。
《九章算術》是戰國、秦、漢封建社會創立並鞏固時期數學發展的總結,就其數學成就來說,堪稱是世界數學名著。例如分數四則運算、今有術(西方稱三率法)、開平方與開立方(包括二次方程數值解法)、盈不足術(西方稱雙設法)、各種面積和體積公式、線性方程組解法、正負數運算的加減法則、勾股形解法(特別是勾股定理和求勾股數的方法)等,水平都是很高的。其中方程組解法和正負數加減法則在世界數學發展上是遙遙領先的。就其特點來說,它形成了一個以籌算為中心、與古希臘數學完全不同的獨立體系。
《九章算術》有幾個顯著的特點:採用按類分章的數學問題集的形式;算式都是從籌算記數法發展起來的;以算術、代數為主,很少涉及圖形性質;重視應用,缺乏理論闡述等。
這些特點是同當時社會條件與學術思想密切相關的。秦漢時期,一切科學技術都要為當時確立和鞏固封建制度,以及發展社會生產服務,強調數學的應用性。最後成書於東漢初年的《九章算術》,排除了戰國時期在百家爭鳴中出現的名家和墨家重視名詞定義與邏輯的討論,偏重於與當時生產、生活密切相結合的數學問題及其解法,這與當時社會的發展情況是完全一致的。
《九章算術》在隋唐時期曾傳到朝鮮、日本,並成為這些國家當時的數學教科書。它的一些成就如十進位值制、今有術、盈不足術等還傳到印度和阿拉伯,並通過印度、阿拉伯傳到歐洲,促進了世界數學的發展。

3. 有關數學的資料

《圓的有關性質》復習指導-2005初中數學中考專題復習輔導資料.doc

......說明:適用於初三版第9期「同步課堂」欄目一、復習目標1、理解圓及其相關的基本概念初中數學中考復習,2、了解點的軌跡概念,及五種常見軌跡;3、理解圓的對稱性,初中數學總復習掌握垂徑定 ...

詳見:http://hi..com/howtogirl/blog/item/1e864dcdbe2e680ebe09e6a9.html

4. 有關數學小報的資料

華羅庚(1910——1982)出生於江蘇太湖畔的金壇縣,因出生時被父親華老祥放於籮筐以圖吉利,「進籮避邪,同庚百歲「,故取名羅庚。
華羅庚從小便貪玩,也喜歡湊熱鬧,只是功課平平,有時還不及格。勉強上完小學,進了家鄉的金壇中學,但仍貪玩,字又寫得歪歪扭扭,做數學作業時倒時滿認真地畫來畫去,但像塗鴉一般,所以上初中時的華羅庚仍不被老師喜歡的學生而且還常常挨戒尺。
金壇中學的一位名叫王維克的教員卻獨有慧眼,他研究了華羅庚塗鴉的本子才發現這許多塗改的地方正反映他解題時探索的多種路子。一次王維克老師給學生講[孫子算經]出了這樣一道題:」今有物不知其數,三三數之剩其二,五五數剩其三,七七數剩其二,問物幾何?「正在大家沉默之際,有個學生站起來,大家一看,原來是向來為人瞧不起的華羅庚,當時他才十四歲,你猜一猜華羅庚他說出是多少?23.他的回答使老師驚喜不已,並得到老師的表揚。從此,他喜歡上了數學。
華羅庚上完初中一年級後,因家境貧困而失學了,只好替父母站櫃台,但他仍然堅持自學數學。經過自己不懈的努力,他的《蘇家駒之代數的五次方程式解法不能成立的理由》論文,被清華大學數學系主任熊慶來教授發現,邀請他來清華大學;華羅庚被聘為大學教師,這在清華大學的歷史上是破天荒的事情。
1936年夏,已經是傑出數學家的華羅庚,作為訪問學者在英國劍橋大學工作兩年。而此時抗日的消息傳遍英國,他懷著強烈的愛國熱忱,風塵僕僕地回到祖國,為西南聯合大學講課。華羅庚還是一位數學教育家,他培養了像王元、陳景潤、陸啟鏗、楊樂、張廣厚等一大批卓越數學家。為了培養青年一代,他為中學生編寫了一些課外讀物。
華羅庚十分注意數學方法在工農業生產中的直接應用。他經常深入工廠進行指導,進行數學應用普及工作,並編寫了科普讀物。

5. 誰有有關數學方面的資料

不知道你要的是什麼數學資料?
數學科學網主頁(美國網站)http://www.ams.org/mathscinet/
數學教育網站(大學以下)http://www.shuxue.com.cn/
數學資料庫(一大學生博客)http://..com/question/13805816.html

6. 關於數學的資料

數學(mathematics或maths,來自希臘語,「máthēma」;經常被縮寫為「」),是研究數量、結構、變化、空間以及信息等概念的一門學科,從某種角度看屬於形式科學的一種。數學家和哲學家對數學的確切范圍和定義有一系列的看法。

而在人類歷史發展和社會生活中,數學也發揮著不可替代的作用,也是學習和研究現代科學技術必不可少的基本工具。

在中國古代,數學叫作算術,又稱算學,最後才改為數學.中國古代的算術是六藝之一(六藝中稱為「數」).

數學起源於人類早期的生產活動,古巴比倫人從遠古時代開始已經積累了一定的數學知識,並能應用實際問題.從數學本身看,他們的數學知識也只是觀察和經驗所得,沒有綜合結論和證明,但也要充分肯定他們對數學所做出的貢獻.

基礎數學的知識與運用是個人與團體生活中不可或缺的一部分.其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本內便可觀見.從那時開始,其發展便持續不斷地有小幅度的進展.但當時的代數學和幾何學長久以來仍處於獨立的狀態.

代數學可以說是最為人們廣泛接受的「數學」.可以說每一個人從小時候開始學數數起,最先接觸到的數學就是代數學.而數學作為一個研究「數」的學科,代數學也是數學最重要的組成部分之一.幾何學則是最早開始被人們研究的數學分支.

直到16世紀的文藝復興時期,笛卡爾創立了解析幾何,將當時完全分開的代數和幾何學聯繫到了一起.從那以後,我們終於可以用計算證明幾何學的定理;同時也可以用圖形來形象的表示抽象的代數方程.而其後更發展出更加精微的微積分.

現時數學已包括多個分支.創立於二十世紀三十年代的法國的布爾巴基學派則認為:數學,至少純數學,是研究抽象結構的理論.結構,就是以初始概念和公理出發的演繹系統.他們認為,數學有三種基本的母結構:代數結構(群,環,域,格……)、序結構(偏序,全序……)、拓撲結構(鄰域,極限,連通性,維數……).

(6)有關數學的資料擴展閱讀:

數學分支

一、數學史

二、數理邏輯與數學基礎a:演繹邏輯學(亦稱符號邏輯學)b:證明論 (亦稱元數學) c:遞歸論 d:模型論 e:公理集合論 f:數學基礎 g:數理邏輯與數學基礎其他學科

三、數論

a:初等數論 b:解析數論 c:代數數論 d:超越數論 e:丟番圖逼近 f:數的幾何 g:概率數論 h:計算數論 i:數論其他學科

四、代數學

a:線性代數 b:群論 c:域論 d:李群 e:李代數 f:Kac-Moody代數 g:環論 (包括交換環與交換代數,結合環與結合代數,非結合環與非結 合代數等) h:模論 i:格論 j:泛代數理論 k:范疇論 l:同調代數 m:代數K理論 n:微分代數 o:代數編碼理論 p:代數學其他學科

五、代數幾何學

六、幾何學

a:幾何學基礎 b:歐氏幾何學 c:非歐幾何學 (包括黎曼幾何學等) d:球面幾何學 e:向量和張量分析 f:仿射幾何學 g:射影幾何學 h:微分幾何學 i:分數維幾何 j:計算幾何學 k:幾何學其他學科

七、拓撲學

a:點集拓撲學 b:代數拓撲學 c:同倫論 d:低維拓撲學 e:同調論 f:維數論 g:格上拓撲學 h:纖維叢論 i:幾何拓撲學 j:奇點理論 k:微分拓撲學 l:拓撲學其他學科

八、數學分析

a:微分學 b:積分學 c:級數論 d:數學分析其他學科

九、非標准分析

十、函數論

a:實變函數論 b:單復變函數論 c:多復變函數論 d:函數逼近論 e:調和分析 f:復流形 g:特殊函數論 h:函數論其他學科

十一、常微分方程

a:定性理論 b:穩定性理論 c:解析理論 d:常微分方程其他學科

十二、偏微分方程

a:橢圓型偏微分方程 b:雙曲型偏微分方程 c:拋物型偏微分方程 d:非線性偏微分方程 e:偏微分方程其他學科

十三、動力系統

a:微分動力系統 b:拓撲動力系統 c:復動力系統 d:動力系統其他學科

十四、積分方程

十五、泛函分析

a:線性運算元理論 b:變分法 c:拓撲線性空間 d:希爾伯特空間 e:函數空間 f:巴拿赫空間 g:運算元代數 h:測度與積分 i:廣義函數論 j:非線性泛函分析 k:泛函分析其他學科

十六、計算數學

a:插值法與逼近論 b:常微分方程數值解 c:偏微分方程數值解 d:積分方程數值解 e:數值代數 f:連續問題離散化方法 g:隨機數值實驗 h:誤差分析 i:計算數學其他學科

十七、概率論

a:幾何概率 b:概率分布 c:極限理論 d:隨機過程 (包括正態過程與平穩過程、點過程等) e:馬爾可夫過程 f:隨機分析 g:鞅論 h:應用概率論 (具體應用入有關學科) i:概率論其他學科

十八、數理統計學

a:抽樣理論 (包括抽樣分布、抽樣調查等 )b:假設檢驗 c:非參數統計 d:方差分析 e:相關回歸分析 f:統計推斷 g:貝葉斯統計 (包括參數估計等) h:試驗設計 i:多元分析 j:統計判決理論 k:時間序列分析 l:數理統計學其他學科

十九、應用統計數學

a:統計質量控制 b:可靠性數學 c:保險數學 d:統計模擬

二十、應用統計數學其他學科

二十一、運籌學

a:線性規劃 b:非線性規劃 c:動態規劃 d:組合最優化 e:參數規劃 f:整數規劃 g:隨機規劃 h:排隊論 i:對策論 亦稱博弈論 j:庫存論 k:決策論 l:搜索論 m:圖論 n:統籌論 o:最優化 p:運籌學其他學科

二十二、組合數學

二十三、模糊數學

二十四、量子數學

二十五、應用數學 (具體應用入有關學科)

二十六、數學其他學科

7. 幫我找一些有關數學的知識或材料

丘成桐這樣描述幼時的家境:「我在香港的郊區——元朗和沙田長大。那裡沒有電,也沒有自來水。小時候就在河中洗澡。家中有八個兄弟姐妹,食物少得可憐。」當教授的父親是家裡的頂樑柱,也是丘成桐心目中的偶像和心理上的依靠。

但是,丘成桐14歲時,父親便去世了。丘成桐說這或許是自己一生中最大的打擊。在一段頗長的日子裡,他都不能相信父親已經離開了自己和家人。家中經濟頓入困境,孩子們都面臨輟學。幸虧母親苦心操持,父親的舊交和弟子施以援手,才倖免如此。家中劇變,令丘成桐更成熟堅強。他說:「困境中人情冷暖,父親生前的教導,竟變得真實起來。」也就是在這個時期,他開始產生了對幾何的熱愛,從此一發不可收拾。「我閱讀了大量數學書籍,並考慮書中的難題。當這些難題都解決掉後,我開始創造自己認為有挑戰性的題目。由個人去創造問題此後變成我研究事業中最關鍵的環節。學校的課本已經不能滿足我了。我跑到圖書館、書店去看書。一般來說,我會比課程早一個學期做完所有的習題,所以聽數學課是一種享受。」

從15歲起,丘成桐開始替低年級學生當家教,以貼補家用。他找到一些巧妙的方法,使成績低劣的孩子搖身變成優等生。這為他積累了教導年輕人的經驗,同時也體會到教學相長的道理。

卡拉比猜想

1966年丘成桐進了香港中文大學,選擇了數學作為自己的事業。他以3年時間修完全部必修課程,還閱讀了大量課外資料。被當時的美籍教授沙拉夫所賞識,力薦他到美國加利福尼亞大學伯克利分校。當時柏克利分校的數學系「在世界上數一數二」,雲集了許多優秀的幾何學家。丘成桐如飢似渴地從他們那裡學習不同的科目,並師從著名數學家陳省身。博士畢業後他先後在美國多所著名大學任教,輝煌的數學之路也越走越寬。

丘成桐的研究工作深刻又廣泛,成果累累。他最重要、最有影響的工作之一是對「卡拉比猜想」的證明。在演講中,丘成桐披露了自己驗證卡拉比猜想過程中的故事。

丘成桐剛到斯坦福大學時,一個幾何大會正在舉行。有位物理學家應邀就廣義相對論發言。丘成桐說自己當時對物理還不算在行,但對其提及有關相對論的一個幾何問題卻一見傾心。「賦予空間的數學解釋,與空間物理導出數學問題,兩者都令人神往。」這問題當時對丘成桐而言,還是遙遠不可及。但丘成桐對它念念不忘。在會議期間,他找到了一個辦法,去反證卡拉比的提議。「我發表了自己的想法,反映似乎不錯,沒人提出異議。人們都鬆了口氣,畢竟大家都猜對了,卡拉比猜想是不對的。」

但是,兩個月後,卡拉比教授寫信給丘成桐,釐清了丘成桐的一些想法。「我在推理中找到一個嚴重的決口。在我的研究生涯中,這可說是最痛苦的經歷了。我輾轉反側,不能成眠。差不多兩個星期都失眠,眼看名譽因犯錯而毀於一旦。經過反復仔細審閱每個步驟後,我相信問題反過來才對。為卡拉比猜想舉出反例,其論據是先假設它是對的,然後考慮其後果。」

意識到卡拉比猜想是對的後,丘成桐便朝著正確的方向邁進。在准備最後的證明前,需要大量的准備工作。他和鄭紹遠合作研究蒙奇—安培方程、仿射幾何、極大麴面等相關問題。與孫理察合作研究調和影照,與孫理察和李安西門研究極小曲面。在短短兩年裡,「我們於與幾何有關的非線性分析,碩果累累。這是幾何學的黃金時代。」

新婚伊始,丘成桐終於找到完成卡拉比猜想的正確想法。他說:「我終於掌握了凱勒(Kahker)幾何中的曲率了。一些老大難的代數幾何問題,都因卡拉比猜想的證明而解決掉。」當時首先了解到凱勒幾何的曲率結構後,丘成桐有物我相融的感覺,他用了一句詩來形容:落花人獨立,微雨燕雙飛。

迷戀數學之美

在丘成桐眼中,數學既可以實用,也可以獨立為一門至為美麗的學科。他強調,習題可以重視實用,但絕對要討論看來無用但美麗的工作,重要的數學的發展可以從實用而形成,也可以因為追求純美而成功,「要注意的是:所有重要的實用數學都建基在純美的數學上」。

談到研究數學的首要目標,丘成桐說,既不是拿獎,也不是成名成家,自己對數學的興趣,源於人類智能足以參悟自然的欣喜。從幾何上看,大自然的美是永恆不朽的。他說,當幾何、非線性分析、代數幾何、數學物理這幾個重要領域自然融合在一起後,經典的大難題便會迎刃而解。解決難題可以視為人們理解大自然的路燈柱。「但是幾何學實在超越了科學家的想像,它日新月異,觀念層出不窮。」

8. 數學家的資料3個,每個200字

華羅庚,1910年11月12日出生於江蘇金壇縣,父親以開雜貨鋪為生。他幼時愛動腦筋,因思考問題過於專心常被同伴們戲稱為「羅獃子」。他進入金壇縣立初中後,其數學才能被老師王維克發現,並盡心盡力予以培養。初中畢業後,華羅庚曾入上海中華職業學校就讀,因拿不出學費而中途退學,故一生只有初中畢業文憑。

此後,他開始頑強自學,每天達10個小時以上。他用5年時間學完了高中和大學低年級的全部數學課程。1928年,他不幸染上傷寒病,靠新婚妻子的照料得以挽回性命,卻落下左腿殘疾。20歲時,他以一篇論文轟動數學界,被清華大學請去工作。

從1931年起,華羅庚在清華大學邊工作邊學習,用一年半時間學完了數學系全部課程。他自學了英、法、德文,在國外雜志上發表了三篇論文後,被破格任用為助教。1936年夏,華羅庚被保送到英國劍橋大學進修,兩年中發表了十多篇論文,引起國際數學界贊賞。1938年,華羅庚訪英回國,在西南聯合大學任教授。在昆明郊外一間牛棚似的小閣樓里,他艱難地寫出名著《堆壘素數論》。1946年3月,他應邀訪問蘇聯,回國後不顧反動當局的限制,在昆明為青年作「訪蘇三月記」的報告。1946年9月,華羅庚應紐約普林斯頓大學邀請去美國講學,並於1948年被美國伊利諾依大學聘為終身教授。不久,妻子帶著三個兒子來到美國與其團聚。

1949年,華羅庚毅然放棄優裕生活攜全家返回祖國。1950年3月,他到達北京,隨後擔任了清華大學數學系主任、中科院數學所所長等職。50年代,他在百花齊放、百家爭鳴的學術空氣下著述頗豐,還發現和培養了王元、陳景潤等數學人才。1956年,他著手籌建中科院計算數學研究所。1958年,他擔任中國科技大學副校長兼數學系主任。從1960年起,華羅庚開始在工農業生產中推廣統籌法和優選法,足跡遍及27個省市自治區,創造了巨大的物質財富和經濟效益。1978年3月,他被任命為中科院副院長並於翌年入黨。

晚年的華羅庚不顧年老體衰,仍然奔波在建設第一線。他還多次應邀赴歐美及香港地區講學,先後被法國南錫大學、美國伊利諾依大學、香港中文大學授予榮譽博士學位,還於1984年以全票當選為美國科學院外籍院士。1985年6月12日,他在日本東京作學術報告時,因心臟病突發不幸逝世,享年74歲。

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9. 有哪些有關數學趣味故事的資料

1、蝴蝶效應

氣象學家Lorenz提出一篇論文,名叫「一隻蝴蝶拍一下翅膀會不會在Taxas州引起龍卷風?」論述某系統如果初期條件差一點點,結果會很不穩定,他把這種現象戲稱做「蝴蝶效應」。就像我們投擲骰子兩次,無論我們如何刻意去投擲,兩次的物理現象和投出的點數也不一定是相同的。Lorenz為何要寫這篇論文呢?

這故事發生在1961年的某個冬天,他如往常一般在辦公室操作氣象電腦。平時,他只需要將溫度、濕度、壓力等氣象數據輸入,電腦就會依據三個內建的微分方程式,計算出下一刻可能的氣象數據,因此模擬出氣象變化圖。

這一天,Lorenz想更進一步了解某段紀錄的後續變化,他把某時刻的氣象數據重新輸入電腦,讓電腦計算出更多的後續結果。當時,電腦處理數據資料的數度不快,在結果出來之前,足夠他喝杯咖啡並和友人閑聊一陣。在一小時後,結果出來了,不過令他目瞪口呆。結果和原資訊兩相比較,初期數據還差不多,越到後期,數據差異就越大了,就像是不同的兩筆資訊。而問題並不出在電腦,問題是他輸入的數據差了0.000127,而這些微的差異卻造成天壤之別。所以長期的准確預測天氣是不可能的。

參考資料:阿草的葫蘆(下冊)——遠哲科學教育基金會

2、動物中的數學「天才」

蜜蜂蜂房是嚴格的六角柱狀體,它的一端是平整的六角形開口,另一端是封閉的六角菱錐形的底,由三個相同的菱形組成。組成底盤的菱形的鈍角為109度28分,所有的銳角為70度32分,這樣既堅固又省料。蜂房的巢壁厚0.073毫米,誤差極小。

丹頂鶴總是成群結隊遷飛,而且排成「人」字形。「人」字形的角度是110度。更精確地計算還表明「人」字形夾角的一半——即每邊與鶴群前進方向的夾角為54度44分8秒!而金剛石結晶體的角度正好也是54度44分8秒!是巧合還是某種大自然的「默契」?

蜘蛛結的「八卦」形網,是既復雜又美麗的八角形幾何圖案,人們即使用直尺的圓規也很難畫出像蜘蛛網那樣勻稱的圖案。

冬天,貓睡覺時總是把身體抱成一個球形,這其間也有數學,因為球形使身體的表面積最小,從而散發的熱量也最少。

真正的數學「天才」是珊瑚蟲。珊瑚蟲在自己的身上記下「日歷」,它們每年在自己的體壁上「刻畫」出365條斑紋,顯然是一天「畫」一條。奇怪的是,古生物學家發現3億5千萬年前的珊瑚蟲每年「畫」出400幅「水彩畫」。天文學家告訴我們,當時地球一天僅21.9小時,一年不是365天,而是400天。(生活時報)

3、麥比烏斯帶

每一張紙均有兩個面和封閉曲線狀的棱(edge),如果有一張紙它有一條棱而且只有一個面,使得一隻螞蟻能夠不越過棱就可從紙上的任何一點到達其他任何一點,這有可能嗎?事實上是可能的只要把一條紙帶半扭轉,再把兩頭貼上就行了。這是德國數學家麥比烏斯(M?bius.A.F 1790-1868)在1858年發現的,自此以後那種帶就以他的名字命名,稱為麥比烏斯帶。有了這種玩具使得一支數學的分支拓樸學得以蓬勃發展。

4、數學家的遺囑

阿拉伯數學家花拉子密的遺囑,當時他的妻子正懷著他們的第一胎小孩。「如果我親愛的妻子幫我生個兒子,我的兒子將繼承三分之二的遺產,我的妻子將得三分之一;如果是生女的,我的妻子將繼承三分之二 的遺產,我的女兒將得三分之一。」。

而不幸的是,在孩子出生前,這位數學家就去世了。之後,發生的事更困擾大家,他的妻子幫他生了一對龍鳳胎,而問題就發生在他的遺囑內容。

如何遵照數學家的遺囑,將遺產分給他的妻子、兒子、女兒呢?

5、火柴游戲

一個最普通的火柴游戲就是兩人一起玩,先置若干支火柴於桌上,兩人輪流取,每次所取的數目可先作一些限制,規定取走最後一根火柴者獲勝。

規則一:若限制每次所取的火柴數目最少一根,最多三根,則如何玩才可致勝?

例如:桌面上有n=15根火柴,甲、乙兩人輪流取,甲先取,則甲應如何取才能致勝?

為了要取得最後一根,甲必須最後留下零根火柴給乙,故在最後一步之前的輪取中,甲不能留下1根或2根或3根,否則乙就可以全部取走而獲勝。如果留下4根,則乙不能全取,則不管乙取幾根(1或2或3),甲必能取得所有剩下的火柴而贏了游戲。同理,若桌上留有8根火柴讓乙去取,則無論乙如何取,甲都可使這一次輪取後留下4根火柴,最後也一定是甲獲勝。由上之分析可知,甲只要使得桌面上的火柴數為4、8、12、16...等讓乙去取,則甲必穩操勝券。因此若原先桌面上的火柴數為15,則甲應取3根。(∵15-3=12)若原先桌面上的火柴數為18呢?則甲應先取2根(∵18-2=16)。

規則二:限制每次所取的火柴數目為1至4根,則又如何致勝?

原則:若甲先取,則甲每次取時,須留5的倍數的火柴給乙去取。

通則:有n支火柴,每次可取1至k支,則甲每次取後所留的火柴數目必須為k+1之倍數。

規則三:限制每次所取的火柴數目不是連續的數,而是一些不連續的數,如1、3、7,則又該如何玩法?

分析:1、3、7均為奇數,由於目標為0,而0為偶數,所以先取者甲,須使桌上的火柴數為偶數,因為乙在偶數的火柴數中,不可能再取去1、3、7根火柴後獲得0,但假使如此也不能保證甲必贏,因為甲對於火柴數的奇或偶,也是無法依照己意來控制的。因為〔偶-奇=奇,奇-奇=偶〕,所以每次取後,桌上的火柴數奇偶相反。若開始時是奇數,如17,甲先取,則不論甲取多少(1或3或7),剩下的便是偶數,乙隨後又把偶數變成奇數,甲又把奇數回覆到偶數,最後甲是註定為贏家;反之,若開始時為偶數,則甲註定會輸。

通則:開局是奇數,先取者必勝;反之,若開局為偶數,則先取者會輸。

規則四:限制每次所取的火柴數是1或4(一個奇數,一個偶數)。

分析:如前規則二,若甲先取,則甲每次取時留5的倍數的火柴給乙去取,則甲必勝。此外,若甲留給乙取的火柴數為5之倍數加2時,甲也可贏得游戲,因為玩的時候可以控制每輪所取的火柴數為5(若乙取1,甲則取4;若乙取4,則甲取1),最後剩下2根,那時乙只能取1,甲便可取得最後一根而獲勝。

通則:若甲先取,則甲每次取時所留火柴數為5之倍數或5的倍數加2。 6、韓信點兵

韓信點兵又稱為中國剩餘定理,相傳漢高祖劉邦問大將軍韓信統御兵士多少,韓信答說,每3人一列餘1人、5人一列餘2人、7人一列餘4人、13人一列餘6人……。劉邦茫然而不知其數。

我們先考慮下列的問題:假設兵不滿一萬,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,則兵有多少?

首先我們先求5、9、13、17之最小公倍數9945(註:因為5、9、13、17為兩兩互質的整數,故其最小公倍數為這些數的積),然後再加3,得9948(人)。

中國有一本數學古書「孫子算經」也有類似的問題:「今有物,不知其數,三三數之,剩二,五五數之,剩三,七七數之,剩二,問物幾何?」

答曰:「二十三」

術曰:「三三數之剩二,置一百四十,五五數之剩三,置六十三,七七數之剩二,置三十,並之,得二百三十三,以二百一十減之,即得。凡三三數之剩一,則置七十,五五數之剩一,則置二十一,七七數之剩一,則置十五,即得。」

孫子算經的作者及確實著作年代均不可考,不過根據考證,著作年代不會在晉朝之後,以這個考證來說上面這種問題的解法,中國人發現得比西方早,所以這個問題的推廣及其解法,被稱為中國剩餘定理。中國剩餘定理(Chinese Remainder Theorem)在近代抽象代數學中佔有一席非常重要的地位。

10. 有趣的數學資料

把一條線段分割為兩部分,使其中一部分與全長之比等於另一部分與這部分之比。其比值是[5^(1/2)-1]/2,取其前三位數字的近似值是0.618。由於按此比例設計的造型十分美麗,因此稱為黃金分割,也稱為中外比。這是一個十分有趣的數字,我們以0.618來近似,通過簡單的計算就可以發現:
1/0.618=1.618
(1-0.618)/0.618=0.618
這個數值的作用不僅僅體現在諸如繪畫、雕塑、音樂、建築等藝術領域,而且在管理、工程設計等方面也有著不可忽視的作用。
讓我們首先從一個數列開始,它的前面幾個數是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…..這個數列的名字叫做「斐波那契數列」,這些數被稱為「斐波那契數」。特點是即除前兩個數(數值為1)之外,每個數都是它前面兩個數之和。
斐波那契數列與黃金分割有什麼關系呢?經研究發現,相鄰兩個菲波那契數的比值是隨序號的增加而逐漸趨於黃金分割比的。即f(n)/f(n-1)-→0.618…。由於斐波那契數都是整數,兩個整數相除之商是有理數,所以只是逐漸逼近黃金分割比這個無理數。但是當我們繼續計算出後面更大的斐波那契數時,就會發現相鄰兩數之比確實是非常接近黃金分割比的。
不僅這個由1,1,2,3,5....開始的「斐波那契數」是這樣,隨便選兩個整數,然後按照斐波那契數的規律排下去,兩數間比也是會逐漸逼近黃金比的。
一個很能說明問題的例子是五角星/正五邊形。五角星是非常美麗的,我國的國旗上就有五顆,還有不少國家的國旗也用五角星,這是為什麼?因為在五角星中可以找到的所有線段之間的長度關系都是符合黃金分割比的。正五邊形對角線連滿後出現的所有三角形,都是黃金分割三角形。
黃金分割三角形還有一個特殊性,所有的三角形都可以用四個與其本身全等的三角形來生成與其本身相似的三角形,但黃金分割三角形是唯一一種可以用5個而不是4個與其本身全等的三角形來生成與其本身相似的三角形的三角形。
由於五角星的頂角是36度,這樣也可以得出黃金分割的數值為2Sin18 。
黃金分割點約等於0.618:1
是指分一線段為兩部分,使得原來線段的長跟較長的那部分的比為黃金分割的點。線段上有兩個這樣的點。
利用線段上的兩黃金分割點,可作出正五角星,正五邊形。
2000多年前,古希臘雅典學派的第三大算學家歐道克薩斯首先提出黃金分割。所謂黃金分割,指的是把長為L的線段分為兩部分,使其中一部分對於全部之比,等於另一部分對於該部分之比。而計算黃金分割最簡單的方法,是計算斐波契數列1,1,2,3,5,8,13,21,...後二數之比2/3,3/5,5/8,8/13,13/21,...近似值的。
黃金分割在文藝復興前後,經過阿拉伯人傳入歐洲,受到了歐洲人的歡迎,他們稱之為「金法」,17世紀歐洲的一位數學家,甚至稱它為「各種演算法中最可寶貴的演算法」。這種演算法在印度稱之為「三率法」或「三數法則」,也就是我們現在常說的比例方法。
其實有關「黃金分割」,我國也有記載。雖然沒有古希臘的早,但它是我國古代數學家獨立創造的,後來傳入了印度。經考證。歐洲的比例演算法是源於我國而經過印度由阿拉伯傳入歐洲的,而不是直接從古希臘傳入的。
因為它在造型藝術中具有美學價值,在工藝美術和日用品的長寬設計中,採用這一比值能夠引起人們的美感,在實際生活中的應用也非常廣泛,建築物中某些線段的比就科學採用了黃金分割,舞台上的報幕員並不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一側,以站在舞台長度的黃金分割點的位置最美觀,聲音傳播的最好。就連植物界也有採用黃金分割的地方,如果從一棵嫩枝的頂端向下看,就會看到葉子是按照黃金分割的規律排列著的。在很多科學實驗中,選取方案常用一種0.618法,即優選法,它可以使我們合理地安排較少的試驗次數找到合理的西方和合適的工藝條件。正因為它在建築、文藝、工農業生產和科學實驗中有著廣泛而重要的應用,所以人們才珍貴地稱它為「黃金分割」。
黃金分割〔Golden Section〕是一種數學上的比例關系。黃金分割具有嚴格的比例性、藝術性、和諧性,蘊藏著豐富的美學價值。應用時一般取0.618 ,就像圓周率在應用時取3.14一樣。
黃金矩形(Golden Rectangle)的長寬之比為黃金分割率,換言之,矩形的長邊為短邊 1.618倍。黃金分割率和黃金矩形能夠給畫面帶來美感,令人愉悅。在很多藝術品以及大自然中都能找到它。希臘雅典的巴特農神廟就是一個很好的例子,達·芬奇的《維特魯威人》符合黃金矩形。《蒙娜麗莎》的臉也符合黃金矩形,《最後的晚餐》同樣也應用了該比例布局。

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