书城教材教辅数学教学的趣味之谜设计
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第5章 数学教学的趣味之谜推荐(1)

1.怎样认识数学

从数学的产生和发展来看,数学一直是人类从事实践活动的必要工具。随着社会的进步和发展,数学所研究的内容也在不断地发展扩大。一般来说,数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学,即研究数和形的科学。就数而言,从自然数计数和计算开始,逐步发展到有理数、无理数、实数,以及复数理论、代数方程理论等。就形而言,从平面几何图形面积的计算,发展到空间立体几何、解析几何等。20世纪40年代以来,电子计算机诞生以后,数学的发展更快,新分支更多。如数理逻辑、模糊数学、系统工程等等,如雨后春笋般地产生了。

邓小平同志指出:科学技术是第一生产力。而科学技术现代化,则处处离不开数学。我们知道,数学是小学教育中最基本的课程之一。作为一名小学生,一定要掌握数学基础知识,努力培养和提高自己的计算能力、逻辑思维能力和空间想象能力,以及对于数学知识的初步应用能力,为将来建设好我们伟大的祖国打下坚实的基础。

2.常用数学符号是谁创造出来的

人们会计算加法、减法、乘法和除法已经有好几千年的历史了。但是使用+、-、×、÷等数学符号却是近几百年的事。那么,这些符号是由谁创造出来的呢?

加、减号(+、-),是15世纪德国数学家魏德曼首创的。他在横线上加一竖,表示增加、合并的意思;在加号上去掉一竖表示减少、拿去的意思。

乘号(×),是17世纪英国数学家欧德莱最先使用的。因为乘法与加法有一定的联系,所以他把加号斜着写表示相乘。后来,德国数学家莱布尼兹认为“×”易与字母“X”混淆,主张用“·”号,至今“×”与“·”并用。

除号(÷),是17世纪瑞士数学家雷恩首先使用的。他用一道横线把两个圆点分开,表示分解的意思。后来莱布尼兹主张用“:”作除号,与当时流行的比号一致。现在有些国家的除号和比号都用“:”表示。

等号(=),是16世纪英国学者列科尔德创造的,他用两条平行而又相等的直线来表示两数相等。

中括号([])和大括号({}),是16世纪英国数学家魏治德创造的。

大于号(>)和小于号(<),是17世纪的数学家哈里奥特创立的。

这些数学符号既简单,又方便。使用它们,是数学上的一大进步。

3.“+”、“-”、“×”、“÷”怎样产生的

古希腊人和古印度人表示加法都是把两个数字写在一起,例如5+12,就写成512。直到今天,我们学习带分数的写法时,还可以看到它的痕迹。

如果要表示两数相减,他们就把这两个数字写得离开一些,例如“814”的意思就表示“81-4”。

后来,意大利数学家塔塔里亚用意大利文“piu”的第一个字母p表示相加,例如:7P4就表示7+4。古希腊数学家基奥芬特曾使用m表示相减。符号“-”就是先由拉丁文“minus”缩写成。例如:9m5就表示9-5。

中世纪(公元四五世纪到15世纪后期),欧洲商业逐渐发达,一些商人常在装货的箱子上画一个“+”字,表示重量略微超过一些;画一个“-”字,表示重量略有不足。1489年,德国数学家魏德曼在他的着作中正式用这两个符号来表示加减运算。后来,又经过法国数学家韦达的大力宣传和提倡,这两个符号才开始普及,到1630年,终于获得公认。

至于“×、÷”符号的使用,也不过300多年历史。据说,英国着名数学家威廉·奥特来德于1631年在他的着作中用“×”表示乘法。但是,德国数学家莱布尼兹认为,符号“×”与英文字母“X”很相似,所以曾反对使用,而赞成用“·”表示相乘。但后来,人们还是把“×”作为乘号沿用至今。在学习了用字母表示数后,“·”也看做乘号,如3×ɑ可写成“3·ɑ”。

中世纪时,阿拉伯数学相当发达,出了一位大数学家阿尔·花拉子密,他曾用“3/4”或“3:4”表示3被4除。许多人认为,现在通用的分数记号即出于此。至于“÷”,曾在欧洲大陆流行很长时间,但一直作为减法的符号。到1630年,英国人约翰·比尔在他的着作中使用“÷”做除法的符号,人们推测他大概是根据阿拉伯人的除号“-”与比的记号“:”合并而成的。

在我国,人们曾把单位乘法叫做“因”,单位除法叫做“归”,被乘数、被除数叫“实”,乘数、除数叫“法”,乘的结果叫“积”,除的结果叫“商”。

现在绝大多数国家的出版物中,都用“+”、“-”来表示加与减,而“×”与“÷”的使用远没有“+”、“-”来得普遍。

4.阿拉伯数字是谁创造出来的

我们在学习数学时,离不开“阿拉伯数字”——1、2、3、4、5、6、7、8、9、0。实际上,这些数字并不是阿拉伯人创造的。那么,为什么又把它叫做“阿拉伯数字”呢?

公元7世纪,团结在伊斯兰教旗帜下的阿拉伯人征服了周围的民族,建立了东起印度,西经非洲到西班牙的撒拉孙大帝国。后来,这个伊斯兰大帝国分裂成东、西两个国家。由于这两个国家的历代君王都很重视科学与文化,所以两国的首都都非常繁荣。特别繁荣的是东都——巴格达。西来的希腊文化,东来的印度文化都汇集到这里来了。阿拉伯人将两种文化理解消化,从而创造了独特的阿拉伯文化。

公元750年后的一年,有一位印度的天文学家拜访了巴格达王宫。他带来了印度制作的天文表,并把它献给了当时的国王。印度数字1、2、3、4……以及印度式的计算方法(即我们现在用的计算法)也正是这个时候被介绍给阿拉伯人的。由于印度数字和印度计数法既简单又方便,它的优点远远超过其他的计数法,所以,很快由阿拉伯人广泛传播到欧洲各国。因此,由印度产生的数字被称作“阿拉伯数字”。

5.阿拉伯数字是怎样传入我国的

目前,世界各国普遍使用的阿拉伯数字,并不是阿拉伯人创造的。阿拉伯数字最早起源于印度,在公元前500年印度人就开始使用了,大约在公元8世纪前后传到阿拉伯,公元9世纪阿拉伯人开始使用,约在公元1100年由阿拉伯人传入欧洲,欧洲人称它为阿拉伯数字。阿拉伯数字传入我国是在公元13世纪以后,1892年才在我国正式使用。

6.什么叫选择题、判断题、填空题

一个问题,同时给出几个答案,从中选择正确的答案,这就是选择题。现在一般给出答案的数目是3到5个。如果限定所给答案中只有一个正确,称为“单项选择题”;如果没有这样的限制,称为“多项选择题”。选择题是单项的或多项的,一般都有说明。

判断题是给出一个关于数学概念的命题,要求判断其是“对”还是“错”,并分别用记号“√”或“×”标出。

填空题是给出一定的条件,或提出一个不完整的叙述,或有待平衡的等式,要求把题目中缺少的语句或数字填入括号中,使题目成为完整的、符合科学的叙述,或使等式成立。

7.远古人是如何计数的

早在人类社会的最初阶段,由摘野果和捕获野禽、野兽,逐渐形成有无、大小等概念。后来,又发展到利用结绳、刻痕、手指来计数。

1937年在维斯托尼斯(墨拉维亚)发现一根40万年前的幼狼前肢骨,7英寸长,上面有55道很深的刻痕。这是已发现的用刻痕方法计数的最早的资料。直到今天,在欧、亚、非大陆的某些地方,仍然有一些牧人用在棒上刻痕的方法来计算他们的牲畜。

秘鲁的印加族人(印第安人中的一部分)古时(公元前1500年前)每收进一捆庄稼,就在绳上打个结,用来记录收获的多少。据《易经》记载,上古时期我国人民“结绳而治”,就是用在绳上打结的办法来记事表数的。

罗马人在文化发展的初期,用手指作为计数的工具。他们要表示1、2、3、4个物体时就分别伸出1、2、3、4个手指;表示5个物体时就伸出一只手;表示10个物体时就伸出两只手。从罗马数字中,我们可以看出这些痕迹,如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等来代表手指数;要表示一只手时,就写成“Ⅴ”字形,表示大拇指与食指张开的形状等等。这已是数码的雏形。

数码符号的引进,是人类对数学认识的一大进步,它标志着“数”已从各种具体的事物中抽象了出来,具有“独立”的地位。

8.为什么“1”既不是质数又不是合数

把390分解质因数:390=2×3×5×13。

如果把“1”算做质数,那么把390分解质因数还有下列一些结果:

390=1×2×3×5×13,

390=1×1×2×3×5×13,

……

也就是说,在分解式里,可以添上几个因数“1”,这样做,一方面对于求390的质因数毫无必要,另一方面造成分解质因数的结果不惟一。因此,规定“1”不算质数。如果将“1”算做合数,那么将它分解质因数得1=1×1×1×……×1,结果也不是惟一的,因此,“1”也不算合数。

9.一个数除以真分数,商为什么反而大了

先看下面两道例题:

例1:一根8米长的钢材,要截成2米、12米长的小段,各可以截成几段?

①8÷2=4(段)②8÷12=16(段)

例2:某工厂男工人数有300人,占全厂职工人数的35,全厂有职工多少人?

300÷35=300×53=500(人)

例1中的第②道除法同第①道整数包含除法的意义相同,即是求被除数里有几个除数。除数越小,被除数里包含它的个数越多。当除数是1的时候,商就等于被除数;如果除数是小于1的真分数,商就大于被除数。

例2就是已知一个数的几分之几是多少,求这个数。也就是说,已知部分数,求总数。由于总数一定比部分数大,所以从分数除法的意义看,除以一个真分数,商也一定比被除数大。

综上所述,不论从包含除法的意义,还是从分数除法的意义来看,一个数除以一个真分数,商都要大于被除数。

10.什么叫同类量,什么叫同名数

类别相同的量叫同类量。如5米与3分米是同类量,而7小时与7千克就不是同类量。

计量单位相同的名数叫同名数。如8千克与6千克、58米与8米都是同名数。

11.什么叫做十进制计数法

十进制计数法是一种计数的方法。每相邻两个数位之间,十个较低的数位等于一个较高的单位。也就是说,每相邻两个数位之间的进率都是10,如9加1为10,90加10为100等。这样的计数方法叫做十进制计数法。它是我们通常使用的计数方法。

为什么说在小数的末尾添上“0”或去掉“0”,小数的大小不变

因为在小数的末尾添上“0”或去掉“0”,只是形式上小数的位数起了变化,实际上原有各个数位的数并没有变,即数值未变,所以小数的大小不变。例如:0.3米=0.30米,“3”都是在十分位上,表示3分米。

12.什么叫做有效数字

有效数字是针对一个数的近似值的精确程度而提出的。一般地说,一个近似数,四舍五入到哪一位,就说这个近似数精确到哪一位,这时从左边第一个不是零的数字起,到这一位数字止,所有的每一位数字都叫做这个近似数的有效数字。

例如:近似数3.1416有五个有效数字,即3、1、4、1、6;近似数0.00508有三个有效数字:5、0、8。最左边的3个0都是无效数字,但5与8之间的零是有效数字。

13.什么叫“二进位制”

公元17世纪时,英国数学家莱布尼兹创造了二进位制,即逢二进位的记数制。二进位制记数法中只有两个符号:0和1。如二进位制数101,记作(101)2,以免和十进位制数相混淆。二进位制数和十进位制数可以互化。如下面的对应关系:

十进位制数二进位制数

00

11

210

311

4100

5101

6110

7111

81000

91001

101010

读数时,不要把十进位制数“7”在二进位制中读作“一百一十一”,而应读作“一、一、一”。同样的道理,十进位制中的“2”和“5”在二进位制中应分别读作“一、0”、“一、0、一”。

我们可以看出,二进位制写起来比较麻烦,特别是遇到大数的时候。但这个缺点对机器来说是微不足道的。相反,它只要求机器显示两种不同状态的优点,却是十进位制数所望尘莫及的。现在电子计算机所使用的语言都是二进位制的,其道理就在于此。

14.什么叫做进位制

由于生产和生活的需要,在产生记数符号的过程中,用一定个数的计数单位,组成一个相邻的较高的计数单位,就得到一种进位制,如二进制、五进制、十进制、十二进制、十六进制、六十进制等等。世界各国多用十进制。

15.什么叫做计数单位

计数单位是指计算物体个数的单位。它有很多,如个、十、百、千、万、十万、百万、千万、亿……都是计数单位。“一”是自然数的基本单位,其他的计数单位又叫做辅助单位。不同的数位,计数单位也就不同。如“5”写在个位,表示5个“1”,如果写在十位上,就表示5个“十”。

16.“十进位制”是怎样形成的

国际上最常用的进位制就是十进位制,即较低位上的十个单位组成较高位上的一个单位。那么,“十进位制”是怎样形成的呢?