动物世界中的“数学家”

面对奇迹纷呈的自然界 ,大多数人往往认为数学只是人类的专利 ,其实动物界中也存在许多名不见经传的“数学家” .猫和蜘蛛是“几何专家” ,在寒冷的冬天 ,猫睡觉时总要把身体抱成一个球形 ,这样 ,身体露在冷空气中的表面积最小 ,因而散发的热量也最少 .蜘蛛结的“八卦”网 ,既复杂又美丽 ,这种八边形的几何图案 ,即使木工师傅用直尺和圆规也难画得像蜘蛛网那样匀称 .当对这个美丽的结构用数学方法进行分析时 ,出现在蜘蛛网上的概念真惊人———半径、弦、平行线段、三角形、全等形的对应角、对数螺线、悬链线和超越数 .蚂蚁是“计算专家” ,…     

《代数与几何基础》(张肇炽教授主编)一书评析

数学是研究现实事物的数量关系与空间形式的一门科学 .分析学、代数学与几何学是数学的三大基础 ,分析与代数侧重于数学中的“数”,而几何则侧重于数学中的“形”.坐标、向量、矩阵等概念的建立 ,将代数和几何紧密地结合在一起 ,代数为几何提供了研究方法 ,而几何也为代数提供了直观的几何背景 .事实上 ,线性代数中所讨论的“线性”概念来源欧氏几何、线性方程组理论和解析几何 ,线性空间的概念是几何空间的一种代数抽象 .变换的理论 ,如正交变换、仿射变换、射影变换等都是从几何中产生的 .线性代数中的很多重要概念 ,如矩阵的等价、相合、…     

复习课及复习艺术

复习是一种教学活动 ,它贯穿在教学的全过程 .老师对复习工作已驾轻就熟 ,学生对复习也习以为常 ,虽然如此 ,我们仍认为对复习有重新认识和研究的必要 ,以提高复习效率 .1　复习理念既然复习是一种教学活动 ,就应遵循教学活动的一般规律 .根据新的全日制普通高级中学课程计划 ,复习活动应为“培养目标”服务 ,体现“五提高” ,即提高学生的思想道德、文化科学、劳动技能、审美情趣和身体心理素质 ;应培养“一精神三能力” ,即培养学生的创新精神、实践能力、终身学习的能力和适应社会生活的能力 ,促进学生个性的健康发展 .因此 ,在复习活动…     

几何规划的序列线性方程组解法

1 引 言 众所周知,几何规划是非线性规划中的一类特殊规划。数学规划的前辈,早已预料:若对几何规划能探索出有效可行的算法,必将把非线性规划,特别是分式规划的算法推向新的台阶,即任何非线性规划问题,在一定的条件下,都可用一串几何规划去逼近,正因为如此,近几年,我们对几何规划的理论和算法,再一次产生了浓厚的兴趣,获得了一些新的结果,写此文目的,是想引起更多的规划专家的注意和重视,把冷落了近二十年的几何规划,推向新的台阶,为非线性规划的求解开辟新的途径。 几何规划的一般形式为     

以结构思想为切入点把握向量的教学

向量是研究几何的一种基本工具 ,这种工具把几何结构转化为代数结构 ,实现几何代数化 .因此 ,在向量教学中 ,要让学生知道向量工具如何把几何结构转化为代数结构 ,利用结构思想分析问题、解决问题成为我们教学的关键问题 .为此 ,对这两方面作如下探讨 .1　几何结构转为代数结构 ,实现几何代数化几何历史的发展 ,大概经历了实验几何、综合推理几何、三角学和解析几何等四个阶段 .要使几何学实现根本转变 ,出路在于代数化 .综合几何发展到解析几何的过程 ,找到了几何问题解决通法 ,真正实现几何代数化 .用代数方法去研究几何问题是数学史上一…     

非欧几何的发现

欧氏几何包括我们高中生学过的平面几何和立体几何 ,但欧氏几何并不是唯一能正确反映物质空间的几何学 .为了开阔同学们的视野、了解几何空间的多样性 ,这里介绍另一种几何———非欧几何 .欧几里得的《几何原本》是欧氏几何的经典著作 .许多人认为《几何原本》中的第五公设 (它等价于过直线外一点 ,只能作一条直线与已知直线平行 )是可以用其它的公理、公设证明出来的一个定理 .从欧几里得时代起 ,直到十九世纪初 ,都没有找到正确的证明 .俄罗斯数学教授罗巴切夫斯基在青年时代也曾企图找到“第五公设”的证明 ,但很快地他就发现是不能证明…     

126几何启蒙课

1　课题的提出T:“几何是什么 ?”,这个问题是每位同学都关心而且非常想知道的 ,也是这节课我们将以形象、通俗、简明的语言告知同学们的(开场白 ) .俗话说 :“代数代数 ,就是 (或说起源于 )用字母代替数”.那么 ,几何呢 ?也有人说 :“几何几何 ,是图形的王国”.即算术、代数是研究数 ,几何是研究形 ,所以我们说几何学是一门以图形为其研究对象的学科 .T:说起图形 ,同学们应该说并不陌生 ,大家在小学或日常生活中已碰到过许多了 (让学生参与活动 ,畅所欲言 )T:同学们说的可分为两大类 :平面图形与立体图形 ,初中数学教科书中有八章几何内…     

用《几何画板》教学的体会

重视创新意识的培养已成为数学教学的一个重要目的 ,然而 ,利用粉笔加黑板这样的传统工具进行教学时 ,总感到有很多遗憾和不足之处 .例如我们不能有效地做数学实验 ,在几何图形运动变化中研究它的不变性质 ;不能显示动点轨迹的形成过程 ,… .这些“不能”严重制约了学生思维能力的发展 ,不利于培养学生的创新意识 .1　用《几何画板》做数学实验修订后的义务教育初中数学教学大纲在关于思维能力的论述中增加了“实验”和“猜想”两个词语 ,事实上 ,不仅是物理、化学有实验 ,数学也需要实验 .《几何画板》为做“数学实验”提供了理想的环境 .…     

数学娱乐圈

数学名言.数学家名言数学统治着宇宙.———毕达歌拉斯几何无王者之道.———欧几里德问题是数学的心脏.———哈尔莫斯数学是知识的工具,亦是其他知识的泉源.所有研究顺序和度量的科学均和数学有关.———笛卡尔自然这一巨著是用数学符合写成的.———伽利略数学中的一些美丽定理有这样的特性:它们极易从事实中归纳出来,但证明却隐藏极深.没有假设,科学家将寸步难行.如果我们要想预见数学的将来,适当的途径是研究这门科学的历史和现状.———庞加莱对自然界的深刻研究是数学最富有的源泉.数学的主要目标是公众的利益和自然现象的解释.——…     

让类比为概念课添彩--“直线的斜率”课堂实录及反思

一、课堂教学实录
　　1．创设情境，诱导新知萌芽
　　师：在数学史上，曾经有这么几位数学家，他们雄心勃勃，想创造一种能解决世界上一切问题的方法，（展示笛卡儿的照片）法国著名的数学家笛卡儿就是其中的一位.他们的设想是这样的：“任何问题→数学问题→代数问题→方程问题→求解方程→得到结论”.如何用代数的方法来解决几何问题是他们遇到的难题之一.据说有一天，当笛卡儿躺在床上休息的时候，忽然看见墙角的蜘蛛网上有一只蜘蛛在爬来爬去，他突发奇想，假如在墙角的三根交线上分别标上刻度，不就能用有序数对来表示蜘蛛的位置了么？这一想可不得了，使得代数学和几何学联系在了一起，产生了解析几何学.笛卡儿的这种想法就是直角坐标系的雏形，有了直角坐标系，点就可以用数来表示，进而线与面也能用数来表示，从而使得用代数的方法来研究几何问题有了可能。     

关于向量的复习

有一种说法,高考数学试题往往产生于知识网络的交汇处.什么知识才算交汇处呢?我们不必追究它的定义,但我们可以肯定,向量属于这样的知识:向量是沟通代数、几何与三角函数的一种工具,有着极其丰富的实际背景.用向量证明几何中有关平行、共线和垂直的命题,用向量计算角度和距离,用向量表示点的轨迹,以及用向量处理三角恒等变换和代数恒等变形等,较之传统方法更为简捷.关于向量的复习,我们可以把它归结为两点:一是把握程序化的思路,二是注重灵活性的方法.程序化的思路,是由向量本身的特点决定的.比如向量具有“形”的特征,我们进行向量运算时,…     

教师常架解题“两法”之桥促进学生学习能力提高

本文所说的“两法”是指 :错误解法与正确解法 ;代数解法与几何解法 ;通法与特技 ;繁解与简解等 .在数学解题教学中如何把对学生能力的培养落到实处 ?笔者以为 ;经常引导学生从错误解法到正确解法 ;经常引导学生进行几何解法与代数解法的转换 ;经常引导学生从通法到特技 ,从繁解到简解 ,即常架“两法”之桥是促进学生能力提高的一条行之有效的途径 .1　在错误解法向正确解法的转化中培养学生能力虽然我们谁也不愿意在解题中发生错误 ,但解题出错的现象却不时发生 .尤其是当纠正过的错误 ,学生再错时除了学生自身的责任 ,教师也应检查自身纠…     

面积与几何证明

面积法是一种常用几何证明方法,本文主要对这个方法作一个简单的介绍.我们的教材上证明勾股定理用的就是刘徽的出入相补法,这个方法是一种面积法,也是我们传统文化中一个灿烂的篇章.吴文俊先生以为出入相补法是解开中国古代几何中许多疑难问题的一把金钥匙.所以许多几何问题的解决都有出入相补法的帮助.此外,张景中先生在研究几何定理的可读机器证明的过程中总结出一套几何证明的面积方法,其核心是所谓的共边比例定理.本文对这个方法也做了简单的介绍.     

让提出数学问题成为高中生的自觉行为

Ｈｉｌｂｅｒｔ曾经说过 :“只要一门科学分支能提出大量的问题 ,它就充满着生命力 ,而问题缺乏则预示着独立发展的终止或衰亡 .”数学也不例外 ,从欧氏几何到非欧几何 ,从不可公度量的解决到微积分理论的完善直至到集合理论的确立 ,无不是数学问题起作用的结果 .因此 ,Ｐ .Ｒ .Ｈａｌｍｏｓ一语道破 ,问题是数学的心脏 .在现实高中阶段数学教学中 ,部分教师还没有意识到让学生提出数学问题的重要性 ,有的也想让学生提出问题 ,却不知怎么做 .因此 ,把数学问题的含义界定弄清楚是每一位中学数学教师的首要任务 .我们认为 :数学问题应该是涵盖…     

把分形几何带进中学生的课堂

分形几何是七十年代才出现的一门新的几何学 ,它的创始人是美国人曼德勃罗 .分形几何 ,用最简短的话来说 ,就是大自然的几何 .欧氏几何是关于直觉空间形体关系分析的一门学科 ,它研究的是直线、圆、立方体等规则的几何形状 ,这些形状通常是人为的 .但是 ,“天上的云不是球形 ,地上的山不是圆锥形 ,闪电也并不沿直线运行 .”曼德勃罗这样写道 ,他提出需要一种新的数学工具去描述、去解释真实的大自然 ,这新的工具就是他的分形理论 .分形这个词来自拉丁语 ,它的动词的意思是“打碎”、形容词的意思是“破碎的、不规则的”等 .确实 ,大自然中的…     

几何的跨界演绎

提到几何,我们最先想到的恐怕是那一道道磨人的数学题和一堆刻板的公式、定理,而常常忽略了它的美。在数学的世界里,从点、线、面到平面图形,再到立体图形,这些丰富的几何元素看似平凡,但是如果把它们组合在一起,或是把它们添加到适当的地方,却总让人惊喜,因为它们能变幻出层出不穷的美丽。几何之美让数学家们痴狂,同时也是设计师们极为钟爱的设计主题。谁说几     

解读义务教育数学课程标准七—九年级“空间与图形”领域的若干思考

“‘空间与图形’的内容主要涉及现实世界中的物体、几何体和平面图形的形状、大小、位置关系及其变换 ,它是人们更好地认识和描述生活空间并进行交流的重要工具 .”“空间与图形”是以往几何课程的拓广 ,是数学课程改革的一种国际趋势 .1　几何课程改革的历史回顾几何课程历来是改革的重点内容之一 .早在1 9世纪末、2 0世纪初的“克莱茵—贝利”运动中 ,德国数学家克莱茵 (F .Klein)就主张用几何变换的观点改造传统的欧氏几何 .在 2 0世纪中叶的“新数运动”中 ,欧氏几何在中学数学中更是所剩无几 .法国布尔巴基学派主要人物狄奥东尼 (J.…     

复合场的渐近场论

<正> 以“点模型”为基础的量子场论近似地、比较成功地解释了基本粒子的产生、湮灭和散射现象.“点模型”,这本来是一种近似、一种科学的抽象;但有人把它绝对化,认为基本粒子本身就是“数学的点”.由此导致否认基本粒子的内部矛盾和物质的无限可分性. 伟大领袖毛主席教导我们:“马克思主义的哲学认为,对立统一规律是宇宙的根本规律.这个规律,不论在自然界、人类社会和人们的思想中,都是普遍存在的.”世界是无限     

空间想象能力的培养

空间想象能力不仅是认识现实世界空间形式不可缺少的能力因素,而且是形成和发展创造力的源泉. 空间想象能力是数学教学中必须培养的基本数学能力之一,在几何学中我们用点表示位置,点的不同组合构成空间各种形态的几何形体,根据几何教学的发展趋势看,几何直观,几何变换与几何应用的要求越来越加强,说明了培养空间想象能力在几何教学中的中心地位,在教学中我们应该从以下几个方面培养学生们的空间想象能力.     

“一图一课”:聚焦经典几何图形的变式教学——兼谈中考几何复习的教学建议

很多学校在中考几何复习时,往往是一轮复习重复着学生在新授课期间所学内容的知识点、图形性质或判定的梳理,并链接着讲评各地中考几何题;二轮复习则将题型各异的几何题分类复习,如几何动态问题、几何开放题、几何新定义题、几何分类讨论题,等等.以上几何复习课的课型划分看似分门别类、面面俱到,但是有一个不足,就是往往在一些归类复习时,选的几何题“形同而质异”,学生在这些几何习题的题海中训练之后,对一些经典几何图形问题的变式再练容易出现“似曾相识,仍需要长时间思考”,结果考试时间不够,造成解题障碍.笔者近年针对一些经典几何图形问题开展“一图一课”研究,取得较好的教学效果.下面以一个经典几何图形问题为例,概述教学流程和设计意图,最后浅谈中考几何复习的一些思考与建议,与同行们研讨.