數(shù)學(xué)手抄報內(nèi)容大全
數(shù)學(xué)(mathematics或maths),是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門學(xué)科,從某種角度看屬于形式科學(xué)的一種。而在人類歷史發(fā)展和社會生活中,數(shù)學(xué)也發(fā)揮著不可替代的作用,也是學(xué)習(xí)和研究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)必不可少的基本工具。下面是小編收集的數(shù)學(xué)手抄報的內(nèi)容大全,希望能幫到你們。
中國古代數(shù)學(xué)發(fā)展史
魏、晉時期出現(xiàn)的玄學(xué),不為漢儒經(jīng)學(xué)束縛,思想比較活躍;它詰辯求勝,又能運(yùn)用邏輯思維,分析義理,這些都有利于數(shù)學(xué)從理論上加以提高。吳國趙爽注《周髀算經(jīng)》,漢末魏初徐岳撰《九章算術(shù)》注,魏末晉初劉徽撰《九章算術(shù)》注、《九章重差圖》都是出現(xiàn)在這個時期。趙爽與劉徽的工作為中國古代數(shù)學(xué)體系奠定了理論基礎(chǔ)。
趙爽是中國古代對數(shù)學(xué)定理和公式進(jìn)行證明與推導(dǎo)的最早的數(shù)學(xué)家之一。他在《周髀算經(jīng)》書中補(bǔ)充的“勾股圓方圖及注”和“日高圖及注”是十分重要的數(shù)學(xué)文獻(xiàn)。在“勾股圓方圖及注”中他提出用弦圖證明勾股定理和解勾股形的五個公式;在“日高圖及注”中,他用圖形面積證明漢代普遍應(yīng)用的重差公式,趙爽的工作是帶有開創(chuàng)性的,在中國古代數(shù)學(xué)發(fā)展中占有重要地位。
劉徽約與趙爽同時,他繼承和發(fā)展了戰(zhàn)國時期名家和墨家的思想,主張對一些數(shù)學(xué)名詞特別是重要的數(shù)學(xué)概念給以嚴(yán)格的定義,認(rèn)為對數(shù)學(xué)知識必須進(jìn)行“析理”,才能使數(shù)學(xué)著作簡明嚴(yán)密,利于讀者。他的《九章算術(shù)》注不僅是對《九章算術(shù)》的方法、公式和定理進(jìn)行一般的解釋和推導(dǎo),而且在論述的過程中有很大的發(fā)展。劉徽創(chuàng)造割圓術(shù),利用極限的思想證明圓的面積公式,并首次用理論的方法算得圓周率為 157/50和 3927/1250。
劉徽用無窮分割的方法證明了直角方錐與直角四面體的體積比恒為2:1,解決了一般立體體積的關(guān)鍵問題。在證明方錐、圓柱、圓錐、圓臺的體積時,劉徽為徹底解決球的體積提出了正確途徑。
東晉以后,中國長期處于戰(zhàn)爭和南北分裂的狀態(tài)。祖沖之父子的工作就是經(jīng)濟(jì)文化南移以后,南方數(shù)學(xué)發(fā)展的具有代表性的工作,他們在劉徽注《九章算術(shù)》的基礎(chǔ)上,把傳統(tǒng)數(shù)學(xué)大大向前推進(jìn)了一步。他們的數(shù)學(xué)工作主要有:計算出圓周率在3.1415926~3.1415927之間;提出祖暅原理;提出二次與三次方程的解法等。
據(jù)推測,祖沖之在劉徽割圓術(shù)的基礎(chǔ)上,算出圓內(nèi)接正6144邊形和正12288邊形的面積,從而得到了這個結(jié)果。他又用新的方法得到圓周率兩個分?jǐn)?shù)值,即約率22/7和密率355/113。祖沖之這一工作,使中國在圓周率計算方面,比西方領(lǐng)先約一千年之久;
祖沖之之子祖暅總結(jié)了劉徽的有關(guān)工作,提出“冪勢既同則積不容異”,即等高的兩立體,若其任意高處的水平截面積相等,則這兩立體體積相等,這就是著名的祖暅公理。祖暅應(yīng)用這個公理,解決了劉徽尚未解決的球體積公式。
隋煬帝好大喜功,大興土木,客觀上促進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展。唐初王孝通的《緝古算經(jīng)》,主要討論土木工程中計算土方、工程分工、驗收以及倉庫和地窖的計算問題,反映了這個時期數(shù)學(xué)的情況。王孝通在不用數(shù)學(xué)符號的情況下,立出數(shù)字三次方程,不僅解決了當(dāng)時社會的需要,也為后來天元術(shù)的建立打下基礎(chǔ)。此外,對傳統(tǒng)的勾股形解法,王孝通也是用數(shù)字三次方程解決的。
唐初封建統(tǒng)治者繼承隋制,656年在國子監(jiān)設(shè)立算學(xué)館,設(shè)有算學(xué)博士和助教,學(xué)生30人。由太史令李淳風(fēng)等編纂注釋《算經(jīng)十書》,作為算學(xué)館學(xué)生用的課本,明算科考試亦以這些算書為準(zhǔn)。李淳風(fēng)等編纂的《算經(jīng)十書》,對保存數(shù)學(xué)經(jīng)典著作、為數(shù)學(xué)研究提供文獻(xiàn)資料方面是很有意義的。他們給《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》以及《海島算經(jīng)》所作的注解,對讀者是有幫助的。隋唐時期,由于歷法的需要,天算學(xué)家創(chuàng)立了二次函數(shù)的內(nèi)插法,豐富了中國古代數(shù)學(xué)的內(nèi)容。
算籌是中國古代的主要計算工具之一,它具有簡單、形象、具體等優(yōu)點(diǎn),但也存在布籌占用面積大,運(yùn)籌速度加快時容易擺弄不正而造成錯誤等缺點(diǎn),因此很早就開始進(jìn)行改革。其中太乙算、兩儀算、三才算和珠算都是用珠的槽算盤,在技術(shù)上是重要的改革。尤其是“珠算”,它繼承了籌算五升十進(jìn)與位值制的優(yōu)點(diǎn),又克服了籌算縱橫記數(shù)與置籌不便的缺點(diǎn),優(yōu)越性十分明顯。但由于當(dāng)時乘除算法仍然不能在一個橫列中進(jìn)行。算珠還沒有穿檔,攜帶不方便,因此仍沒有普遍應(yīng)用。
中國著名數(shù)學(xué)家
劉徽
劉徽(生于公元250年左右),三國后期魏國人,是中國古代杰出的數(shù)學(xué)家,也是中國古典數(shù)學(xué)理論的奠基者之一.其生卒年月、生平事跡,史書上很少記載。據(jù)有限史料推測,他是魏晉時代山東鄒平人。終生未做官。他在世界數(shù)學(xué)史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算術(shù)注》和《海島算經(jīng)》,是中國最寶貴的數(shù)學(xué)遺產(chǎn).
《九章算術(shù)》約成書于東漢之初,共有246個問題的解法.在許多方面:如解聯(lián)立方程,分?jǐn)?shù)四則運(yùn)算,正負(fù)數(shù)運(yùn)算,幾何圖形的體積面積計算等,都屬于世界先進(jìn)之列,但因解法比較原始,缺乏必要的證明,而劉徽則對此均作了補(bǔ)充證明.在這些證明中,顯示了他在多方面的創(chuàng)造性的貢獻(xiàn).他是世界上最早提出十進(jìn)小數(shù)概念的人,并用十進(jìn)小數(shù)來表示無理數(shù)的立方根.在代數(shù)方面,他正確地提出了正負(fù)數(shù)的概念及其加減運(yùn)算的法則;改進(jìn)了線性方程組的解法.在幾何方面,提出了"割圓術(shù)",即將圓周用內(nèi)接或外切正多邊形窮竭的一種求圓面積和圓周長的方法.他利用割圓術(shù)科學(xué)地求出了圓周率π=3.14的結(jié)果.劉徽在割圓術(shù)中提出的"割之彌細(xì),所失彌少,割之又割以至于不可割,則與圓合體而無所失矣",這可視為中國古代極限觀念的佳作.
《海島算經(jīng)》一書中, 劉徽精心選編了九個測量問題,這些題目的創(chuàng)造性、復(fù)雜性和富有代表性,都在當(dāng)時為西方所矚目.
劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀.他是中國最早明確主張用邏輯推理的方式來論證數(shù)學(xué)命題的人.
祖沖之
祖沖之(公元429年─公元500年)是中國杰出的數(shù)學(xué)家,科學(xué)家。南北朝時期人,漢族人,字文遠(yuǎn)。生于未文帝元嘉六年,卒于齊昏侯永元二年。祖籍范陽郡遒縣(今河北淶水縣)。其主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械三方面。在數(shù)學(xué)方面,他寫了《綴術(shù)》一書,被收入著名的《算經(jīng)十書》中,作為唐代國子監(jiān)算學(xué)課本,可惜后來失傳了。祖沖之還和兒子祖暅一起圓滿地利用「牟合方蓋」解決了球體積的計算問題,得到正確的球體積公式。在機(jī)械學(xué)方面,他設(shè)計制造過水碓磨、銅制機(jī)件傳動的指南車、千里船、定時器等等。此外,對音樂也研究。他是歷史上少有的博學(xué)多才的人物。月球上還有一座環(huán)形山是以他的名字命名的。
祖沖之在數(shù)學(xué)上的杰出成就,是關(guān)于圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".后來發(fā)現(xiàn)古率誤差太大,圓周率應(yīng)是"圓徑一而周三有余",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學(xué)方法--" 割圓術(shù)",用圓內(nèi)接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內(nèi)接96邊形, 求得π=3.14,并指出,內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎(chǔ)上,經(jīng)過刻苦鉆研,反復(fù)演算,求出π在 3.1415926與3.1415927之間.并得出了π分?jǐn)?shù)形式的近似值,取22/7為約率,取355/113為密率,其中355/113取六位小數(shù)是 3.141592,它是分子分母在16604以內(nèi)最接近π值的分?jǐn)?shù).祖沖之究竟用什么方法得出這一結(jié)果,現(xiàn)在無從考查.若設(shè)想他按劉徽的"割圓術(shù)"方法去求的話,就要計算到圓內(nèi)接12288邊形,這需要花費(fèi)多少時間和付出多么巨大的勞動啊!由此可見他在治學(xué)上的頑強(qiáng)毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數(shù)學(xué)家獲得同樣結(jié)果,已是一千多年以后的事了.為了紀(jì)念祖沖之的杰出貢獻(xiàn),有些外國數(shù)學(xué)史家建議把π=叫做"祖率".
祖沖之博覽當(dāng)時的名家經(jīng)典,堅持實(shí)事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發(fā)現(xiàn)過去歷法的嚴(yán)重誤差,并勇于改進(jìn),在他三十三歲時編制成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀(jì)元.
祖沖之還與他的兒子祖暅(也是中國著名的數(shù)學(xué)家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當(dāng)時采用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位于兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行于這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恒相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理, 但這是在祖氏以后一千多年才由卡氏發(fā)現(xiàn)的.為了紀(jì)念祖氏父子發(fā)現(xiàn)這一原理的重大貢獻(xiàn),大家也稱這原理為"祖暅原理".祖沖之也制造過許多工具,如指南車等。
外國著名數(shù)學(xué)家
阿基米德
阿基米德(Archimedes 公元前287年—公元前212年),古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。出生于西西里島的敘拉古。阿基米德到過亞歷山大里亞,據(jù)說他住在亞歷山大里亞時期發(fā)明了阿基米德式螺旋抽水機(jī)。后來阿基米德成為兼數(shù)學(xué)家與力學(xué)家的偉大學(xué)者,并且享有“力學(xué)之父”的美稱。阿基米德流傳于世的數(shù)學(xué)著作有10余種,多為希臘文手稿。阿基米德曾說過:給我一個支點(diǎn),我可以翹起地球。這句話告訴我們:要有勇氣去尋找這個支點(diǎn),要勇于尋找真理。
艾薩克·牛頓
牛頓(Isaac Newton) 是英國較為著名的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)學(xué)家。 在學(xué)校里,牛頓是個古怪的孩子,就喜歡自己設(shè)計、自己動手,做風(fēng)箏、日晷、滴漏之類器物。他對周圍的一切充滿好奇,但并不顯得特別聰明。
1665~1666年嚴(yán)重的鼠疫席卷了倫敦,劍橋離倫敦不遠(yuǎn),為恐波及,學(xué)校因此而停課,牛頓于1665年6月離校返鄉(xiāng)。一天在樹下閑坐,看到一個蘋果落在地上,便開始捉摸,這種將蘋果往下拉的力會不會也在控制著月球。由此牛頓推導(dǎo)出物體的下落速度改變率與重力的大小成正比,而重力大小與距地心距離的平方成反比。后來牛頓的棱鏡實(shí)驗也使他一舉成名。
牛頓最卓越的數(shù)學(xué)成就是創(chuàng)立了微積分,此外對解析幾何與綜合幾何都有比較顯著的貢獻(xiàn)。
牛頓有兩句名言是大家所熟知的。他在一封信中寫道:“如果我比別人看得遠(yuǎn)些,那是因為我站在巨人們的肩上。”據(jù)說他還講過:“我不知道世人對我怎么看;但在我自己看來就好像只是一個在海濱嬉戲的孩子,不時地為比別人找到一塊光滑的卵石或一只更美麗的貝殼而感到高興,而我面前的浩瀚的真理海洋,卻還完全是個謎。”
趣味數(shù)學(xué)故事
一家藥店收到運(yùn)來的某種藥品十瓶。每瓶裝藥丸1000粒。藥劑師懷特先生剛把藥瓶送上架子,一封電報接踵而來。懷特先生把電報念給藥店經(jīng)理布萊克小姐聽。
懷特先生:“特急!所有藥瓶須檢查后方能出售。由于失誤,其中有一瓶藥丸每粒超重10毫克。請即退回分量有誤的那瓶藥。懷特先生很氣惱。
懷特先生:“倒霉極了,我只好從每瓶中取出一粒來秤一下。真是胡鬧。
懷特先生剛要動手,布萊克小姐攔住了他。布萊克小姐:“等一下,沒必要秤十次,只需秤一次就夠了。這怎么可能呢?
布萊克小姐的妙主意是從第一瓶中取出1粒,從第二瓶中取出2粒,第三瓶中取出3粒,以此類推,直至從第十瓶中取出10粒。把這55粒藥丸放在秤上,記下總重量。如果重5510毫克,也就是超過規(guī)格10毫克,她當(dāng)即明白其中只有一粒是超重的,并且是從第一瓶中取出的。
如果總重量超過規(guī)格20毫克,則其中有2粒超重,并且是從第二瓶中取出的,以此類推進(jìn)行判斷。所以布萊克小姐只要秤一次,不是嗎?
六個月后,藥店又收到此種藥品十瓶。一封加急電報又接踵而至,指出發(fā)生了一個更糟糕的錯誤。
這一次,對超重藥丸的瓶數(shù)無可奉告。懷特先生氣惱極了。懷特先生:“布萊克小姐,怎么辦?我們上次的方法不中用了。布萊克小姐沒有立即回答,她在思索這個問題。
布萊克小姐:“不錯。但如果把那個方法改變一下,我們?nèi)匀恢恍璩右淮尉湍馨逊至坑姓`的藥品識別出來。這回布萊克小姐又有什么好主意?
在第一個秤藥丸問題中,我們知道只有一瓶藥丸超重。從每瓶中取出不同數(shù)目的藥丸(最簡單的方式就是采用計數(shù)序列),我們就可使一組數(shù)字和一組藥瓶成為一一對應(yīng)的關(guān)系。
為了解決第二個問題,我們必須用一個數(shù)字序列把每瓶藥單獨(dú)標(biāo)上某個數(shù)字,且此序列中的每一個子集必須有一個單獨(dú)的和。有沒有這樣的序列?有的,最簡單的就是下列二重序列:1,2,4,8,16,。。。這些數(shù)字是2的連續(xù)次冪,這一序列為二進(jìn)制記數(shù)法奠定了基礎(chǔ)。
在這個問題中,解法是把藥瓶排成一行,從第一瓶中取出1粒,從第二瓶中取出2粒,從第三瓶中取出4粒,以此類推。取出的藥丸放在秤上秤一下。假設(shè)總重量超重270毫克,由于每粒分量有誤的藥丸超重10毫克,所以我們把270除以10,得到27,即為超重藥丸的粒數(shù)。把27化成二進(jìn)制數(shù):11011。在11011中自右至左,第一,二,四,五位上的“1”表示其權(quán)值分別為1,2,8,16。因此分量有誤的藥瓶是第一,二,四,五瓶。
在由2的冪組成的集合中,每個正整數(shù)是單一的不同組合中的元素之和。鑒于這一事實(shí),二進(jìn)制記數(shù)法極為有用。在計算機(jī)科學(xué)和大量應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域中,二進(jìn)制記數(shù)法是必不可少的。在趣味數(shù)學(xué)方面,同樣也有難以計數(shù)的應(yīng)用。
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