教学目的:希望通过本节课的教学,能让学生对数学应用的丰富多彩有所了解,从而对数学学习产生更多的兴趣,有学习的动力。
数学关系到生活的方方面面:
一、数学在身边:
1、从前有座山,山上有座庙,庙里有个老和尚,老和尚给小和尚讲故事,讲的什么故事呢?从前有座山……
这个故事就让人联想到数学中的循环小数。
2、有些话正说反说都有意义:路上我上马→马上我上路;上海自来水→水来自海上
有些字倒过来写也是个字:士→干;吞→吴;呆→杏
这就让人联想到数学中两个数互为倒数。
3、数学与成语:
有很多成语中都有数学元素,如:十拿九稳(90%)、百发百中(100%)、半信半疑(50%)、百里挑一(1%)、一无所获(0)……
4、数学与对联:
“回文”是指正读反读都能读通的句子,它是古今中外都有的一种修辞方式和文字游戏,如"我为人人,人人为我"等。
僧游云隐寺;寺隐云游僧。
心清可品茶;茶品可清心。
在数学中也有这样一类数字有这样的特征,成为回文数(palindrome number)。
设n是一任意自然数。若将n的各位数字反向排列所得自然数n1与n相等,则称n为一回文数。例如,若n=1234321,则称n为一回文数;但若n=1234567,则n不是回文数。
5、数字入联,数不胜数。古时曾有一穷人家过节时在家门口贴了一副与众不同的对联:
上联:二二三三四四五;下联:六六七七八八九;横批:二四七三
你能读出这幅对联中的深意吗?
二、数学与美术:
尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图。尺规作图是起源于古希腊的数学课题。只使用圆规和直尺,并且只准许使用有限次,来解决不同的平面几何作图题。尺规作图使用的直尺和圆规带有想像性质,跟现实中的并非完全相同:1、直尺必须没有刻度,无限长,且只能使用直尺的固定一侧。只可以用它来将两个点连在一起,不可以在上画刻度; 2、圆规可以开至无限宽,但上面亦不能有刻度。它只可以拉开成之前构造过的长度。
1、赵州桥石拱的跨度为37.7米,总共长50.82米,拱矢和跨度的比例大约是1比5,可见桥高比拱弧的半径要小得多,整个桥身只是圆弧的一段,这样的拱,叫做“坦拱”。
2、莫比乌斯带: 公元1858年,德国数学家莫比乌斯(Mobius,1790~1868)和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质。普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。这种纸带被称为“莫比乌斯带”。(也就是说,它的曲面只有一个)。湖南长沙龙王港中国结大桥就蕴含了莫比乌斯带元素。
3、 广州电视塔(小蛮腰)的外型是典型的单页双曲面,即直纹面。单页双曲面的每条母线都是直线,通俗来说,虽然看上去广州塔外边是光滑的曲线,中间细两头宽,但是事实上每一根柱子自下而上都是直的,所以广州塔是一堆笔直的柱子斜着搭起来的!
4、古希腊的巴特农神庙,它的高和宽的比是0.618,建筑师们发现,按这样的比例来设计殿堂,殿堂将更加雄伟、美丽。这就运用了数学中的黄金分割比。
5、埃及大金字塔高146.6m,它的10忆倍正好等于地球到太阳的距离,塔底周长920米,如果把塔底周长除以2倍的塔高那就接近于圆周率。在胡夫金字塔中,最神秘的还是塔中的墓室,它的长宽高之比恰好是3:4:5,提现了勾股定理的数值。
6、泰姬陵建筑是完美的对称,进入建筑物中,一切仍然对称。
四、数学与音乐:
1、若干世纪以来,音乐和数学一直被联系在一起。在中世纪时期,算术、几何、天文和音乐都包括在教育课程之中。今天的新式计算机正在使这条纽带绵延不断。乐谱的书写是表现数学对音乐的影响的第一个显著的领域。在乐稿上,我们看到速度、节拍(4/4拍、3/4拍,等等)、全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符,等等。书写乐谱时确定每小节内的某分音符数,与求公分母的过程相似──不同长度的音符必须与某一节拍所规定的小节相适应。除了数学与乐谱的明显关系外,音乐还与比率、指数曲线、周期函数和计算机科学相联系。
2、你是否曾对大型钢琴为何制作成那种形状表示过疑问?实际上许多乐器的形状和结构与各种数学概念有关。指数函数和指数曲线就是这样的概念。
数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。透过抽象化和逻辑推理的使用, 可以把它理解为人类逻辑性训练的必要途径。数学,作为人类思维的表达形式,反映了人们积极进取的意志、缜密周详的推理及对完美境界的追求。它的基本要素是:逻辑和直观、分析和推理、共性和个性。虽然不同的传统学派可以强调不同的侧面,然而正是这些互相对立的力量的相互作用,以及它们综合起来的努力,才构成了数学科学的生命力、可用性和它的崇高价值。
通过上面的介绍,我们知道,今日,数学与我们的生活息息相关,它被使用在不同的领域上,包括科学、工程学、医学、统计学和经济学等等。数学对这些领域的应用通常被称为应用数学,有时亦会激起新的数学发现,并导致全新学科的发展。
王薇 2016年4月5日