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华应龙 ​严亚雄 ‖ ​数学,你在我眼中是最美

华应龙 ​严亚雄 华应龙化错化人 2022-03-28

无论是风里,还是在雨里,我都在这里守候着你~



战“疫”中的数学阅读辅导(33)


华应龙

(北京第二实验小学)

同学们,我发现大家对数学的态度截然不同:或极度热爱,或特别讨厌。


为什么会这样呢?我分析,很大程度上是对数学美的领悟和鉴赏不同。成为数学家的人,常常就是因为他被数学的美深深地吸引了!


数学的美,难以形容。


数学语言有着简洁美,数学知识有着结构美,数学思维有着抽象美、自由美、创造美……数学之美就像但丁神曲中的诗句,就像优美和谐的乐曲,就像别具一格的绘画,就像雄伟壮美的建筑……


当然,数学之美,还可以从更多的角度去审视。每一种美都不是孤立的,她们相辅相成、密不可分,需要我们用心、用智慧深层次地去挖掘,才能更好地去享受她的丰富、深隧和迷人。


哦,我这样描述,是不是让你情思荡漾、兴趣盎然!


我曾经说“让天下没有难学的数学”,这是我们团队的共同目标。我想,让学生感悟数学美应该是一个很好的突破口。今天,我们团队的严亚雄老师为你推荐的就是一本讲述数学美的科普读物——《数学美拾趣》。


严亚雄老师,是“华应龙名师工作室”核心成员,江苏省南通开发区实验小学教育集团教师发展中心主任,教育硕士,江苏省特级教师,正高级教师,全国优秀教师,江苏省333高层次人才培养对象,南通市第一梯队名师培养对象, “严亚雄工作室”主持人。出版专著《情思数学——指向儿童成长》。









数学,你在我眼中是最美

——《数学美拾趣》阅读推荐

严亚雄

(江苏省南通开发区实验小学)


孩子,你是否常听人说数学艰涩又难懂、毫无趣味和美感、一点点也不好玩?


唉,这是对数学的极大误解呢!


瞧,数学的世界里有美丽的黄金分割、有奇妙的分形世界、有迷人的平面镶嵌,还有离奇的等宽曲线、神秘的无穷多、出人意料的悖论和卓越完美的公式……


不仅如此,你还会发现,数学与文学、数学与艺术、数学与人文还有着美妙的汇合与交融……


今天我想分享给大家的就是这样一本书——《数学美拾趣》,它是张景中院士主编的《好玩的数学》丛书中的一本,作者是特级教师易南轩老师。这本书自2002年9月出第一版后一版再版,常常出版不久就脱销了,这在国内科普书中可是很少见的哦!


全书除去导言和结语,共43个专题,章章都吸引你去研读。它不是系统论述数学美,而是将数学中美的精彩内容或以片段的形式摘出,从艺术和思维的角度加以欣赏;或是阐述某一个事物与数学的联系,从中体现出数学的美。赏析之下,你会觉得情趣盎然;美的熏陶中,你会得到情感的共鸣和思维的启迪,读来让人回味无穷。


说了这么多,你是不是特别期待?那就让我们赶快踏进这片美丽的数学世界——《数学美拾趣》吧!

               



1


五角星是我们喜爱的图形,很多国家的国旗上都会有它的身影。你一定发现了,我们国家的国旗、国徽、军旗、军徽上也都采用了五角星图形。



为什么人们如此喜爱五角星这样的图形呢?告诉你吧,因为它和大自然一样,既有着美妙的对称,又有着扣人心弦的变化。


让我们将一个圆沿着它的圆周分成五等分,依次将不相邻的两个等分点连接起来,然后你就会看到一个美丽的正五角星图形啦!



在连接的过程中,你是否惊异于形成图形的奇妙!当正五角星呈现在你面前时,如此明显的对称性,如此均匀的比例关系,是不是让你由衷赞叹!


五角星巨大的魅力来自哪里呢?来自它的五条边相互分割形成的黄金比,这是它美的核心,让人见了产生一种美的原动力。


提起黄金比,我又想起了这样几种图形,请看——


这些图形如此和谐、如此优美,是不是让你赏心悦目?对了,它们的名字也很好听,分别叫做:黄金三角形、黄金椭圆、黄金双曲线。



2


有这样一首诗,很有意思,顺着读、倒着读都很有意境和韵味。


请你试着读一读吧:


云边月影沙边雁,水外天光山外树。


这样的诗叫做“回文诗”。


还有圆形茶碗上的回文,五个字不论从哪个字开始读,都是赞美这家店里的茶好,劝人喝茶的。读来令人心情愉快,请看——


①可以清心也

②也可以清心

③心也可以清

④清心也可以

⑤以清心也可


数学和文学有着惊人的相似之处,你相信吗?


瞧,数学中有回文数,两位数中回文数有9个,它们是11,22,33,44,55,66,77,88,99;三位数中的回文数由前两位数确定,一共有9×10=90个,它们是111,121,131,…,212,222,…,989,999;类似的,四位数中的回文数也是90个。


关于回文数,还有这样一个有趣的现象:任意取一个正整数,与它的倒序数相加,如果它们的和不是回文数,再与这个数的倒序数相加,一直重复这个步骤,一直到获得回文数为止。举个例子:



于是,有数学家提出这样一个猜想:不论开始采用什么整数,在经过有限次倒序相加步骤后,都会得到一个回文数。


不过,至今都没有人知道这个猜想是对还是错的。


感觉到回文数与回文诗之间某种相通之处吗?那种对称、和谐的美是否让你心里产生一种相似的愉悦之感?


有人还编了这样一道回文数的趣题呢!



在这里,每一个汉字代表一个数字,不同的汉字代表不同的数字,你能把这道算式还原出来吗?剧透一下,这道题只有唯一一个答案哦!


充满猜想的回文数就像一座迷宫,它静静地矗立在那里等待着我们,等待我们去解开其间的奥秘。



3


 你听说过“无穷旅店”的故事吗?这是大数学家希尔伯特在一次演讲中讲述的故事——



有一家旅馆,设有无穷多个房间,房号为1、2、3……。客人到来时,所有房间均已住满,但店主却说:“不成问题!”他是怎么做到的呢?原来,他将新客人安排在1号房间,其余的客人都从原来的房间搬到下一个房间,也就是说,1号房间的客人搬到2号,2号房间的客人搬到3号……依次类推。于是,新的客人住进了已被腾空的1号房间,而原来旅馆内的所有客人也全都有房间可住。


要是,来的不是一个客人,而是一个“无穷旅行团”,它的成员个数与正整数一样多,刚才的措施似乎行不通了,该怎么办呢?


要是,来的不是一个“无穷旅行团”,而是无穷多个“无穷旅行团”,又该怎么办呢?


聪明的店主完美解决了以上问题。是不是感觉特别神奇?他到底是怎么安排的?该怎样去理解他出人意料的安排呢?


思考的过程、找寻的过程就像开采、发掘宝藏的过程,你会发现,“无穷”是一块“神秘”的宝地。


读到这里,你是不是已经感觉到了数学的美?


关于数学到底有多美,我还真说不清楚。但我相信,当你打开这本书,你会得到一个大大的惊喜:没想到数学原来离我们如此之近啊,没想到数学的世界如此丰富和美妙。你也一定会由衷地感叹:数学,你在我眼中是最美!








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