试论数学美

时间:2017-08-18 00:00:00  来源:  作者:黄山市新世纪学校黄山市新世纪学校

黄山市新世纪学校小学部     方丽    

            

摘  要:社会的进步就是因为人类对美的追求,数学美是科学美的主要表现形式之一,在科学美中,数学美居于核心地位。数学具有简单美、对称美、奇异美等特征。作为当今时代中的一名数学教师,应该清楚运用数学中的美,把它渗透在日常的教学过程中,从而引导学生发现数学美,体验数学美,激发学生学习数学的兴趣,使学生爱上数学。

关键词:简单美;对称美;奇异美

在数学教学中,往往我们教者只重视基础知识和基本技能的传授与训练,忽视了美育的渗透,而数学往往有特有的美。学生对数学的学习缺乏兴趣,他们认为数学内容枯燥乏味,所以学生也就大伤脑筋,久而久之,学生对数学也就失去了学习兴趣,成绩自然不理想。我们传授知识的同时,可以根据不同的内容结合实际生活,引导学生发现数学的美,激发学生的学习兴趣,在教学中能达到事半功倍的效果。数学在我们的基础教育中占有很大的份量,是我们的文化中极为重要的组成部分。它不但有智育的功能,也有其美育的功能。数学美深深地感染着人们的心灵,激起人们对她的欣赏。下面从几个方面来欣赏数学美。

1、数学中的简单美

数学的特点决定了数学形式的简单性,简单性是美的特征,也是数学美的一个基本内容。例如:

“三百二十四”,用阿拉伯数字表示为“324”,它与一个两位数“86”相乘,这是小学生都会做的。但是如果没有阿拉伯数字,做起来那就不是一件简单的事情了。

10个11相加,当然可以写成“11+11+11+11+11+11+11+11+11+11”,但是“10×11”这种表示法看起来就要简洁多了。

1+2+3......+100=?当然,100个数逐项相加固然可以,但是计算过程是多么繁琐。而用:(1+100)+(2+99)+......+(50+51)=101×50=5050,这种算法明显简洁很多。

许多这样的数学问题,表面形式可能较为复杂,但基本质总存在简单的一面。

但丁也说过:“简单是真理的标志”,数学也不例外。数学使用的数码符号是阿拉伯数字:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,采用十进制记整数与小数、负数、分数。使得任何数,都能方便地用数码和符号表示出来,数位多的还可以用简洁的科学表示法。

在数学中,许多形式简洁、内容深刻、作用很大的定理有许多。比如:圆的周长公式:C=2∏R;勾股定理:a2+b2=c2,这一简洁而整齐的公式表达一切直角三角形边长之间的关系;长方形面积公式:S=ab;平行四边形面积公式:S=ah;三角形面积公式:S=ah÷2;梯形面积公式:S=(a+b)h÷2;正方形周长公式:C=4a;长方形的周长公式:C=2(a+b)等许许多多数学公式中都有所体现。

另外,数学的简单美在计算中的体现:

(1)4.8×0.25=(1.2×4)×0.25=1.2×(4×0.25)=1.2×1=1.2

(2)1.2×2.5+0.8×2.5=2.5×(1.2+0.8)=2.5×2=5

(3)0.65×2.1=0.65×(200+1)=0.65×200+0.65=130+0.65=130.65

(4)2.33×0.5×4=2.33×(0.5×4)=2.33×2=4.66

    

2、数学中的对称美

在数学中,无处不发现其对称美,如:

加法交换律:a+b=(b+a)

加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c)

乘法结合律:(ab)c=a(bc)

平方差公式:a2-b2=(a+b)(a-b)

完全平方和公式:(a+b)2=a2+2ab+b2

完全平方差公式:(a-b)2=a2-2ab+b2

立方和公式:a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)

立方差公式:a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2)

观察上述的每一个公式,它们在公式中的地位都是一样的,其形态是多么对称,多么漂亮,这美正是数学中的对称美。如果学生在学习这些公式的过程中,能领悟数学的对称美,那么他们记忆这些公式和运用这些公式都会容易得多。

再来看一组有规律的数据:

                                  1×1=1

11×11=121

111×111=12321

1111×1111=1234321

11111×11111=123454321

111111×111111=12345654321

1111111×1111111=1234567654321

11111111×11111111=123456787654321

111111111×111111111=12345678987654321

数学中的这种对称美处处可见:几何中具有的对称性的图形很多,都给我们一种舒适优美的感觉。

1

1   1

1   2   1

1   3   3   1

1   4   6   4   1

1   5   10   10   5   1

1   6   15   20   15   6   1

.................................

等腰三角形作为一种几何图形,它具有对称美(体现于轴对称图形)。等腰三角形是一个轴对称图形,底边上的中线、底边上的高、顶角的角平分线都是它的对称轴。

还有,例如等腰三角形的性质定理的证明思想就运用了对称思想。等腰三角形的性质定理:等腰三角形的两个底角相等(简写成“等边对等角”)。

已知△ABC中,AB=AC。求证:∠B=∠C。

                          A

                   B              C

分析:把等腰三角形的两腰叠在一起,发现它的两个底角重合,而折痕刚好就是顶角的角平分线,这为如何添加辅助线埋下了伏笔,当中就运用了对称思想。做顶角的角平分线,可用“边角边”证明两个三角形全等,即可得出等腰三角形的两个底角相等。

3、数学中的奇异美

奇异美在数学中的体现也出人意料、令人吃惊。如:

1×9+2=11

12×9+3=111

123×9+4=1111

1234×9+5=11111

12345×9+6=111111

123456×9+7=1111111

1234567×9+8=11111111

12345678×9+9=111111111

 

9×9+7=88

98×9+6=888

987×9+5=8888

9876×9+4=88888

98765×9+3=888888

987654×9+2=8888888

9876543×9+1=88888888

98765432×9+0=888888888

7×9=63

77×99=7623

777×999=776223

7777×9999=77762223

77777×99999=7777622223

777777×999999=777776222223

7777777×9999999=77777762222223

3×4=12

33×34=1122

333×334=111222

3333×3334=11112222

33333×33334=1111122222

333333×333334=111111222222

                     

                          123456789×9=1111111101

123456789×18=2222222202

123456789×27=3333333303

123456789×36=4444444404

123456789×45=5555555505

123456789×54=6666666606

123456789×63=7777777707