数学美的概念分解
数学美的内容及对数学教学的意义
数学美的内容及对数学教学的意义数学,作为一门科学,往往有着严谨的逻辑和抽象的表达方式,但它同时也具备着独特的美感。
数学美是指在数学思维和数学表达中所展现出来的美感,它既包括数学的形式美,也包括数学的思维美。
数学美作为一种独特的文化现象,拥有广泛的内涵和深远的意义。
本文将围绕数学美的内容展开探讨,并分析其对数学教学的积极意义。
一、数学美的内容1.数学的形式美数学的形式美是指数学表达和数学符号所具备的美感。
数学语言的简洁性与准确性是数学形式美的重要体现。
数学公式及其推理过程具有简练的结构和逻辑,其中各种符号和运算符号的组合与排列展现出一种美感。
例如,欧拉公式e^iπ+1=0,虽然只包含了五个基本数学符号,却能够展示出数学界的伟大。
2.数学的思维美数学的思维美是指数学思维的独特性和深邃性。
数学思维的抽象和逻辑是数学思维美的主要表现形式。
数学家们通过抽象出一种数学模型来描述和解决实际问题,体现了数学思维的独特之处。
例如,费马大定理在数学领域长期是一个悬而未决的问题,但通过数学家安德鲁·怀尔斯的努力,最终证明了费马大定理,展示了数学思维的深邃和美感。
二、数学美对数学教学的意义1.激发学生学习兴趣数学美作为数学教学的一种资源,能够吸引学生对数学的兴趣和好奇心。
通过在数学课堂上展示数学问题的美感和思维的魅力,可以激发学生学习数学的主动性和积极性。
例如,老师可以向学生介绍一些数学难题或数学优美的公式,引导学生深入思考和解决问题,从而培养他们对数学的兴趣和喜爱。
2.培养学生创新思维数学美的存在要求学生具备创新思维,通过推理和证明来探索数学领域的未知之美。
在数学教学中,教师应该注重培养学生的创新思维,激发他们发现和解决问题的能力。
例如,可以组织数学建模比赛,让学生运用所学的数学知识解决实际问题,培养他们的创新思维和解决问题的能力。
3.促进学生的审美能力数学美要求学生能够在数学符号和公式中感受到美的内涵,对数学问题进行审美评价。
数学美
一、简单性
• 数学美的简单性(或称简洁性)是数学结 构美的重要标志,它是指数学的表达形式和数 学理论体系结构的简单性。爱因斯坦说过: “美在本质上终究是简单性。”
数1学.美数的简学简洁单的性美是简数洁学结之构美美的重要标
志,它是指数学的表达形式和数学理论体系结 构的简单性。
反映多面体的(顶)点、棱、面的数量关系的
数学美
数学美是自然美的客观反映,是科学美的核心。 简言之数学美就是数学中奇妙的有规律的让人愉悦的 美的东西。
• 普洛克拉斯早就断 • 亚里士多德也曾讲过: 言:“哪里有数, “虽然数学没有明显地 哪里就有美。” 提到善和美,但善和美 也不能和数学完全分离。 因为美的主要形式家是 “秩序、匀称和确定 性”,这些正是数学研 究的原则。”
奇异美
著名画家达•芬奇 的蒙娜丽莎构图就 完美的体现了黄金 分割在油画艺术上 的应用。通过下面 两幅图片可以看出 来,蒙娜丽莎的头 和两肩在整幅画面 中都处于完美的体 现了黄金分割,使 得这幅油画看起来 是那么的和谐和完 美.
奇异美
雕塑断臂女神维纳 斯的体型完全与黄 金比相符,即以人的 肚脐为分界点,上身 与下身之比,或者说 下身与全身之比约 是0.618 这样的 身体给人的感觉就 是非来自称美对称美对称美
三、统一性
• 统一性,是指部分与部分、部分与整体之 间的和谐一致。 • 在数学中有好多数学统一性的例子。例如, 引入负数,有了相反数的概念之后,有理数的 加法和减法得到统一,它们可以统一为代数和 的形式。有了倒数的概念,除以一个不等于零 的数等于乘上它的倒数,于是乘法与除法得到 了统一。
欧拉公式 F–E+V=2
圆的周长公式:C=2πR,堪称“简单美”的典范。
1. 数学简单的美简洁之美
数学之美内容
“数学之美”的内容
以下是关于“数学之美”内容的描述:
1.数学的对称之美。
在数学中存在着各种形式的对称性,这种对称性可以体现在数学对象
的结构、性质和关系中。
数学中的对称美具体体现为:数学的几何对称美、数学的代数对称美和数学的组合对称美。
这些对称之美不仅有助于我们解决问题,还能够揭示数学对象之间的联系和结构。
2.数学的简洁之美。
数学的简洁之美来源于其简洁而优雅的表达方式、精炼的推理和符号
表示。
数学的简洁美不仅使得数学理论更加易于理解和应用,也给人一种审美上的享受。
如数学中的公式和方程往往以简洁明了的形式来表达复杂的数学关系;数学中的定理和证明也往往具有简洁而优雅的特点。
3.数学的抽象之美。
数学的抽象之美源于其超越具体对象和情境的能力,以及抽象化的思
维和符号系统。
如数学中的概念和理论往往能够超越特定的对象和情境,通过引入符号和符号系统,将复杂的数学概念和关系抽象化,使得数学思维更加灵活和高效。
数学的抽象之美常常会启发人们对世界的深入思考,推动人类创造力的发展。
关于数学之美的描述
关于数学之美的描述数学之美是一种独特的、深入人类心灵的艺术形式。
它以精确、逻辑和秩序为基础,通过数学公式、结构和理论,创造出令人惊叹的美感。
以下是关于数学之美的几个主要描述:对称性:数学中的对称性是一种常见的美学元素。
无论是几何形状(如圆形、正方形、矩形等),还是复杂的数学函数和公式,对称性都是一种引人注目的美感。
比例与和谐:许多重要的数学结构和理论都与比例和和谐有关。
比如黄金分割(Golden Ratio)就是一种特殊的比例,它在自然和人造物体中频繁出现,给人带来视觉上的美感。
简洁与明了:数学以其简洁明了的方式揭示了世界的本质。
一个简单的数学公式或定理,往往能揭示复杂现象背后的规律,这种简洁性本身就是一种美。
逻辑与推理:数学的基础是逻辑和推理,这也是其独特的美学价值。
通过严谨的逻辑和推理,数学能够解答那些看似复杂的问题,并得出精确的答案。
无限与未知:数学中充满了无限的可能性和未知的领域。
这种无限和未知的美感,激发了人类的探索精神,驱使我们去解开数学中的谜团。
抽象与具体:数学的抽象性允许它描述和探索各种复杂的概念,而具体的应用则使这些概念变得生动和有意义。
这种抽象与具体的结合,展示了数学的深度和广度。
应用广泛性:数学在科学、工程、经济、艺术等许多领域都有广泛的应用。
这种跨学科的通用性,使得数学成为一种强大的工具,也展现了它的美学价值。
激发探索精神:数学之美还在于它激发了人类的探索精神。
从古至今,无数数学家和科学家在追求数学真理的过程中,展现出无比的毅力和智慧。
这种探索精神本身就是一种美。
超越语言:数学是一种超越语言的文化,它可以被全人类理解,不受地域和文化的限制。
这种超越性的美学价值在于它促进了不同文化和国家之间的交流和理解。
解构与重构:通过解构复杂的数学问题,将其分解为更小的部分,然后通过逻辑和推理重构答案,这种过程本身就是一种美。
它展示了数学的严谨性和创造性。
总的来说,数学之美是一种深邃、精确和无与伦比的美。
数学美
一、什么是数学美
美是人类创造性实践活动的产物, 是人类文明进步的产物。一般地说, 美是人类直觉的感性形式,是人类本 质力量的感性表现。通常所说的美包 括自然美、社会美和艺术美,而我们 这里是谈数学美。什么是数学美?历 史上许多文学家、艺术家、数学家、 学者对数学美从不同侧面作过生动的 阐述。
芬奇认为: 达·芬奇认为:“美感完全建立在各部分之间神圣的比例 芬奇认为 关系上。” 关系上。 维纳认为: 数学实质上是艺术的一种。 维纳认为:“数学实质上是艺术的一种。”
不少植物叶, 不少植物叶,相邻的两片在与茎垂直的平面 上的投影夹角为137°28′,自然,圆周角的另一 上的投影夹角为 ° ,自然, 部分是360° - 137°28′=222°32′ 。 然而 , 又 部分是 ° ° ° 137 o 28 ' 恰有 = 0.618 o 222 32 ' 并且, 这个角度对于植物叶子的通风、 并且 , 这个角度对于植物叶子的通风 、 采光而 都是最佳的, 言,都是最佳的,从而最有利于植物的生长。 正因为黄金比体现了美与适用, 正因为黄金比体现了美与适用,沟通了人与 自然,所以在某些名曲中, 自然,所以在某些名曲中,乐章的高潮出现在全 曲的0.618处。 曲的 处
四、数学美的主要表征
(一)和谐美
数学的和谐美前面已经涉及很多, 数学的和谐美前面已经涉及很多 , 不妨作一归 纳。 整数和分数统一为有理数, 整数和分数统一为有理数,有理数和无理数统 一在实数内, 而复数又包含着实数与虚数。 在这 一在实数内 , 而复数又包含着实数与虚数 。 些数系之中, 是最简单的数 是最简单的数, 些数系之中,1是最简单的数,但同时可以说一切 又起源于1 又起源于
1 把分数化成小数是一件极简单的事, 化成小数,得 6 到0.166 6…;1 化成小数得0.142 857 142 857…;现在 987 654 321 看看一个分子分母都比较大的分数 ,只要 7
什么是数学美
什么是数学美
数学美的概念
一、什么是数学美
数学美是数学科学的本质力量的感性与理性的显现,是一种人的本质力量通过宜人的数学思维结构的呈现。
它是一种真实的美,是反映客观世界并能动地改造客观世界的科学美。
数学美既有第一性美的特征,更具有第二性美的特征。
数学美不仅有表现的形式美,而且有内容美与严谨美;不仅有具体的公式、定理美,而且有结构美与整体美;不仅有语言精巧美,而且有方法美与思路美;不仅有逻辑抽象美,而且有创造美与应用美。
二、数学美的特征
数学美有四个方面的表现形式:对称、和谐,简单、明快,严谨、统一,奇异、突变。
三、数学美感与审美能力
1.数学美感与审美能力是数学创造性思维中重要因素之一
数学美感是人们在从事数学研究时最
高层次的显意识和潜意识相结合的思维功能,是唤起和激发人的最高享受的心理状态。
数学审美能力是指对数学美的感受能力、鉴赏能力与创造能力结合的一种综合能力。
2.数学给了我们什么帮助
(1)置身于数学领域中不断地探索和追求,能把人类的思维活动升华到纯净和和谐的境界
(2)数学只是使思维增加活力,使之摆脱偏见、轻信和迷信的束缚
(3)数学的伟大使命,在于从混沌中发现有序。
数学中的美
数学中美的欣赏数学美是一种蕴涵的美,它需要从深处去挖掘。
关于数学美的内容很多,本文是为了从浅层阐述数学的美,让学生初步感受数学中美的存在,所以本文就主要从数学美的概念、数学美与其它美的区别、数学美的内容和它在数学教育中的体现这几个方面作以下的阐述。
一、数学美的概念美是人类创造性实践活动的产物,是人类本质力量的感性显现。
通常我们所说的美以自然美、社会美以及在此基础上的艺术美、科学美的形式存在。
数学美是自然美的客观反映,是科学美的核心。
简言之数学美就是数学中奇妙的有规律的让人愉悦的美的东西。
历史上许多学者、数学家对数学美从不同的侧面作过生动的阐述。
普洛克拉斯早就断言:“哪里有数,哪里就有美。
”亚里士多德也曾讲过:“虽然数学没有明显地提到善和美,但善和美也不能和数学完全分离。
因为美的主要形式家是“秩序、匀称和确定性”,这些正是数学研究的原则。
”徐利治教授说:“作为科学语言的数学,具有一般语言文字与艺术所共有的美的特点,即数学在其内容结构上和方法上也都具有自身的某种美,既所谓数学美。
数学美的含义是丰富的,如数学概念的简单性、统一性,结构关系的协调性,对称性,数学命题与数学模型的概括性、典型性和普遍性,还有数学中的奇异性等等都是数学美的具体内容。
以上的论述可见,数学中充满着美的因素,数学美是数学科学的本质力量的感性和理性的呈现,它不是什么虚无飘渺、不可捉摸的东西,而是有其确定的客观内容。
二、数学美与其它美的区别数学美有别与其它的美,它没有鲜艳的色彩,没有美妙的声音,没有动感的画面,它却是一种独特的美。
美国数学家克莱因曾对数学美作过这样的描述:“音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科技可以改善物质生活,但数学却能提供以上一切。
”数学美与其它美的区别还在于它是蕴涵在其中的美。
打个比方来说,大家一定都有这种感觉,绝大部分同学对音体美容易产生兴趣,而对数学感兴趣的不多。
我认为,这主要有两个方面的原因:一是音体美中所表现出来的美是外显的,这种美同学们比较容易感受、认识和理解;而数学中的美虽然也有一些表现在数学对象的外表,如精美的图形、优美的公式、巧妙的解法等等,但总的来说数学中的美还是深深地蕴藏在它的基本结构之中,这种内在的理性美学生往往难以感受、认识和理解,这也是数学区别于其它学科的主要特征之一。
数学之美
也表现出一种奇特的整齐性.
对数学整齐美的追求,可以获得新的数学成果。例如, 一元一次方程有一个根,一元二次方程有两个根, 一 元三次方程有3个根,一元四次方程有4个根。由这些特 殊方程的根的个数与方程的次数的一致性,促使数学 家提出如下的猜想:一元n次方程有n个根。这一猜想的 证实就得到了代数基本定理。
7、奇异性
例如:
2 1 2
1 1 1 2 2 ...
(精确到4位小数),
美国的杜格勒比发现
4 5 e6
数学审美教育的作用
在数学教学过程中,应该让学生理解数学的内在美,通 过数学概念的概括,公式的推导,方法的获得,让学生 知道数学美表现在哪里,如何从数学美的角度来评判解 题方法的优劣,怎样在美的启迪下,寻求新的解题方法。 这些审美活动的作用主要表现在: 1、有利于激发我们对数学学习的兴趣
n 1
(2 1)
n
(其中n与2n 1都是素数)
物以稀为贵。虽然未找到实际中的特别用 途,但完美数的奇异和美丽吸引了0和284: 220的全部正约数(不包括220)加起来: 1+2+4+5+10+11+20+22+44+55+110= 284 284的全部正约数(不包括284)加起来: 1+2+4+71+142= 220
1、统一性
就是部分与部分、部分与整体之间的协调一致。数学中一 些表面看来不相同的概念、定理、法则,在一定的条件下 可以处于一个统一体中。
2、简洁性
简洁美:简洁、有效、直观,这是数学中的一种美。
浅谈数学之美
浅谈数学之美一、数学美的含义我国著名数学家徐利治指出:“数学美的含义是丰富的,如数学概念的简单性,统一性,结构系统的协调性,对称性,数学命题与数学模型的概括性、典型性与普遍性,还有数学中的奇异性都是数学美的具体内容。
因此我们可以把数学的美分为结构美、方法美、语言美、逻辑美、非逻辑美、创造美、形态美、内在美、严谨美与应用美。
”数学的结构美是一种内在的美,来自各部分的和谐秩序,给人以美的感受。
数学的方法美是指数学证明方法与思维方法在解决问题时体现出来的美妙以及使人感到愉快的美感并激发兴趣。
数学的语言是—种特殊的语言,它是借助数字符号把数字内容扼要地表现出来,具有准确性、概括性、有序性、简单性、通用性。
数学中的逻辑推理是根据所学过的知识来推导出未知的,无论由已知推向结果还是结果反推已知,一步一步的推理,一环扣一环的演绎,都是数学严谨的逻辑美,都给人以破案的神秘感。
数学的非逻辑美是一些自然界现实所概括的一些公理定义,如两点确定一条直线,SAS等等,并用它们来证明一些问题。
数学的创造美中,不断地由一问题转向别的问题,进而探索发展为一门新的数学分支,如开始只有正数,后来有了负数,再后来扩大到了复数。
数学的形态美是指数学美的内容的外部表现形态,即“在数学理论、图形之中,或者数字理论和图形的相互关系中,表现这些关系的定理和公式,所呈现出来的简单、整齐、对称和谐的美”。
数学内在美是指数学美的内容诸要素的内部组织结构。
数学的应用美是不同的人应用相同的数学概念和方法研究不同的事物,不相同的事物又都服从于同一数学规律。
如正多边形镶嵌成的地板图案,各种几何体造型的建筑物,如悉尼大歌剧院。
二、数学美的特征随着社会历史的发展,数学美的概念在不断的变化和发展,但数学美的内容和基本特征具有相对稳定性,概括起来数学美的主要特征为:和谐性、简洁性和奇异性。
1.和谐性是指数学内容的部分与部分,部分与整体之间的和谐、协调。
如欧几里德的《几何原本》从少量的几个定义、公理、公设出发,按照逻辑规划,推论出467个定理。
美的数学标准
美的数学标准一、什么是美的数学标准在我们的生活中,美是一个很主观的概念,但是在数学里,美却有一些比较客观的标准。
比如说,黄金分割比例就被认为是一种美的数学标准。
它在很多艺术作品和建筑中都有体现。
像古希腊的帕特农神庙,它的很多设计都符合黄金分割比例,给人一种和谐、完美的感觉。
还有一些几何图形,比如圆形和正方形,它们也有自己独特的数学之美。
圆形的完美对称性,无论从哪个角度看都是一样的,这种简洁而又完美的特性让它在很多设计中都备受青睐。
正方形则以它的规整和稳定感给人一种美的享受。
二、美的数学标准在生活中的体现1. 在艺术领域很多画家在构图的时候会不自觉地运用到美的数学标准。
比如达芬奇的蒙娜丽莎,这幅画中就有很多地方符合黄金分割比例。
从人物的面部比例到整幅画的构图,都让人感觉非常和谐、舒适。
2. 在建筑领域除了前面提到的帕特农神庙,现代建筑中也有很多运用美的数学标准的例子。
比如一些高楼大厦的外观设计,会采用一些几何图形的组合,让建筑看起来既美观又稳定。
3. 在设计领域我们日常使用的很多产品的设计也都离不开美的数学标准。
比如手机的外观设计,设计师会考虑到手机的长宽比例、按键的布局等是否符合美的标准,这样才能让消费者更喜欢。
三、如何运用美的数学标准1. 对于设计师来说设计师要了解和掌握美的数学标准,在设计过程中合理地运用这些标准。
比如在设计一款产品时,可以先确定一个基本的几何形状,然后根据黄金分割比例等标准来调整产品的细节部分,让产品更加美观。
2. 对于我们普通人来说我们虽然不是专业的设计师,但是我们也可以在生活中运用美的数学标准。
比如在布置自己的房间时,可以参考一些几何图形的组合和比例关系,让房间看起来更加舒适、美观。
美的数学标准是一个很有趣的话题,它让我们看到了数学在美学领域的重要作用。
通过了解和运用这些标准,我们可以更好地欣赏美,也可以创造出更多美的事物。
浅析小学数学教学中的数学美
数学起源于建筑,一直用独特的方式诠释着美学,是一种对美的追求。
在日常生活中,人们也追求美,数学本身充满着美的因素,不仅拥有真理,而且也存在艺术上的美。
可见,数学与美学是相辅相成的,是数学本质的感性显现。
数学美具有艺术、和谐以及科学美等,其总是以各种各样的形式所显现,也总能给予人的美感与享受。
什么是数学美呢?本文将从数学美的概念、教育功能、表现方面展开论述。
1 数学美的概念首先,所谓数学美,其并不是虚幻的,而是客观存在的。
数学美也是一种真实的美,并且能通过数学思维而将其很好的展现出来,呈现在人的眼前,给予人们一种心灵上的享受。
另外,数学美能客观的反映世界所呈现的科学美,让人在无形中就能感受到美得陶冶和熏陶。
其次,关于数学美概念的研究。
徐本顺指出所谓数学美是人的数学思维方面的感性呈现,是人们追求美的本质力量,能够呈现人在头脑中数学方面的思维结构。
庞加莱认为数学的美感是人们心灵中所潜在、满足、和谐以及豁然开朗的感觉,要想体会数学美,需要人们头脑中存在一定的数学和艺术方面的理论作为欣赏美的基础,从而体会数学美的含蓄、抽象、科学以及和谐。
徐利智指出数学美是一种带有主观色彩的数学直觉,建立在哲学层面和艺术层面。
罗素则认为数学美是一种冷而严肃的、至高以及纯净的美。
它不需要投合人们天性微弱的方面,纯净到一种崇高的数学追求和境地。
因此,本文采用罗素的观点,认为数学美是一种冷而严肃、至高达到纯净境界的美。
综上所述,数学美与其他学科所展现的“具体美”有所不同,更多的是呈现出“抽象美”,它的展示形式与内容也多是抽象的,并且极具美感,使人觉得数学具有朦胧美,且其“冷而严肃”。
2 数学美的教育功能2.1 数学美可以提升学生学习兴趣数学中隐含着数学美,促使学生去探寻真理,享受学习乐趣,从而培养学生学习兴趣。
在教学中,教师创设数学美的生活情境,引导学生感受数学的严谨、协调、简洁以及统一性,体会数学的美感。
这一过程是让学生认识数学美、感受数学美,进而培养学生数学美的过程。
数学之美简介
数学之美简介数学是一门古老而又现代的学科,它以推理、逻辑和抽象的方式研究数量、结构、变化以及空间等概念。
应用数学的领域十分广泛,从理论领域如物理学、统计学到实际应用领域如金融、计算机科学都离不开数学。
数学之美,就是在这种抽象的研究中所呈现出来的一种美感,它是指数学中那些优美、简洁、明晰的定理、公式、公理以及思想方法。
接下来,我们将从多个角度来探讨数学之美。
美的证明许多证明的过程很漂亮,证明本身也是数学之美的体现,有时候即使我们知道定理的结论,但是我们仍旧会沉迷于证明的过程中。
在现代数学史上,有许多美的证明,其中最著名的就是费马大定理的证明。
费马大定理原是一条著名的猜想,直到1993年,英国数学家安德鲁·怀尔斯才在1996年证明了这个庞大的猜想。
怀尔斯证明的过程非常优美,虽然相对简单,却意义非凡。
他采用了一个全新的方法,将复杂的问题转化成容易理解的形式,在这个转换中精巧地运用了一种“椭圆曲线”方法。
美的结构数学不仅仅是一堆定理和公式的堆砌,它还有一种美的结构感,这种结构感是体现在数学的各种分支上的。
例如,微积分的结构十分简洁,它表现为一些公式、定义和定理,在它下面又有更为抽象的结构,如拓扑学、代数学等。
拓扑学是一个非常有意思的分支,它研究的是物体变形后的性质不变性,比如你可以把一个杯子变成一个甜甜圈形状,但是它们的特性是一样的。
通过研究这样的事情,我们可以了解到数学的结构是非常清晰组织的,这种结构也是美的。
美的数列数列是数学中最基本的概念之一,但很多数列是十分美丽的,它们拥有着非常有趣的性质。
黄金分割数列就是一个例子。
它是指当一个线段长度与较短的长度之比等于较短的长度与较长的长度之比时所得到的比例。
样例:0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34……通过黄金分割比例规律产生的数列被称为黄金分割数列。
对于黄金分割数列,若将相邻项分别取比值,即a1/a0、a2/a1、a3/a2…,则其值接近于φ=1.61803398875......,由于黄金分割比例体现了美的比例,这种数列因此也变得更加美丽。
美丽的数学简介
美丽的数学简介(原创版)目录一、引言:数学的美二、数学美的表现形式1.数学结构的美2.数学思维的美3.数学应用的美三、数学美的价值1.对人类认知的影响2.对科学技术的推动3.对人类精神文化的丰富四、结论:美丽的数学,美丽的世界正文一、引言:数学的美数学,这个在大多数人眼中充满逻辑与理性的学科,其实也蕴含着一种别样的美。
这种美,既体现在它严谨的结构和完美的逻辑,也体现在它广泛的应用和深刻的意义。
二、数学美的表现形式1.数学结构的美数学结构美,主要体现在它的简洁、统一和完美。
例如,欧拉公式就以其简洁的表达和深刻的意义,被誉为数学的珍品。
再如,黄金分割,它那恰到好处的 0.618,无论是在艺术、建筑还是自然界,都有着广泛的应用,展现出了数学的和谐美。
2.数学思维的美数学思维美,主要体现在它的创新和突破。
例如,牛顿和莱布尼茨创立的微积分,它以全新的思维方式,解决了许多看似无法解决的问题,被誉为数学的革命。
再如,哥德巴赫猜想,虽然至今仍未被证明,但它以其独特的思维方式,激发了无数数学家的探索热情,展现了数学的创新美。
3.数学应用的美数学应用美,主要体现在它的实际和实用。
例如,数学在物理、化学、生物等科学领域的应用,不仅推动了这些学科的发展,也为我们理解和掌握自然提供了强大的工具。
再如,数学在经济、金融等领域的应用,为我们解决实际问题,提高生活质量提供了有力的支持,展现了数学的实用美。
三、数学美的价值1.对人类认知的影响数学的美,让我们对世界有了更深的理解。
通过数学,我们可以看到自然界的规律,看到事物的本质,看到世界的秩序。
2.对科学技术的推动数学的美,推动了科学技术的发展。
无论是科学的理论研究,还是技术的实际应用,都离不开数学的支持。
3.对人类精神文化的丰富数学的美,丰富了人类的精神文化。
数学的思维方式,让我们有了更独特的思考方式,让我们的精神世界更加丰富。
四、结论:美丽的数学,美丽的世界数学的美,无处不在。
浅谈数学之美
浅谈数学之美2019-07-05美是⼈类创造性实践活动的产物,是⼈类本质⼒量的感性显现。
通常我们所说的美以⾃然美、社会美以及在此基础上的艺术美、科学美的形式存在。
数学美是⾃然美的客观反映,是科学美的核⼼。
简⾔之数学美就是数学中奇妙的有规律的让⼈愉悦的美的东西。
⼀、数学美的性质1、数学美的客观性:即指客观存在于数学领域中的审美对象是不以审美主体是否承认、是否意识到为转移的,尽管因审美主体的主观条件的不同,并不是所有的或特定的数学美都能为审美主体所感知,但这并不能改变这数学美的存在。
2、数学美的社会性:数学美是⼀种社会现象,因为数学美是对⼈⽽⾔的。
数学家通过数学实践活动(特别是数学理论创造的实践活动),使⾃⼰的本质⼒量“对象化”了,或者说“⾃然⼈化”了。
所谓的“⼈化”就是⼈格化,即⾃然物具有⼈的本质的印记,实质上就是社会化。
这种社会化的内容正是数学美的内容,它是数学美产⽣的本原。
3、数学美的物质性:数学美的内容⼈的本质⼒量必须通过某种形式呈现出来,必需要有附体,数学美的这种形式或附体,即数学美的物质属性。
⼆、数学美的表现形式1、简单性,是数学美的基本表现形式之⼀。
作为反映现实世界量及其关系规律的数学来说,那种最简洁的数学理论最能给⼈以美的享受。
简单性⼜是数学发现与创造中的美学因素之⼀。
最简单的例⼦便是代数运算中之乘法与幂的运算的引进是源于避免重复的加法运算和重复的乘法运算。
2、统⼀性,是指部分与部分,部分与整体之间的内在联系或共同规律所呈现出来的和谐、协调、⼀致。
数学美中的统⼀性在数学中有很多体现。
数学推理的严谨性和⽭盾性体现了和谐;表现在⼀定意义上的不变性,反映了不同对象的协调⼀致。
例如,数的概念的⼀次次扩张和数系的统⼀,运算法则的不变性;⼏何中的圆幂定理是相交弦定理、切、割线定理的统⼀形式。
3、对称性,是指组成某⼀事物或对象的两个部分的对等性。
数学形式和结构的对称性、数学命题关系中的对偶性、数学⽅法中的对偶原理⽅法都是对称美的⾃然表现。
数学数学之美
数学数学之美数学,是一门研究数量、结构、空间以及变化的学科,被誉为“科学之王”。
它的美不仅体现在它的创新性和深度上,更体现在它对现实世界的解释和应用中。
本文将讨论数学之美的几个方面,包括数学的逻辑美、形式美以及实用美。
1. 数学的逻辑美数学是一门严谨的学科,它追求准确性和逻辑性。
数学中的每个定理和推理都经过严格的证明和推导,不容忽视任何细节。
这种严谨性使得数学具有独特的美感,让人感受到逻辑的严密和真理的美妙。
数学的逻辑美可以通过各种公式、定理和证明来展示。
例如,费马定理的证明以及勾股定理的几何证明都展现出了数学中的逻辑美。
2. 数学的形式美数学具有独特的形式美,其美感来自于数学中的符号、图形和模式。
数学中的符号和公式可以简洁地表达复杂的概念和关系,让人们可以通过简单的方式处理复杂的问题。
数学中的图形可以展示出数学中的对称性和几何结构,例如,圆的完美形状以及分形图形的奇特之美。
数学中的模式则是一种重复出现的规律,让人们感受到宇宙中数学的普遍性。
所有这些形式美共同构成了数学的美妙之处。
3. 数学的实用美数学不仅有理论上的美,还有实际应用上的美。
数学通过建立模型和推导规律,为解决现实问题提供了有力的工具。
无论是物理学中的数学模型,经济学中的数学预测,还是工程学中的数值计算,数学都发挥着不可替代的作用。
数学的实用美体现在它能够解决实际问题、优化决策,并推动科技的发展。
没有数学的支持,现代社会的许多成就将无法实现。
综上所述,数学之美体现在它的逻辑美、形式美和实用美上。
数学追求严谨的逻辑性,让人们感受到真理的美妙;数学的符号、图形和模式展示了独特的形式美;数学的应用使得它在实际问题的解决中发挥出实用美。
正是数学的美妙之处,让人们对这门学科充满了无尽的探索与热爱。
数学美学知识点总结大全
数学美学知识点总结大全数学美学是一种结合了数学和美学的学科,它探讨了数学领域中的美感和审美情感。
在数学美学中,人们探讨了数学本身的美感,以及数学在艺术、设计和建筑等领域中的应用。
数学美学是一个多学科交叉的领域,它融合了数学、艺术、哲学和心理学等学科的知识,对于激发人们对数学的兴趣和理解,具有重要的意义。
数学美学的知识点包括数学本身的美感、数学在艺术和建筑中的应用、数学与自然界的美学关系等内容。
下面将分别对这些知识点进行总结。
一、数学本身的美感1. 数学的美学概念数学的美学概念是指人们在学习和探索数学时产生的审美情感和美感体验。
数学的美感来源于数学的简洁、优美和对称等特性。
人们在欣赏数学定理、证明和图形时,常常会被数学的美感所吸引。
2. 数学的美学形式数学的美学形式包括了数学符号、公式、函数图像等数学物体的形式美。
人们用数学符号和公式来描述数学定理和过程,这些符号和公式不仅具有严谨的逻辑思维,还具有美感的形式美。
3. 数学的美学故事数学的美学故事是指通过数学解题和证明过程,展现数学的美感。
在解决数学问题和证明定理的过程中,人们常常会体会到数学的美感和审美情感。
4. 数学的美学趣味数学的美学趣味是指人们在数学游戏和趣味问题中发现的美感。
数学游戏和趣味问题往往具有巧妙的设计和有趣的解法,激发了人们对数学的兴趣和爱好。
5. 数学的美学精神数学的美学精神是指数学思维和解题方法所展现出来的美感。
数学解题方法往往具有直观、简洁和深刻的特点,这种美感来源于数学的逻辑思维和抽象表达。
二、数学在艺术和建筑中的应用1. 几何艺术几何艺术是指艺术作品中运用几何形状和结构,从而产生美感的一种艺术表现形式。
几何图形在艺术作品中的运用,体现了数学在艺术中的应用和美学价值。
2. 数学建筑数学建筑是指在建筑设计和构造中运用数学知识和原理,来实现建筑美感和结构稳定的一种建筑艺术形式。
数学建筑不仅具有美学价值,还能提高建筑设计的质量和效果。
探析数学中的美
探析数学中的美【摘要】数学是一门充满美感的学科,它与艺术有着密切联系。
在数学中,几何美展现了形状和空间的和谐与美感,对称美体现了对称性的完美和平衡,数列美则体现了规律和序列的美感。
公式美则是数学中的精华所在,表达了数学规律的简洁和优美。
而图形美则是数学中的视觉享受,呈现出各种优美的形状和结构。
数学美的丰富性体现在它包含了多种形式的美感和表达方式,不仅仅是数字和符号的组合,更是一种深刻的思维方式和抽象的表达。
数学美的启发性在于它激发人们对于规律和美感的追求,引导我们探索未知和发现新的奇妙之处。
数学美的普遍性则在于它超越文化和语言的界限,是世界上共通的理性和美感的表达。
数学美既是一种观念,也是一种体验,它在我们生活中无处不在,给我们带来无限的思考和创造的可能。
【关键词】数学的美、数学与艺术的联系、数学中的几何美、数学中的对称美、数学中的数列美、数学中的公式美、数学中的图形美、数学美的丰富性、数学美的启发性、数学美的普遍性1. 引言1.1 数学的美在数学这门学科中,人们往往习惯将其视为一种抽象而又枯燥的学问,但其实数学中蕴含着许多美的元素。
数学的美不仅体现在它那优美的定理和精妙的证明过程中,更体现在数学与艺术之间的紧密联系中。
数学和艺术都追求着一种“美”的境界,二者相辅相成,相互交融,共同构建出了一幅丰富多彩的美丽画卷。
数学的美源自于它那严密的逻辑和优美的结构。
数学家们通过逻辑严密的推理和精确的符号表达,揭示了世界的奥秘,揭示了自然界中那些隐藏的规律和模式。
而这种逻辑的美、结构的美,正是数学所独有的。
数学中的美还可以在其抽象的概念和形式化的表达中找到,这种抽象美和形式美,使人们领略到数学之美与众不同的一面。
数学与艺术之间的联系也体现了数学的美。
数学的几何学、代数学等分支在艺术中有着广泛的应用,比如黄金分割比例在建筑、绘画中的运用,菲波那契数列在音乐、绘画中的表现等。
数学的美不仅体现在其抽象的定理和结论中,更表现在它与艺术的结合中。
数学美
数学美数学美是大脑思考所产生的思想结构上的精神美,数学美是一种理性的美、抽象的美。
数学语言具有的准确性,具有一般语言文学与艺术所具有的美的特点。
数学是科学,数学是艺术,数学蕴涵着人类文化的美。
数学教育是面向全体学生的,要以学生的发展为本,让不同的学生得到不同的发展。
我们应该让学生成为课堂探究的主角,让课堂成为师生共同发展个性、开发潜能、实现生命价值的舞台。
我们与学生一起营造的数学课堂应该是充盈力,促进智慧生成、洋溢生活气息、呈现灵动色彩的课堂。
有人认为,“美不是作为科学的数学的特点,因为数学的主要功能并不是给人们提供美的鉴赏品。
”。
古代的数学家普洛克斯说:“哪里有数,哪里就有美”。
古希腊伟大的哲学家亚里士多德说:“虽然数学没有明显的提到善和美,但善和美也不能和数学完全分离。
因为美的形式就是…秩序、匀称和确定性‟,这些正是数学研究的原则”。
对于图形的比例,达·芬奇认为:“美感完全建立在各部分之间神圣的比例关系上”。
英国著名哲学家、数理逻辑学家罗素则把数学的美,形容为一种“冷而严肃的美”。
他说:“数学如果正确的对待它,不但拥有真理,而且也具有至高的美。
正像雕刻的美,是一种冷而严肃的美,这种美不但是投合我们天性的微弱方面,这种美没有绘画或艺术那些华丽的装饰,它可以纯净到崇高的地步,能够达到严肃的只有伟大的艺术能显示的那种完美的境地。
”香港旅美数学家,菲尔兹奖获得者丘成桐说:”数学家找寻美的境界,讲简单的定律,解决实际问题,而这些因素都永远不会远离世界.”即数学有取之不尽的源泉.我国现代著名数学家徐利治教授提出:”所谓数学美的含义是丰富的,如数学概念的简单性,统一性,结构系统的协调性,对称性,数学命题与数学模型的概括性,典型性和普遍性,还有数学中的奇异性等,都是数学美的具体内容.”徐利治指出了数学美的具体含义.其实,数学美并非”阳春白雪,曲高和寡”.当我们悟出了一个出色的数学公式,当我们用巧妙的方法解答出一道数学难题时,我们心中不也充满了一种成功的喜悦吗?我们在学习数学时,当看到一个优美对称的图形,一个代数轮换对称式,不也为这些图形和算式的对称协调而赏心悦目,充满一种美感吗?数学只有契合学生的生活经验才能真正走进学生心里。
鉴赏数学中的美PPT
04
数学中的简洁美
简洁性的定义
简洁性是指数学表达式的简练、明了和精炼,避免冗余和 繁琐。
简洁的数学公式或定理能够用最少的语言和符号表达最深 刻和普遍的数学规律。
数学公式的简洁美
数学公式中的简洁美体现在将复杂问 题用简单的方式表达出来,如勾股定 理、欧拉公式等。
这些公式用简练的符号和表达式概括 了大量的数学信息和规律,展示了数 学的深刻内涵。
数学证明的简洁美
数学证明中的简洁美体现在逻辑推理的严密性和简洁性,通过简洁的证明过程展现数学的严谨和精确 。
优秀的数学证明往往能够用简洁明了的逻辑推理,将复杂的问题逐步简化并得出结论,体现了数学的 智慧和美感。
05
数学中的和谐美
和谐性的定义
和谐性是指数学中各部分之间的协调 与一致,使整体呈现出平衡、有序和 完美的状态。
数学学习应该注重与其他学科的交叉 融合,以拓展知识面和应用领域,更 好地发挥数学在各个领域中的作用。
数学学习应该注重培养抽象思维和逻辑 推理能力,以便更好地理解和应用数学 知识,发现新的数学规律和现象。
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对称性的定义
对称性是指一个物体或图形在某种变换下保持不变的性质。在数学中,对称性通 常是指一个图形或对象相对于某一点、直线或平面具有的对称性质。
对称性可以分为不同的类型,如中心对称、轴对称、镜面对称等,这些类型都是 根据具体的变换条件来定义的。
对称在几何图形中的应用
中心对称
中心对称是指一个图形关于某一点旋转180度后与原 图形重合。例如,圆就是一个中心对称图形,其对 称中心是圆心。
轴对称
轴对称是指一个图形关于某一直线旋转180度后与原 图形重合。例如,矩形就是一个轴对称图形,直线作左右反射后 与原图形重合。例如,正方形就是一个镜面对称图 形,其对称轴是两条对边中点连线。
数学美的含义什么是数学美呢
数学美的含义什么是数学美呢数学美的含义什么是数学美呢数学美的社会性:数学美是一种社会现象,因为数学美是对人而言的。
数学家通过数学实践活动(特别是数学理论创造的实践活动),使自己的本质力量“对象化”了,或者说“自然人化”了。
所谓的“人化”就是人格化,即自然物具有人的本质的印记,实质上就是社会化。
这种社会化的内容正是数学美的内容,它是数学美产生的本原。
数学美的物质性:数学美的内容――人的本质力量必须通过某种形式呈现出来,必需要有附体,数学美的这种形式或附体,即数学美的物质属性。
数学美的宜人性:即数学美形式应该使审美主体感到愉悦。
审美主体的愉悦性,一方面自然是由审美主体的心理和生理的原因造成的,另一方面,也是最根本的,还在于对象本身是具有足以引起主体愉悦的属性和条件。
简言之,数学美的形式必须与人的认识、人类心灵深处的渴望的本质上相吻合。
数学美的体现1、形象美黑格尔说:“美只能在形象中出现。
”谈到形象美,一些人便只联想到影视、雕塑或绘画等,而数学离形象美是遥不可及的。
其实数学的数形结合,也可以组成世间万物的绚丽画面。
从幼儿时代伊伊学语的“1像小棒、2像小鸭、3像耳朵……”的直观形象,再到小学二、三年级所学的平均数的应用的宏观形象之美——商场货架货物平均间距摆放以及道路植树的平均间距……由平均数的应用给人们带来的美感不胜枚举。
再到初中所学的“⊥”(垂直符号),看到这样的符号,就让我们联想起矗立在城市中的高楼大厦或一座屹然峻峭、拔地而起的山峰,给人以挺拔巍峨之美。
“—”(水平线条),我们想起静谧的湖面,给人以平静心情的安然之美;看到“~”(曲线线条),我们又有小溪流水、随波逐流的流动乐章之美。
到了高中的“∈”(属于符号),更是形象的表现了一种归属关系的美感。
还有现在最新研究的数学分形几何图形,简直就是数学上帝造物主的完美之作。
美得让人晕撅的数学分形几何图形:2、对称美对称是美学的.基本法则之一,数学中许多轴对称、中心对称图形,都赋予了平衡、协调的对称美。
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数学美的概念爱美之心人人皆有,也正是这样人们才会对美的事物不断的追求。
数学家孜孜不倦的研究数学,和他们对美的追求是分不开的。
数学美应是“数学中能带给人愉悦的东西”。
学生学习数学觉得枯燥的一个重要原因是没有体会到“数学美”,不懂得欣赏数学美或缺少欣赏数学美的能力。
因此,本文就主要从数学美的概念数学美与其它美的区别以及它的内容和在数学教育中的体现等方面充分挖掘数学美。
通过对学生进行数学美的教育,有助于学生树立学习的信心,提高学习的兴趣,激发学习潜能,在学习中获得愉悦感。
数学美是一种蕴涵的美,它需要从深处去挖掘。
关于数学美的内容很多,本文是为了从浅层阐述数学的美,让学生初步感受数学中美的存在,所以本文就主要从数学美的概念、数学美与其它美的区别、数学美的内容和它在数学教育中的体现这几个方面作以下的阐述。
一、数学美的概念美是人类创造性实践活动的产物,是人类本质力量的感性显现。
通常我们所说的美以自然美、社会美以及在此基础上的艺术美、科学美的形式存在。
数学美是自然美的客观反映,是科学美的核心。
简言之数学美就是数学中奇妙的有规律的让人愉悦的美的东西。
历史上许多学者、数学家对数学美从不同的侧面作过生动的阐述。
普洛克拉斯早就断言:“哪里有数,哪里就有美。
”亚里士多德也曾讲过:“虽然数学没有明显地提到善和美,但善和美也不能和数学完全分离。
因为美的主要形式家是“秩序、匀称和确定性”,这些正是数学研究的原则。
”徐利治教授说:“作为科学语言的数学,具有一般语言文字与艺术所共有的美的特点,即数学在其内容结构上和方法上也都具有自身的某种美,既所谓数学美。
数学美的含义是丰富的,如数学概念的简单性、统一性,结构关系的协调性,对称性,数学命题与数学模型的概括性、典型性和普遍性,还有数学中的奇异性等等都是数学美的具体内容。
以上的论述可见,数学中充满着美的因素,数学美是数学科学的本质力量的感性和理性的呈现,它不是什么虚无飘渺、不可捉摸的东西,而是有其确定的客观内容。
二、数学美与其它美的区别数学美有别与其它的美,它没有鲜艳的色彩,没有美妙的声音,没有动感的画面,它却是一种独特的美。
美国数学家克莱因曾对数学美作过这样的描述:“音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科技可以改善物质生活,但数学却能提供以上一切。
”数学美与其它美的区别还在于它是蕴涵在其中的美。
打个比方来说,大家一定都有这种感觉,绝大部分同学对音体美容易产生兴趣,而对数学感兴趣的不多。
我认为,这主要有两个方面的原因:一是音体美中所表现出来的美是外显的,这种美同学们比较容易感受、认识和理解;而数学中的美虽然也有一些表现在数学对象的外表,如精美的图形、优美的公式、巧妙的解法等等,但总的来说数学中的美还是深深地蕴藏在它的基本结构之中,这种内在的理性美学生往往难以感受、认识和理解,这也是数学区别于其它学科的主要特征之一。
二是长期以来,我们的数学教材过分强调逻辑体系和逻辑推演,忽视数学美感、数学直觉的作用,长此以往,学生将数学与逻辑等同起来。
一味注重数学的逻辑性而忽视了数学本身的美,学习的过程中就会感到枯燥无味缺乏兴趣。
三、数学美的内容随着数学的发展和人类文明的进步,数学美的概念会有所发展,分类也不相同,但它的基本内容是相对稳定的,这就是:对称性、简单性、统一性和奇异性。
(一)对称性所谓对称性,既指组成某一事物或对象的两个部分的对等性,从古希腊的时代起,对称性就被认为是数学美的一个基本内容。
毕达哥拉斯就曾说过:“一切平面图形中最美的是圆,在一切立体图形中最美的是球形。
”这正是基于这两种形体在各个方向上都是对称的。
中国的建筑就很好的应用了数学的对称美,有许多的园林建筑都应用了这一点。
数学中的这种对称处处可见:几何中具有的对称性(中心对称、轴对称、镜象对称等)的图形很多,都给我们一种舒适优美的感觉。
几何变换也具有对称性。
杨辉三角更组成美丽的对称图案11 2 11 3 3 11 4 6 4 11 5 10 10 5 11 6 15 20 15 6 1……分析:在杨辉三角的图案中每一行的除了首尾的数字是1以外,其他的数字是左上角和右上角的数字的和。
这样就构成了有规律的并且是成对称的形状的三角图案了。
集合运算中的下面两个公式的对称性也是极其优美的:C (A B ⋃)=CA ⋂CB C (A ⋂B ) =CA ⋃CB两个集合的并(交)的补集就是两个集合补集的交(并)。
数学的解题中也体现对称美:例1、9999999999999999991239871⨯+++++++ 解:原式=111111111×111111111=12345678987654321分析:分式的分子是九个九乘以九个九,分母是九个数字的和并且成对称的,结果也是九个数字组成的对称的结构,真是太出人意料了太美妙了例2、 0×9+1=11×9+2=1112×9+3=111123×9+4=11111234×9+5=11111…………………分析:例2中也蕴涵着对称留给读者去体会。
此外代数中的对称多项式,有理系数的多项式方程无理根成对出现,实系数的多项式方程虚根成对出现,函数及其反函数图象的关系,线性方程组的距阵表示及克莱姆法则等都呈现出对称性。
还有一个类似对称的词匀称。
“匀称性”的概念可以看成“对称性”的概念的自然发展。
线段的黄金分割就是一个典型的例子,主要是因为由此构成的长方形给人以“匀称美”的 感觉。
黄金分割比618.0215=-=ω…也被誉为“人间最巧的比例”。
世界上许多著名的建筑广泛采用黄金分割的比例。
一些名画的主题,电影画面的主题大多放在画面的0.618处,给人以舒适的美感。
乐曲中较长一段一般是总长度的0.618,弦乐器的声码放在琴弦的0.618处会使声音更甜美。
另外,黄金分割比在优选法中有着重要的作用。
(二) 简单性汉语的语言要求言简意赅,同样数学作为逻辑性很强的学科它的语言表达也是简洁的。
简单性(或称简洁性)也是数学美的一个基本内容。
数学的简洁性是人类思想表达经济化要求的反映,它同样给人以美感。
爱因斯坦说过:“美在本质上终究是简单性。
”数学语言本身就是最简洁的文字,同时反映客观规律极其深刻,许多复杂的客观现象,总结为一定的规律时,往往呈现为十分简单的公式。
欧拉给出的公式:V -E+F=2,堪称“简单美”的典范。
世间的多面体有多少没有人能说清楚。
但它们的顶点数V、棱数E、面数F,都必须服从欧拉给出的公式,一个如此简单的公式,概括了无数种多面体的共同特性,令人惊叹不已。
在数学中,像欧拉公式这样形式简洁、内容深刻、作用很大的定理还有许多。
比如:圆的周长公式:C=2πR 任意一个圆它的周长都满足这样的公式。
勾股定理:直角三角形两直角边的平方和等于斜边平方。
在所有的直角三角形中直角边和斜边都满足这样的关系。
正弦定理:ΔABC的外接圆半径R,则R C c B b A a 2sin sin sin === 把三角形的边、角和它的外接圆的半径建立了简单的数学关系。
数学中绝大部分公式都体现了“形式的简洁性,内容的丰富性”。
正如伟大的希而伯特曾说过:“数学中每一步真正的进展都与更有力的工具和更简单的方法的发现密切联系着”。
如笛卡尔坐标系的引入。
对数符号的使用,复数单位的引入。
微积分的出现都体现了数学外在形式更简洁,内容更深厚。
著名的皮亚诺公式只用了三个不加定义的原始概念和五个不加证明的公理,显示了逻辑上的简洁。
由此产生的自然数理论是现代数学基础研究的起点,这三个原始概念是“自然数”,“1”,“后继(数)”;五个公理是:公理一:1是自然数,公理二:任何自然数的后继也是自然数,公理三:没有两个自然数有相同的后继,公理四:1不是任何自然数的后继,公理五:若一个有自然数组成的集合S 含有1,且当S 含有任一个自然数时,也一定含有它的后继,则S 就含有全体自然数。
(三)统一性所谓统一性,是指部分与部分、部分与整体之间的和谐一致。
在数学中有好多数学统一性的例子。
例如,引入负数,有了相反数的概念之后,有理数的加法和减法得到统一,它们可以统一为代数和的形式。
有了倒数的概念,除以一个不等于零的数等于乘上它的倒数,于是乘法与除法得到了统一。
例如平面几何中的相交弦定理、割线定理、切割线定理和切线长定理均可统一到圆幂定理之中。
在体积计算中有所谓的“万能计算公式”,它能统一地应用于棱(圆)柱、棱(圆)锥及棱(圆)台的体积计算: V=31h(s+s s '+s ')其中h 为相应几何体的高,s 和s '为起上下底面的面积。
又如:在椭圆:22221(x y a b a b +=>>0)中,记左焦点为F ,右顶点为A ,短轴上方的端点为B ,若该椭圆的离心率为12e =,则∠ABF =2π。
这样的椭圆不妨称之为“优美椭圆”。
对双曲线也有“优美双曲线”:22221x y a b-=的左顶点为A ,右焦点为F ,B 是虚轴的一个端点,且双曲线的离心率为12e =。
它也有类似的性质:∠ABF =2π。
(四)奇异性人们提起数学的时候通常会说“奇妙的数学”,数学的学习和解题中也有一些非常规的奇妙的解法等等。
这些就是我们通常说的数学的奇异性。
徐利治教授说“奇异是一种美,奇异到极度更是一种美。
”奇异性是数学美的一个重要特征,它反映了显示世界中非常规现象的一个侧面,也是数学发现中的重要美学因素。
数学领域中的一些新的观念的产生,就是来自对奇异美的追求。
毕达哥拉斯学派认为任何数量都可表示成整数或两个整数的比,而无理数的发现无疑是一个奇异的结果。
它打破了原先的数的和谐性,被称为第一次数学危机。
奇异性常常和数学中的反例紧密相联,反例的产生则往往导致人们的认识能够的深化和数学理论的重大发展。
例如人们以为一切函数都是连续的,连续性不被人们所注目,当有间断点的函数出现以至于有著名的狄里克莱函数:D (x )=1,x x ⎧⎨⎩为有理数0,为无理数出现时,由于它在实数轴上处处有定义,但却处处间断,这种奇异性的发现使人们对连续性的美妙之处看得更清楚了。
同样,当魏尔斯特拉斯给出处处连续而处处不可微的函数时,人们对可微的概念便有了更深刻的认识。
关于数学的奇异性,接下来我讲一个蒲丰用投针求圆周率的近似值的试验也是数学方法奇异性的一个典型例子。
有一天蒲丰邀请许多宾朋来家做了一个奇特的实验。
他事先在白纸上画好了一条条有等距离的平行线,将纸铺在桌上,又拿出一些质量匀称长度为平行线间距离之半的小针,请客人把针一根根随便仍到纸上,蒲丰则在一旁计数,结果共投2212次,其中与任意平行线相交的有704次,蒲丰又做了一简单的除法142.37042212 ,然后他宣布这就是圆周率的近似值,还说投的次数越多越精确。