1、数学的灵魂,在通往数学王国的道路上, 你需要周游代数初步、空间和图形、统计和概率、运筹与逻辑等王国; 在这里,我会与大家分享一些有趣的数字游戏、数学家的故事以及它们的经历 去感受数学的魅力与美丽。,数字照妖镜,在中国的神魔小说常能提到神奇的照妖镜,其实数学里头也有一块照妖镜,那就是666.7,这个数漫无止境,前面随便可以添加多个6,但最后一位必须是7 假设隐藏着数学妖精,她是一个多位数,为了便于说明起见,不妨认定她是个四位数。 现在记她为x随后请把它乘以6667但不必完全投入相乘之结果,只要露出四位尾巴就行了。 根据这四位尾巴,就有办法使x显出原形,现在随便使用一个数字加以说明,例如乘积的尾巴
2、是4609,在得知此数后,只要把它乘以3,再截取四位数,即可知道原数是3827 请看 382766672551(4609) 在原数x尾巴之前,存在着良好的”一一对应”;哩 自然,隐藏着的原数x并不限定于四位,随便多少位也行 你只要记住一点,x有几位,666.7也有几位,试试看!,掉进漩涡里的数,三十多年前,日本数学家角谷静发现了一个奇怪的现象: 一个自然数,如果它是偶数,那么用2除它;如果商是奇数,将它乘以3之后再加上1。 这样反复运算最终必然为1。 这个有趣的现象引起了许多数学爱好者的兴趣,人们在大量演算中发现,算出的数字忽大忽小,有的过程很长,比如27算到1要112步。,有人把演算过程形容
3、为云中的小水滴,在高空气流的作用下,忽高忽低,遇冷成冰,体积越来越大,最后变成冰雹落了下来。而演算数字最后也像冰雹一样掉了下来,变成了1 角谷静这一发现被称为“谷静猜想”或”冰雹猜想” 大家可以试试证明一下 目前,还没有人能证明出角谷静的作法,最终必然得1。,从破译密码到代数之父韦达,数学家的语言也是由他们创造的 否则一个简单的方程式3x+2=0就要写成“一个未知数的三倍加上2等于零”,多不方便啊! 那么我们现在在数学中所用的字母和符号是谁创造的呢? 第一个吃螃蟹的韦达! 由于韦达做出了许多重要贡献,成为十六世纪法国最杰出的数学家之一。 韦达1540年生于法国的普瓦图Poitou, 今旺代省的
4、丰特奈 - 勒孔特 (Fontenay.-le-Comte)。1603年12月13日卒,于巴黎。年轻时学习法律并当过律师。后从事政治活动,当过议会的议员。在对西班牙的战争中,曾为政府破译敌军的密码。韦达还致力于数学研究,第一个有意识地和系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂,带来了代数学理论研究的重大进步。韦达讨论了方程根的各种有理变换,发现了方程根与系数之间的关系(所以人们把叙述一元二次方程根与系数关系的结论称为“韦达定理”)。,一切人的老师欧拉,记忆力和心算能力是罕见的.比如,他能背诵前一百位质数的前十次幂,能背诵罗马诗人维吉尔(Virgil)的史诗Aeneil,能背诵全部的数学公式。
5、直至晚年,他还能复述年轻时的笔记的全部内容;心算并不限于简单的运算,高等数学里的计算一样可以用心算去完成。 过度的工作使他得了眼病,并且不幸右眼失明了,这时他才28岁。1741年欧拉应普鲁士彼德烈大帝的邀请,到柏林担任科学院物理数学所所长,直到1766,年,后来在沙皇喀德林二世的诚恳敦聘下重回彼得堡,不料没有多久,左眼视力衰退,最后 完全失明。 不幸的事情接踵而来,1771年彼得堡的大火灾殃及欧拉住宅,带病而失明的64岁的欧拉被围困在大火中,虽然他被别人从火海中救了出来,但他的书房和大量研究成果全部化为灰烬了 沉重的打击,仍然没有使欧拉倒下,他发誓要把损失夺回来。欧拉完全失明以后,虽然生活在黑
6、暗中,但仍然以惊人的毅力与黑暗搏斗,凭着记忆和心算进行研究,直到逝世,竟达17年之久。,这是一个智慧难以让人想象的数学家,天才的不幸,知识渊博 据统计他那不倦的一生,共写下了856篇论文,专著32部,其中分析、代数、数论占40%,几何占18%,物理和力学占28%,天文学占11%,弹道学、航海学、建筑学等占3%,彼得堡科学院为了整理他的著作,足足忙碌了四十七年。到今几乎每一个数学领域都可以看到欧拉的名字,从初等几何的欧拉线,多面体的欧拉定理,立体解析几何的欧拉变换公式,四次方程的欧拉解法到数论中的欧拉函数,微分方程的欧拉方程,级数论的欧拉常数,变分学的欧拉方程,复变函数的欧拉公式等等数不胜数。欧
7、拉的兴趣十分广泛,他研究过天文学、物理学、航海学、建筑学、地质学、化学等等,在这些领域,欧拉也留下了大量的论文、著作。 平凡而伟大 他性情温和,性格开朗,也喜欢交际。欧拉结过两次婚,有13个孩子。他热爱家庭的生活,常常和孩子们一起做科学游戏,讲故事。 应用数学大师 他把数学研究之手深入到自然与社会的深层。他不仅是位杰出的数学家,而且也是位理论联系实际的巨匠,应用数学大师。他喜欢搞特定的具体问题,与当时的生产实际、社会需要和军事需要等紧密相连为俄国政府解决了很多科学难题,为社会作出了重要的贡献。如菲诺运河的改造方案,宫延排水设施的设计审定,为学校编写教材,帮助政府测绘地图;在度量衡委员会工作时,
8、参加研究了各种衡器的准确度。,贡献 欧拉是18世纪数学巨星,在微积分、微分方程、几何、数论、变分学等领域均做出了巨大贡献。微积分的发明是人类精神的最高胜利。在微积分方面,他整理了由伯努利家族继承、发扬的莱布尼兹学派的微积分学的内容,让微积分长大成人 。在微分方程方面。1727年,欧拉将一类二阶方程通过变量替换化为一阶方程,这是对二阶方程系统研究的开始。在数论方面。二次互反律是欧拉首先发现的。欧拉还引入了以他名字命名的数论中的欧拉函数。在几何方面。他引入了曲线的参数表示,并提出了通过变换将曲面方程化成标准型的方法。在变分学方面。欧拉通过对函数极值问题的研究,解决了一般函数的极值问题之后,他于17
9、34年研究了“最速降线”问题,并成功地找到了极值函数必须满足的常微分方程,即欧拉方程。1756年他把这个新学科命名为变分学。,欧拉还十分关注人才,是个全才数学家,希特勒的神秘“对手” 图灵,英国白金汉郡布莱特彻利公园,是曾经被英国首相丘吉尔称为“最高机密”的地方,这儿工作的人都是打败希特勒的科学怪才,几年前这些惊心动魄的智力较量的故事才天下大白 第二次世界大战,希特勒为了使自己军队用的密码不被破译,挖空心思设计了融数学物理、语言学国际象棋原理等为一体的“伊尼格码”的军事密码,声称神也没办法破译。丘吉尔却下决心破译。1937,他在那个公园秘密建立了一个“X站”,调集了一大批各种方面的怪才,与希特
10、勒玩起了密码游戏。,艾伦 图灵是当时英国最著名的人工智能专家,于是让图灵去领导这个小组 再后来制成的破译机的原理中,图灵设计的部分占了7/10还多,这部破译机可以用1.5万亿种方法进行破译,比起德国的1720万种组码方法真是“大巫见小巫”,德国人使用数字密码,不等于给英国人送情报吗? 1942,德国派大批飞机对伦敦进行狂轰滥炸,相比邱吉尔投降,可是丘吉尔除了有升希特勒一筹的雷达外,还有破译机提供情报,等德国飞机一来就用高射炮欢迎这些朋友,这个机器成为希特勒看不见的神秘对手。,小结: 日本的幻圆,奇妙的1/243、希尔伯特旅馆、圆周率破案、奇妙的6174、别具匠心的美国国会大厦都显得十分神奇有趣
11、。 还有许多数学家:像被人遗忘的阿贝尔、一元三次方程比赛冠军塔塔利亚、天才牛顿、集合论康托、从蜘蛛想到的笛卡尔、开普勒与葡萄酒瓶,还有中国著名的华罗庚、陈景润等。 数学题目并不是太多枯燥无味,数字是有生命的,数学是有灵魂的,你要用心去发现,就会看到很多有趣的东西。,在钢带下面,设想超人处在一个表面极其光滑而且像地球那样大的圆球上。一条钢带紧紧地箍住了这个球的赤道 如今给这条钢带增加1米的长度,使得钢带离开了球的表面,并且处处同球保持着相等的距离。钢带的这种升高,是不是足以使你能够: (1)在钢带下面塞过一张扑克牌 (2)在钢带下面塞过你的手 (3)在钢带下面塞过一只棒球,谢谢大家!,Bye!,