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生活中的几何小知识(生活中的几何)

1.生活中的几何 /Article/ShowArticle.asp?ArticleID=70“几何”这个词在汉语里是“多少?”的意思,但在数学里“几何”的涵义就完全不同了。 “几何…


1.生活中的几何

/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=70“几何”这个词在汉语里是“多少?”的意思,但在数学里“几何”的涵义就完全不同了。

“几何”这个词的词义来源于希腊文,原意是土地测量,或叫测地术。 几何学和算术一样产生于实践,也可以说几何产生的历史和算术是相似的。

在远古时代,人们在实践中积累了十分丰富的各种平面、直线、方、圆、长、短、款、窄、厚、薄等概念,并且逐步认识了这些概念之间、它们以及它们之间位置关系跟数量关系之间的关系,这些后来就成了几何学的基本概念。 正是生产实践的需要,原始的几何概念便逐步形成了比较粗浅的几何知识。

虽然这些知识是零散的,而且大多数是经验性的,但是几何学就是建立在这些零散、经验性的、粗浅的几何知识之上的。 几何学是数学中最古老的分支之一,也是在数学这个领域里最基础的分支之一。

古代中国、古巴比伦、古埃及、古印度、古希腊都是几何学的重要发源地。 大量出土文物证明,在我国的史前时期,人们已经掌握了许多几何的基本知识,看一看远古时期人们使用过的物品中那许许多多精巧的、对称的图案的绘制,一些简单设计但是讲究体积和容积比例的器皿,都足以说明当时人们掌握的几何知识是多么丰富了。

几何之所以能成为一门系统的学科,希腊学者的工作曾起了十分关键的作用。两千多年前的古希腊商业繁荣,生产比较发达,一批学者热心追求科学知识,研究几何就是最感兴趣的内容,在这里应当提及的是哲学家、几何学家柏拉图和哲学家亚里士多德对发展几何学的贡献。

柏拉图把逻辑学的思想方法引入了几何,使原始的几何知识受逻辑学的指导逐步趋向于系统和严密的方向发展。柏拉图在雅典给他的学生讲授几何学,已经运用逻辑推理的方法对几何中的一些命题作了论证。

亚里士多德被公认是逻辑学的创始人,他所提出的“三段论”的演绎推理的方法,对于几何学的发展,影响更是巨大的。到今天,在初等几何学中,仍是运用三段论的形式来进行推理。

但是,尽管那时候已经有了十分丰富的几何知识,这些知识仍然是零散的、孤立的、不系统的。真正把几何总结成一门具有比较严密理论的学科的,是希腊杰出的数学家欧几里得。

欧几里得在公元前300年左右,曾经到亚历山大城教学,是一位受人尊敬的、温良敦厚的教育家。他酷爱数学,深知柏拉图的一些几何原理。

他非常详尽的搜集了当时所能知道的一切几何事实,按照柏拉图和亚里士多德提出的关于逻辑推理的方法,整理成一门有着严密系统的理论,写成了数学史上早期的巨著——《几何原本》。 《几何原本》的伟大历史意义在于,它是用公理法建立起演绎的数学体系的最早典范。

在这部著作里,全部几何知识都是从最初的几个假设除法、运用逻辑推理的方法展开和叙述的。也就是说,从《几何原本》发表开始,几何才真正成为了一个有着比较严密的理论系统和科学方法的学科。

欧几里得的《几何原本》 欧几里得的《几何原本》共有十三卷,其中第一卷讲三角形全等的条件,三角形边和角的大小关系,平行线理论,三角形和多角形等积(面积相等)的条件;第二卷讲如何把三角形变成等积的正方形;第三卷讲圆;第四卷讨论内接和外切多边形;第六卷讲相似多边形理论;第五、第七、第八、第九、第十卷讲述比例和算术得里论;最后讲述立体几何的内容。 从这些内容可以看出,目前属于中学课程里的初等几何的主要内容已经完全包含在《几何原本》里了。

因此长期以来,人们都认为《几何原本》是两千多年来传播几何知识的标准教科书。属于《几何原本》内容的几何学,人们把它叫做欧几里得几何学,或简称为欧式几何。

《几何原本》最主要的特色是建立了比较严格的几何体系,在这个体系中有四方面主要内容,定义、公理、公设、命题(包括作图和定理)。《几何原本》第一卷列有23个定义,5条公理,5条公设。

(其中最后一条公设就是著名的平行公设,或者叫做第五公设。它引发了几何史上最著名的长达两千多年的关于“平行线理论”的讨论,并最终诞生了非欧几何。)

这些定义、公理、公设就是《几何原本》全书的基础。全书以这些定义、公理、公设为依据逻辑地展开他的各个部分的。

比如后面出现的每一个定理都写明什么是已知、什么是求证。都要根据前面的定义、公理、定理进行逻辑推理给予仔细证明。

关于几何论证的方法,欧几里得提出了分析法、综合法和归谬法。所谓分析法就是先假设所要求的已经得到了,分析这时候成立的条件,由此达到证明的步骤;综合法是从以前证明过的事实开始,逐步的导出要证明的事项;归谬法是在保留命题的假设下,否定结论,从结论的反面出发,由此导出和已证明过的事实相矛盾或和已知条件相矛盾的结果,从而证实原来命题的结论是正确的,也称作反证法。

欧几里得《几何原本》的诞生在几何学发展的历史中具有重要意义。它标志着几何学已成为一个有着比较严密的理论系统和科学方法的学科。

从欧几里得发表《几何原本》到现在,已经过去了两千多年,尽管科学技术日新月异,但是欧几里得几何学仍旧是中学生学习数学基础。

2.生活中的数学知识

在生活中。比如说,上街买东西自然要用到加减法,修房造屋总要画图纸。类似这样的问题数不胜数,这些知识就从生活中产生,最后被人们归纳成数学知识,解决了更多的实际问题。

我曾看见过这样的一个报道:一个教授问一群外国学生:“12点到1点之间,分针和时针会重合几次?”那些学生都从手腕上拿下手表,开始拨表针;而这位教授在给中国学生讲到同样一个问题时,学生们就会套用数学公式来计算。评论说,由此可见,中国学生的数学知识都是从书本上搬到脑子中,不能灵活运用,很少想到在实际生活中学习、掌握数学知识。

从这以后,我开始有意识的把数学和日常生活联系起来。有一次,妈妈烙饼,锅里能放两张饼。我就想,这不是一个数学问题吗?烙一张饼用两分钟,烙正、反面各用一分钟,锅里最多同时放两张饼,那么烙三张饼最多用几分钟呢?我想了想,得出结论:要用3分钟:先把第一、第二张饼同时放进锅内,1分钟后,取出第二张饼,放入第三张饼,把第一张饼翻面;再烙1分钟,这样第一张饼就好了,取出来。然后放第二张饼的反面,同时把第三张饼翻过来,这样3分钟就全部搞定。

我把这个想法告诉了妈妈,她说,实际上不会这么巧,总得有一些误差,不过算法是正确的。看来,我们必须学以致用,才能更好的让数学服务于我们的生活。

数学就应该在生活中学习。有人说,现在书本上的知识都和实际联系不大。这说明他们的知识迁移能力还没有得到充分的锻炼。正因为学了不能够很好的理解、运用于日常生活中,才使得很多人对数学不重视。希望同学们到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处。

3.五条生活中的数学知识

在人们的日常生活中,数学无处不在,正确运用数学知识可以使生活得到改善。

数学虽然是我们人类的大功臣,可如果我们人类不会使用它,它仍然”无利于世”,所以,我们一定要用聪明的大脑,利用数学,使我们的生活更方便. 神奇的数学其实就在我们身边,让我们一起从身边的每一件小事做起,你一定会发现这神奇的数学无时无刻都在影响着我们,帮助着我们. 数学知识和数学思想在工农业生产和人们日常生活中有极其广泛的应用。譬如,人们购物后须记账,以便年终统计查询;去银行办理储蓄业务;查收各住户水电费用等,这些便利用了算术及统计学知识。

此外,社区和机关大院门口的“推拉式自动伸缩门”;运动场跑道直道与弯道的平滑连接;底部不能靠近的建筑物高度的计算;隧道双向作业起点的确定;折扇的设计以及黄金分割等,则是平面几何中直线图形的性质及解Rt三角形有关知识的应用。 数学在社会学中的应用也非常广泛,在统计学中更是如此。

它甚至可以用来避免疫病流行或减轻它们的影响力。当我们无法对全部人口采取免疫措施时,数学可以帮助我们确定哪些人必须注射疫苗以减少风险。

在艺术领域,数学仍然无处不在。音乐、绘画、雕塑……所有门类的艺术都通过这样或那样的方式得到数学的帮助。

日本雕塑家潮惠三喜欢用几何和拓扑学来创造自己的作品,通过数学计算分割雕塑用的花岗岩。潮惠三说:“数学是宇宙语言。”

“数学是我们这个时代看不见的文化”,它在众多领域不同程度地影响着我们的生活方式和工作方式。当然,普通人和科学家是从不同的角度和不同的层面认识数学,普通人一般只了解数学与生活某一方面的联系,而体会不到它与生活各个方面的关联。

人们总是认为数学比较抽象,对实际工作没有直接的帮助,没有必要去深入地学习和研究数学。其实不然,数学与其它科学一样,与我们的生活息息相关。

著名的数学家华罗庚先生曾经说过:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,日用之繁,无处不用数学。”这是睿智的科学家对数学与生活关系的精彩描述。

当代数学已经远不止是算术和几何,而是一门丰富多彩的学科,是计算和演绎的创造性的结合,扎根于数据而展现于抽象形式中,通过揭示现象中隐蔽的模式来帮助人们了解和认识周围的世界。它所处理的是科学中的数据、测量和观察的资料,是推断、演绎和证明,是自然现象、人类行为和社会系统的数学模型,是数、机会、形状、算法和变化。

下面举个例子,让大家体会一下数学在实际生活中的运用。 例:在第二次世界大战期间,军事上、生产上、交通运输上都面临一系列的难题:飞机应当怎样侦察潜水艇的活动,有限的兵力应当怎样部署,生产应当怎样组织得更合理等等。

在二战中期,希特勒统治的纳粹德国非常猖獗,潜艇活动频繁。根据一些数学家的建议,一个用飞机进行系统巡逻的计划被采纳了。

按照这个计划,可以用尽可能少量的飞机来控制一定范围的水域。在这个计划实施以后,德国潜艇被侦察到的可能性大大增加。

1943年2月,美国军方获悉一支日本舰队集结在南太平洋的新不列颠岛,打算越过俾斯麦海开往新几内亚。美国西南太平洋空军奉命拦截,并炸沉这支日本舰队。

从新不列颠岛到新几内亚的航线有南北两条,航程都是三天。美军得到的气象预报表明,未来三天在北路航线上阴雨连绵,而南路天气比较好。

在这种情况下,日本舰队将走北路呢,还是南路?这是美军必须进行分析和判断的。因为要完成轰炸任务,首先要派出少量飞机进行侦察搜索,要求尽快地发现日本舰队,然后出动大批飞机进行轰炸。

空军司令考虑了出动少数飞机分两路进行搜索的战略,共有以下几种: 第一,搜索重点放在北路,日舰也走北路。这时虽然天气很差,能见度很低,但是因为搜索力量集中,可望在一天内发现日舰,于是就有两天的轰炸时间。

第二,索重点放在北路,可是日舰走的是南路。这时南路虽然天气比较好,但是因为搜索力量集中于北路,南路只有很少的飞机,因此也需要花上一天的时间才能发现日舰。

于是轰炸的时间也就只有两天。 第三,搜索重点放在南路,日舰却走北路。

这时北路只有为数极少的飞机,天气又很坏,得花上两天时间才能发现日舰,轰炸时间只剩下一天。 第四,搜索重点放在南路,日舰也走南路。

这时搜索的飞机比较多,天气又好,可以指望很快就能发现日舰,轰炸时间基本上有三天 站在美国人的立场,当然是第四种情况最有利。可是,打仗不能“一厢情愿”。

站在日本人的立场,当然走北路要有利得多。所以第二种和第四种情形可能出现的机会很小。

因此,空军司令毅然决定,把搜索重点放在北路。结果不出所料,日本人果然选择了这条航线,海战基本上就在美方预期的地点发生了,结果日方遭到了惨败。

有人说:数学是科学的皇后。我认为,数学的地位与哲学非常相似。

古往今来,历代哲学家都很重视数学,伟大的哲学家柏拉图曾在自己家的门口写下了一句话:“不懂数学者免进”。由此可见数学在哲学家心中的位置有多么重要。

数学与哲学一样,既来源于生活又为生活服务,表面看似抽象,。

4.收集生活中的数学知识

在我们生活的周围有很多的数学问题,这些数学问题贯穿于生活的方方面面,现实生活中,数学游戏有很多,比方说小朋友在打扑克时快算二十四、数学填框游戏,就连赵本山的小品中也有很多这样的数学游戏。如“树上七个猴,地上一个猴,一共几个猴。”等等生活中的例子。这些游戏构成了我们生活中五彩缤纷的画卷。

我们每天早上一起来,首先是对一天的事情进行一下比较简单的计划,一天中要干哪些事情,需要什么时间完成,这一天的预算支出、收入各多少;有了一个初步的打算以后,开始对一天的工作进行实施;一天的工作进行中伴随着各种各样的计算、预算即数学。一天的工作结束后,接下来的是对这一天进行的小结,小结是通过一个一个的数学运算进行的,运算的结果是一个个比较直观的数字。

我们现实生活中,购物、估算、计算时间、确定位置和买卖股票等等都与数学有关。可以说,数学在人们的生活中是无处不在的,数学是日常生活中必不可少的工具。无论人们从事什么职业,都不同程度地会用到数学的知识与技能以及数学的思考方法。特别是随着计算机的普及与发展,这种需要更是与日俱增。无论是我们日常生活中的天气预报、储蓄、市场调查与预测,还是基因图谱的分析、工程设计、信息编码、质量监测等等,都离不开数学的支持。而且,数学是和语言一样的一种工具,具有国际通用性。可以说,自然界中的数学不胜枚举,如蜜蜂营造的蜂房,它的表面就是由奇妙的数学图形——正六边形构成的,这种蜂房消耗最少的材料和时间;城市里的下水道盖都有是圆形的,你知道这是为什么吗?人行道上,常见到这样的图案,它们分别是同样大小的正方形或正六边形的地砖铺成的,这样形状的地砖能铺成平整无孔隙的地面。这里面竟有一个节约的数学道理在里面呢?再比如,100户人家要安装电话,事实上并不需要100条电话线路,只要允许有一些时间占线,就能大大节约安装成本,这正体现了数理统计的作用。因此,生活与数学是分不开的,生活中有数学,数学是生活的缩影。

在一年要结束的时候,商人在谈论中说我这一年的收入是多少,与去年相比怎么样;农民也在谈论这一年中收入多少粮食;工人也在谈论在这一年的收入与支出是否相当,有多少存款;军人谈论这一年中训练成绩如何,提高了多少成绩;而学生的学习成绩则是对一位教师一年来辛苦工作的衡量标准;单位也在做这样那样的总结。

一年的结束是这样的,下一年的开始同样也要有一个预算;一天、一个月、一个季度、一个阶段人们都在做同样的事情;一个人、一个家庭、一个单位、一个组织、一个国家等等,都在用数学的方法对他们在不同时间、地点、空间、人员、事务等等上做一定的运算后,得出一个直观的数字标示量,作为一个目标、结论、预算、程度等等。

总之,生活中的数学可以说是无处不在,数学严重影响着我们的生活,是生活中的重要条件。因此,我们不可忽视生活中的数学,要重视它并最大限度地开发、利用它。

生活中的几何小知识(生活中的几何)

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