趣味数学小故事,牛顿的数学故事有哪些?
在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛顿本人回忆,他是在1664年和1665年间的冬天,在研读沃利斯博士的《无穷算术》并试图修改他的求圆面积的级数时发现这一定理的。
微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为"流数术"。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经得到人们的研究了。但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分,并确立了这两类运算的互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。
1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”。
牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》,于1704年发表。此外,他的数学工作还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。
牛顿是经典力学理论理所当然的开创者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。
牛顿发现万有引力定律是他在自然科学中最辉煌的成就。那是在假期里,牛顿常常来到母亲的家中,在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来。一个苹果的偶然落地,却是人类思想史的一个转折点,它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着。终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。他认为太阳吸引行星,行星吸引行星,以及吸引地面上一切物体的力都是具有相同性质的力,还用微积分证明了开普勒定律中太阳对行星的作用力是吸引力,证明了任何一曲线运动的质点,若是半径指向静止或匀速直线运动的点,且绕此点扫过与时间成正比的面积,则此质点必受指向该点的向心力的作用,如果环绕的周期之平方与半径的立方成正比,则向心力与半径的平方成反比。牛顿还通过了大量实验,证明了任何两物体之间都存在着吸引力,总结出了万有引力定律:
F=G(m1m2/r2)(m1和m2是两物体的质量,r为两物体之间的距离)。在同一时期,雷恩、哈雷和胡克等科学家都在探索天体运动奥秘,其中以胡克较为突出,他早就意识到引力的平方反比定律,但他缺乏象牛顿那样的数学才能,不能得出定量的表示。
牛顿运动三定律是构成经典力学的理论基础。这些定律是在大量实验基础上总结出来的,是解决机械运动问题的基本理论依据。
1687年,牛顿出版了代表作《自然哲学的数学原理》,这是一部力学的经典著作。牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,建立了经典力学的完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。
在光学方面,牛顿也取得了巨大成果。他利用三棱镜试验了白光分解为的有颜色的光,最早发现了白光的组成。他对各色光的折射率进行了精确分析,说明了色散现象的本质。他指出,由于对不同颜色的光的折射率和反射率不同,才造成物体颜色的差别,从而揭开了颜色之迷。牛顿还提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。此外,他还制作了牛顿色盘和反射式望远镜等多种光学仪器。
牛顿的研究领域非常广泛,他在几乎每个他所涉足的科学领域都做出了重要的成绩。他研究过计温学,观测水沸腾或凝固时的固定温度,研究热物体的冷却律,以及其他一些只有在与他自己的主要成就想比较时,才显得逊色的课题。
数学这门学科到底有多有趣?
这个问题问的很有意思,很多人觉得数学令人头疼,看到数学课本就烦躁,可事实上,你讨厌的不是数学,是数学的教学方式和考试方式!我们来看几个很有趣的数学公式吧。
第一个,世界上最简单的数学公式!这个公式有多简单呢?幼儿园的小朋友都知道,也许在人类的认知中,最简单的东西都会觉得很美。
可是这个公式背后也有自己的故事。
虽然很早的时候,大家都知道 1+1=2,但直到1557年的某一天,这一等式才写成类似于我们今天的形式。也就是说等号这个每个等式中都有的成分直到16世纪才第一次出场亮相。
第二个,毕达哥拉斯定理!这个定理是人类早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),是数形结合的重要桥梁,又叫“勾股定理”,约有400种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。
它背后的故事也很有趣!
这个定理是以古希腊传统数学和哲学家毕达哥拉斯的名字命名的,他认为,世界万物都是由数字统治的,还发现了“完全数”,也就是那些等于自己全部真因子之和的数字。比如:6(6 = 1 + 2 + 3)和 28(28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14)。已知的完全数共有47 个,随着人类认知的发展,每隔几年就会发现新的完全数。
第三个,麦克斯韦方程!有人说,前两个我都知道,小学生都知道,那么我们来说个大学生该知道的。这个麦克斯韦方程非常了不起,毫不谦虚的说,一般地,宇宙间任何的电磁现象,皆可由此方程组解释。
它背后的故事推动了人类社会的进步!
这是电脑产生的美丽电磁场!
其实,麦克斯韦揭示了电场和磁场是一种基本媒介,这个方程预言了电磁波可以以不同的波长存在,这样的波可以通过振荡电场产生。1901年,意大利人古列尔莫·马可尼正是利用这一原理发射了第一束无线电波。它们暗示光本身可以产生压强,果然,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背离太阳的千古之谜。而在1905年,它们又为阿尔伯特·爱因斯坦指明了发现相对论的道路。
数学有趣吧?当然啦,这些只是冰山一角,我相信,那些天天喊着“厌恶数学的人”,当你发现了背后那些有趣的故事,你也会爱上数学!
采松果的小松鼠数学故事?
马上就要过冬了,小松鼠想采一些松果当做过冬的食物,有一天小松鼠背起麻袋走进森林里,它左看看右看看,看见了松鼠爷爷,松鼠问松鼠爷爷你能把松果送给我吗?
松鼠爷爷说你想摘多少颗就摘多少颗吧,小松鼠高兴的蹦了起来,它一边唱着歌一边摘着松果,不一会儿,麻袋就装满了,松鼠爷爷问你摘了多少个松果,小松鼠说:“哎呀我忘记数了”,松鼠爷爷说我原来有31颗松果,现在剩10颗松果你算算你摘了多少颗松果,如果你答对了就把松果送给你,小松鼠想呀想,想呀想,总数减去剩下的等于部分数,小松鼠说31-10=21,松鼠爷爷说你答对了,我把松果送给你了,你可以拿回家了。
50字不要多了还要有感想?
01
不说话的学术报告 1903年10月,在美国纽约的一次数学学术会议上,请科尔教授作学术报告。他走到黑板前,没说话,用粉笔写出2^67-1,这个数是合数而不是质数。接着他又写出两组数字,用竖式连乘,两种计算结果相同。回到座位上,全体会员以暴风雨般的掌声表示祝贺。证明了2的67次方再减去1,这个数是合数,而不是两百年一直被人怀疑的质数。有人问他论证这个问题,用了多长时间,他说:“三年内的全部星期天”。请你很快回答出他至少用了多少天?
02
国王的重赏 传说,印度的舍罕国王打算重赏国际象棋的发明人——大臣西萨·班·达依尔。这位聪明的大臣跪在国王面说:“陛下,请你在这张棋盘的第一个小格内,赏给我一粒麦子,在第二个小格内给两粒,在第三个小格内给四粒,照这样下去,每一小格内都比前一小格加一倍。陛下啊,把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧?”国王说:“你的要求不高,会如愿以偿的”。说着,他下令把一袋麦子拿到宝座前,计算麦粒的工作开始了。……还没到第二十小格,袋子已经空了,一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。但是,麦粒数一格接一格地增长得那样迅速,很快看出,即使拿出来全印度的粮食,国王也兑现不了他对象棋发明人许下的语言。算算看,国王应给象棋发明人多少粒麦子?
03
王子的数学题 传说从前有一位王子,有一天,他把几位妹妹召集起来,出了一道数学题考她们。题目是:我有金、银两个手饰箱,箱内分别装若干件手饰,如果把金箱中25%的手饰送给第一个算对这个题目的人,把银箱中20%的手饰送给第二个算对这个题目的人。然后我再从金箱中拿出5件送给第三个算对这个题目的人,再从银箱中拿出4件送给第四个算对这个题目的人,最后我金箱中剩下的比分掉的多10件手饰,银箱中剩下的与分掉的比是2∶1,请问谁能算出我的金箱、银箱中原来各有多少件手饰?
04
公主出题 古时候,传说捷克的公主柳布莎出过这样一道有趣的题:“一只篮子中有若干李子,取它的一半又一个给第一个人,再取其余一半又一个给第二人,又取最后所余的一半又三个给第三个人,那么篮内的李子就没有剩余,篮中原有李子多少个?”
05
哥德巴赫猜想 哥德巴赫是二百多年前德国的数学家。他发现:每一个大于或等于6的偶数,都可以写成两个素数的和(简称“1+1”)。如:10=3+7,16=5+11等等。他检验了很多偶数,都表明这个结论是正确的。但他无法从理论上证明这个结论是对的。1748年他写信给当时很有名望的大数学家欧拉,请他指导,欧拉回信说,他相信这个结论是正确的,但也无法证明。因为没有从理论上得到证明只是一种猜想,所以就把哥德巴赫提出的这个问题称为哥德巴赫猜想。世界上许多数学家为证明这个猜想作了很大努力,他们由“1+4”→“1+3”到1966年我国数学家陈景润证明了“1+2”。也就是任何一个充分大的偶数,都可表示成两个数的和,其中一个是素数,另一个或者是素数,或者是两个素数的积。你能把下面各偶数,写成两个素数的和吗? (1)100= (2)50= (3)20=
06
刁藩都的墓志铭 刁藩都是公元后三世纪的数学家,他的墓志铭上写到:“这里埋着刁藩都,墓碑铭告诉你,他的生命的六分之一是幸福的童年,再活了十二分之一度过了愉快的青年时代,他结了婚,还不曾有孩子,这样又度过了一生的七分之一;再过五年他得了儿子;可是不幸儿子只活了父亲寿命的一半,比父亲早死四年,刁藩都到底寿命有多长?
07
遗嘱 传说,有一个古罗马人临死时,给怀孕的妻子写了一份遗嘱:生下来的如果是儿子,就把遗产的2/3给儿子,母亲拿1/3;生下来的如果是女儿,就把遗产的1/3给女儿,母亲拿2/3。结果这位妻子生了一男一女,怎样分配,才能接近遗嘱的要求呢?
08
布哈斯卡尔的算术题 公园里有甲、乙两种花,有一群蜜蜂飞来,在甲花上落下1/5,在乙花上落下1/3,如果落在两种花上的蜜蜂的差的三倍再落在花上,那么只剩下一只蜜蜂上下飞舞欣赏花香,算算这里聚集了多少蜜蜂?
09
马塔尼茨基的算术题 有一个雇主约定每年给工人12元钱和一件短衣,工人做工到7个月想要离去,只给了他5元钱和一件短衣。这件短衣值多少钱?
10
托尔斯泰的算术题 俄国伟大的作家托尔斯泰,曾出过这样一个题:一组割草人要把二块草地的草割完。大的一块比小的一块大一倍,上午全部人都在大的一块草地割草。下午一半人仍留在大草地上,到傍晚时把草割完。另一半人去割小草地的草,到傍晚还剩下一块,这一块由一个割草人再用一天时间刚好割完。问这组割草人共有多少人? (每个割草人的割草速度都相同)
哪种关于数学的绘本好?
数学是一门很重要的学科,所以,在孩子小的时候很多爸爸妈妈就开始急着想让孩子学了,其实数学和生活关系非常紧密,所以对孩子的数学启蒙,绝不仅仅是数数、认识几个数字、做加减法那么乏味,数学启蒙也可以是非常有意思的事,比如说通过游戏、通过实际的生活情景来培养孩子的数学思维。题主说到的数学绘本也是我们特别推崇的方法之一,现在市面上的数学绘本也越来越多了,什么样的数学绘本才是好的绘本?该怎么来选择?是很多宝爸宝妈关心的问题,分享一下我的了解吧:
经典单本推荐首先声明一下,这些书都是我特别喜欢的哦,既包含了数学概念,又趣味十足,宝宝值得拥有!
1.《首先有一个苹果》
2.《九只小猫呼呼呼》
3.《365只企鹅》
4.洞洞书《我会数一数》
5.《好饿好饿的毛毛虫》
6.《1,2,3数兔子》
7.《老狼老狼几点了》
成套数学绘本推荐1.《鼠小弟爱数学》(3-5岁,20本)
获得美国出版商大奖,儿童数学教育图书奖,集合了全美专业教育团队的力量,这套绘本的绘画部分是一位作者完成的,所以风格上特别统一,绘本的主人公也是从始至终贯穿的,故事性也比较强,很吸引低幼阶段的孩子。
2.《Mathstart数学启蒙》(3-8岁,全5阶40册)
一套美国的数学绘本,它的画面风格非常多样化,情节富有想象力,是孩子比较喜欢的那种,绘本的内容也相对贴近生活比较浅显,书中的小游戏,可以亲子一起玩。
3.汉声数学(4-9岁,共41册)
非常经典的一套数学绘本,在数学知识和故事的融合上很有亮点,会让孩子感觉数学就在自己的身边,很多数学概念的呈现方式,也很简单直观,书中还有一些小游戏,爸爸妈妈可以和宝宝一起去玩一玩。
4.《数学绘本》(长春出版社)(4-7岁,36册)
这套绘本测速比较多,其实也可以选择套装中的单本来买,不影响阅读。比如《世界上最帅的猪》,《蜘蛛与糖果店》等。绘本的内容囊括比较广,涉及到数与计算、规律、图形、空间,甚至测量概率等等,绘画风格也极具童真。
市面上的数学绘本套装还有很多,个人认为这4套就很不错,并且不同的数学绘本中会有重合的概念,所以选择适合孩子的,不要盲目购入过多。
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