数学史讲稿
临沣寨-
中外数学史与数学家小故事
数学,
我们几乎从小学一年就开始接触。
然而,学了这么多年的数学,
有谁知道数学史是怎
样发展起来的,数学家又有着怎样的小故事呢?今天,
让我带领大家一起进入数学的殿堂。
1
、
中国古代数学,世界数学史上璀璨的明珠
根据中国古代数学发展的特点,可以分为五个时期:先秦萌芽时期
(筹算、珠算
夏禹治水时早已发现「
勾三股四弦五
」
这个勾股定理的特例。
此外,讲述阴阳八卦,预言吉凶的《易
经》
已有了组合数学的萌芽,并反映出二进制的思想。
)
汉唐初创时期
(
《
周髀算经》
《九章算术》主要内容包括分数四则和比例算法、各种面积和
体积的计算、关于勾股测量的计算等。赵爽第一次提出勾股定理、刘徽割圆术、
祖冲之、
祖暅父子在数学上主要有三项成就:
< br>(1)
计算圆周率精确到小数点后第六位,
得到
3.1415926<
π
<3.1415927
,并求得
π
的约率为
< br>22/7
,密率为
355/113
;
(2)
得到祖暅定理并得到球体积公
式;
(3)
发展了二次与三次方程的解法。
< br>)
【
3
。
14
】
宋元全盛时期
(
宋元数学在很多领域都达到了中国古代数学,甚
至是当时世界数学的巅
峰。其中主要的工作有:
(1)
高次方程数值解法;
(2)
< br>天元术与四元术,即高次方程的立法与
解法,是中国数学史上
首次引入符号
,并用符号运算来解决建立高次方程的问题;
(3)
中国
剩余定理;
(4)
招差术和垛积术,即高次内插法和高阶等差级数求和。
另外,其它成就包括勾股形解法新的发展、解球面直角
三角形的研究、纵横图
(
幻方
)
的研
究、小数
(
十进
分数
)
具体的应用、珠算的出现等
等。
)
近现代数学发展时期
(
1978
年
11
月
中国数学会召开第三次代表大会
,标志着中国数学
的复苏。出现里一批大数学家,如:解决哥德巴赫猜想中
1+2
的陈景润,获沃尔夫奖的陈
省身,以及华罗庚、丘成桐、吴文俊、苏步青等
好,下面我们来分享一下
数学家的几
个小故事。
1
)天才高斯与
1+---+100
的妙解
< br>在世界上享有“数学王子”之称的你们知道是谁吗?那就是高斯啦,
1777
p>
年他
出生于德国的一个贫苦家庭。然而“人穷智不穷”高斯三岁就会
计算,八岁就能
发现一条定理。
话说
,在高斯三岁那年夏天。,有一次当他父亲正要给工人发薪水的时候,
小高斯站了起来说
:
「爸爸,你弄错了。」然后他说了另外一个数目。原来三岁
的
小高斯趴在地板上,
一直暗地里跟着他爸爸计算该给谁多少工钱。
重算的结果
证明小高斯是对的,
这把站在那里的大人都吓的目
瞪口呆。
你们说,
小高斯厉害
不?(学
生回答)
更令人惊讶的还在后头呢!高斯读小学的时候,从省
城来了个自负的老师,
他看不起乡村孩子,
认为他们只会玩泥沙
、
干农活,
所以他根本没把心思放在教
学上。
这不,
在高斯班上的数学课他又不想教了,
但他得上课啊?所以他就在黑
板上写了一道题给学生,
心想着足够学生算很久所以他就安心地看小说去了。
题
目是这
样的:「把
1
到
100
的整数写下来,然後把它们加起来!
」谁知,不用几
分钟高斯就答出来了。
着实令他的老师吃了一惊。
在这里先卖
个关子
,
现在我也
给同学们五分钟计算
一下这道题
(在黑板上板书此题,并让同学们计算)
五分钟后,
同
学
们计算出来了吗?有哪位同学能告诉我答案?
(同学回答,若有正确答案就表扬同学并询问如何得
来,若无,则说:这是一
道对你们来说的很难的题目。算不出没关系。)
我们一起来看看小高斯如
何找到答案:
1
+
100
p>
=
101
,
2
p>
+
99
=
101<
/p>
,
3
+
98
p>
=
101
,„„,
49
+
52
=
101
,
50
+
51
=
101
,
一共有
50
对和为
101
的数目,
所以答案是
50
p>
×
101
=
505
0
。
由
此可见高斯找到了算术级数的对
称性,然後就像求得一般算术级数合的过程一
样,
把数目一对对
地凑在一起。
当然,
如果学过数列的人也很容易就计算出来答<
/p>
案,但是当年高斯还是个
八岁的小学生
哦
。
小时候的高斯就这么聪明,长大后成为一名伟大的数学家就
不容质疑。他
是名副其实的“数学王子”。
高斯的一生,是典型
的学者的一生。他始终保持着农家的
俭朴,
使人难以想象他是一
位大教授,世界上最伟大的数学家。他先后结过两次婚,几个孩
子曾使他颇为恼火。
p>
不过,这些对他的科学创造影响不太大。
在获得崇高声誉、德国数学
开
始主宰世界之时,一代天骄走完了生命旅程。享年
78
岁。(
1777.4.30-1855.2
.23
)
世界数学史上另一位杰出的数学家是
欧拉巧算羊圈面积
欧拉是瑞士科学家,变分法奠
基人,复变函数论先驱者,
理论流体力学创史人。他在数学许多领域都有建树,在力学、
物理学、天文学方
面也有很大贡献。当选为法兰西科学院院士和英国皇家学会会员。
p>
欧拉从小对数学入迷,
对科学兴趣广泛,
因对上帝的存在与否提出疑问,
被学校开除。
事情是因为星星而引起的。
< br>当时,小欧拉在一个教会学校里读书。有一次,他向老师提问,天上有多少颗
星星
。老师是个神学的信徒,他不知道天上究竟有多少颗星,圣经上也没有回答过。但是他却不懂装懂,
回答欧拉说:
天上有多少颗星星,这无关紧要,只要
知道天上的星星是上帝镶嵌上去的就够了。
欧拉感到很奇怪:
天那么大,那么高,地上没有扶梯,
上帝是怎么把星星一颗一颗镶嵌到同一在幕上
的呢?上帝亲自把它们一颗一颗地放在天幕
,他为什么忘记了星星的数目呢?上帝会不会太粗心了呢?
他向老师提出了心中的疑问
,老师又一次被问住了,涨红了脸,不知如何回答才好。老师的心中顿时
升起一股怒气,
因为老师把上帝看得高于一切。小欧拉居然责怪上帝为什么没有记住星星的数目,言外之
意是对万能的上帝提出了怀疑。在老师的心目中,这可是个严重的问题。
在欧拉的年代,对上帝是绝对不能怀疑的,人们只能做思想的奴隶,绝对不允许自由思考。小欧拉没
有与教会、与上帝
保持一致
,老师就让他离开学校回家。但是,在小欧拉心中,上帝神圣的光环消失了。
他想,上帝是个窝囊废,他怎么连天上的星星也记不住?他又想,上帝是个独裁者,连提出问题都
成了罪。
他又想,上帝也许是个别人编造出来的家伙,根本就不存在。
< br>
欧拉被开除后,就留在家里帮父亲放羊了。
一
天,小欧拉正在牧场帮助父亲干活,父亲突然喊他。他跑去一问,得知父
亲要扩建羊圈,
让他去帮助计算一下需备的篱笆材料。
他先是帮助父亲用绳子测
量土地,然后计算这块土地的总面积与篱笆用料。
老欧勒已将
4
根转角桩打入地下,然后将以这四点连成线,围成羊圈。经过
反复计算小欧勒向
父亲报告说:
“
羊圈长
40
米,宽
15
米,面积
60
0
平方米,共
需用
110
米篱笆材料。
”
听了儿子的汇报,父亲立刻愁眉不展:
“
现在我们只有
100
米材料。如果把宽
去掉
5
米,只能获得
400
平方米面积的羊圈了。这样还是不够用啊!
”
欧
勒并没
有马上安慰父亲,只是说了一声:
“
让我再算算吧
”
。
同学们也动脑筋
算算好吗?