数学叠叠乐是谁发明的(什么是叠叠乐)

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最伟大的数学家的故事?

数学之神"——阿基米德

阿基米德公元前287年出生在意大利半岛南端西西里岛的叙拉古。父亲是位数学家兼天文学家。阿基米德从小有良好的家庭教养,11岁就被送到当时希腊文化中心的亚历山大城去学习。在这座号称"智慧之都"的名城里,阿基米德博阅群书,汲取了许多的知识,并且做了欧几里得学生埃拉托塞和卡农的门生,钻研《几何原本》。

后来阿基米德成为兼数学家与力学家的伟大学者,并且享有"力学之父"的美称。其原因在于他通过大量实验发现了杠杆原理,又用几何演泽方法推出许多杠杆命题,给出严格的证明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在数学上也有着极为光辉灿烂的成就。尽管阿基米德流传至今的著作共只有十来部,但多数是几何著作,这对于推动数学的发展,起着决定性的作用。

一个著名的故事是:叙拉古的亥厄洛王叫金匠造一顶纯金的皇冠,因怀疑里面掺有银子,便请阿基米德鉴定一下。当他进入浴盆洗澡时,水漫溢到盆外,于是悟得不同质料的物体,虽然重量相同,但因体积不同,排去的水也必不相等。根据这一道理,就可以判断皇冠是否掺假。阿基米德高兴得跳起来,赤身奔回家中,口中大呼:『尤里卡!尤里卡』』〔希腊语enrhka,意思是『我找到了』〕他将这一流体静力学的基本原理,即物体在液体中的减轻的重量,等于排去液体的重量,总结在他的名着《论浮体》〔On Floating Bodies〕中,后来以『阿基米德原理』著称于世。

公元前212年罗马军队攻入叙拉古,并闯入阿基米德的住宅,看见一位老人在地上埋头作几何图形,士兵将图踩坏。阿基米德怒斥士兵:『不要弄坏我的图!』士兵拔出短剑,刺死了这位旷世绝伦的大科学家,阿基米德竟死在愚蠢无知的罗马士兵手里。 他的生平没有详细记载,但关于他的许多故事却广为流传。据说他确立了力学的杠杆定理之后,曾发出豪言壮语:『给我一个立足点,我就可以移动这个地球!』,被誉为『力学之父』。

《砂粒计算》,是专讲计算方法和计算理论的一本著作。阿基米德要计算充满宇宙大球体内的砂粒数量,他运用了很奇特的想象,建立了新的量级计数法,确定了新单位,提出了表示任何大数量的模式,这与对数运算是密切相关的。

《圆的度量》,利用圆的外切与内接96边形,求得圆周率π为: <π< ,这是数学史上最早的,明确指出误差限度的π值。他还证明了圆面积等于以圆周长为底、半径为高的正三角形的面积;使用的是穷举法。

《球与圆柱》,熟练地运用穷竭法证明了球的表面积等于球大圆面积的四倍;球的体积是一个圆锥体积的四倍,这个圆锥的底等于球的大圆,高等于球的半径。阿基米德还指出,如果等边圆柱中有一个内切球,则圆柱的全面积和它的体积,分别为球表面积和体积的 。在这部著作中,他还提出了著名的"阿基米德公理"。

《抛物线求积法》,研究了曲线图形求积的问题,并用穷竭法建立了这样的结论:"任何由直线和直角圆锥体的截面所包围的弓形(即抛物线),其面积都是其同底同高的三角形面积的三分之四。"他还用力学权重方法再次验证这个结论,使数学与力学成功地结合起来。

《论螺线》,是阿基米德对数学的出色贡献。他明确了螺线的定义,以及对螺线的面积的计算方法。在同一著作中,阿基米德还导出几何级数和算术级数求和的几何方法。

《平面的平衡》,是关于力学的最早的科学论著,讲的是确定平面图形和立体图形的重心问题。

《浮体》,是流体静力学的第一部专著,阿基米德把数学推理成功地运用于分析浮体的平衡上,并用数学公式表示浮体平衡的规律。

解析几何的创始人——笛卡尔

雷勒·笛卡尔,1596年3月31日生于法国西部都兰群拉哈小城的一个贵族家庭。他从小身体孱弱,但好奇心强,勤学好问。8岁的时候,笛卡尔就被送进当时全欧洲著名的教会学校——拉夫雷士耶稣会学校。校长非常喜欢笛卡尔,为了照顾他孱弱的身体,特许他不必到校上早课,可以在床上自学。正是由于这个机会,笛卡尔利用每天早晨在床上自学的时间,阅读了大量数学、哲学等书籍,为后来他在数学和哲学上非凡的成就打下了坚实的基础。

笛卡尔毕业以后,又到普瓦蒂埃大学获得了法学博士学位。接着就去了巴黎当律师。由于厌烦巴黎花花世界的生活,笛卡尔躲避到巴黎僻静的郊区专心研究几何学。这时的笛卡尔已经结识了当时不少有名的数学家如迈多治、梅森等人,并经常在一起钻研数学。笛卡尔不满足于书本知识,决心要走向社会,去读世界这本大书。1617年,青年的笛卡尔投身军队,投入到社会当中,去寻求他自己所需要的科学。在随军的旅行中,笛卡尔还在专心致志地思考着他的数学与哲学问题。他已不满意欧几里得几何学和当时的代数学,他自己想去寻找另外一种包括这两门科学的优点而没有它们的缺点的方法。昼有所思,夜有所悟。1619年11月10日的夜晚,笛卡尔连续作了3个奇特的梦。第一个梦是:自己被风暴从教堂和学校驱逐到风力吹不到的地方;第二个梦是:自己得到了打开自然宝库的魔钥;第三个梦是:自己背诵奥生尼的诗句“我应该沿着哪条人生之路走下去?”。正是因为这三个梦,笛卡尔明确了自己的人生之路,可以这样说,这一天是笛卡尔一生中思想上的转折点。因而有人说,笛卡尔梦中的“魔钥”就是建立解析几何的线索。事实上,笛卡尔试图用分析的方法解决“巴普士问题”是导致他发现解析几何原理的触发原因。

此外,在笛卡尔的手稿中还发现他于1639年就已掌握了欧拉1750发表的凸多面体的棱数、面积的顶数三者之间的数量关系:顶数-棱数+面数=2,这是图论中的定理。

笛卡尔在钻研数学和哲学的同时,还思考着多种自然哲学,如力学、光学、生物学、气象学、天文学乃至音乐。在这些方面的研究成就,也是卓越的。虽然后来终因笛卡尔的学说抵毁教义而遭教会的迫害,但是,笛卡尔的哲学与数学思想影响是深远的,历史不会忘记这位划时代的杰出数学家的。

笛卡儿生在一个富有律师的家庭,自幼身体柔弱,父母允许他在床上作功课,久而久之就形成习惯,之后,他一辈子都是这样。20岁毕业于Poityers 大学法律系,之后,前往巴黎跟Mydorde和Mersenne学了一年数学,由于解决了荷兰Bredas广告牌上的一道难题,而信心大增,从此认真学习数学、研究数学。

他由哲学家、自然界、科学应用来看数学,他认为数学的伟大在于其证明所依据的公理是无缺点的,数学是获得确定和有效证明的方法,而且数学是形而上的。他说:「数学是人类知识活动留下来最具威力的知识工具,是一些现象的根源。数学是不变的,是客观存在的,上帝必以数学法则建造宇宙。」 笛卡儿说:「希腊几何太过抽象,他只是用来训练了解,使想象力大为疲劳的工具罢了!而代数太过于遵守原则和公式,计算过于繁杂,不是一门改良心智的科学。」

牛顿(1642-1727),英国物理学家、数学家。曾任英国皇家学会会长

牛顿是举世公认的、有史以来最伟大的科学家之一。他的幼年充满了辛酸,在他出生前3个月父亲便去世了,之后母亲改嫁,他是由外祖母抚养成人的。23毕业于著名的剑桥大学后留校工作。后因逃避伦敦流行的鼠疫来到母亲的农场里。在这里,他被一个常人熟视无睹的现象吸引住了。有一次,他看到一个熟透了的苹果落在地上,便开始思索为什么苹果会垂直落在地上,而不是飞到天上去呢?一定是有一种力在拉它,那么这种将苹果往下拉的力会不会控制月球?他就是通过这个看起来十分简单的现象,发现了著名的万有引力定律。这个定律的巨大作用,很快就显示了出来。它解释了当时所知道的天体的一切运动。同时,牛顿又完成了一项重要的光学实验,从而证明了白光是由以赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序排列的合成光。1687年,牛顿出版了有史以来最伟大的科学著作<<自然哲学的数学原理>>。在这里,他钻研了伽利略的理论,并归纳出著名的运动三大定律。除此之外,他发现的二项式定理,在数学界也有一席之地。1704年,出版<<光学>>一书,总结了他对光学研究的成果。

牛顿61岁那年被选为英国皇家学会会长,此后年年连任直至逝世。作为举世公认的、最卓越的科学巨匠,他仍谦逊地说:"如果说我比别人看得远些,那是因为我站在了巨人的肩上。"1727年3月20日,84岁的牛顿逝世了。作为有功于国家的伟人,他被葬在了英国国家公墓,受到世人的瞻仰。

少年牛顿

1643年1月4日,在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里,牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿,出生时只有三磅重,接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人,并且竟活到了85岁的高龄。

牛顿出生前三个月父亲便去世了。在他两岁时,母亲改嫁给一个牧师,把牛顿留在外祖母身边抚养。11岁时,母亲的后夫去世,母亲带着和后夫所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自它的家庭处境。

大约从五岁开始,牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童,他资质平常,成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。

传说小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不断的跑动,于是轮子不停的转动;又一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水钟会自动滴水到他的脸上,催他起床。他还喜欢绘画、雕刻,尤其喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷,用以验看日影的移动。

牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,但牛顿本人却无意于此,而酷爱读书。随着年岁的增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时,曾经寄宿在一位药剂师家里,使他受到了化学试验的熏陶。

牛顿在中学时代学习成绩并不出众,只是爱好读书,对自然现象由好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记,又喜欢别出心裁的作些小工具、小技巧、小发明、小试验。

当时英国社会渗透基督教新思想,牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚,这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中,还看不出幼年的牛顿是个才能出众异于常人的儿童。

后来迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农,赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。每次,母亲叫他同佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,发现他的外甥伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学,并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取知识

1665年初,牛顿创立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则;同年11月,创立正流数法(微分);次年1月,用三棱镜研究颜色理论;5月,开始研究反流数法(积分)。这一年内,牛顿开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到月球的运动轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们的轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说,说的也是此时发生的轶事。

总之,在家乡居住的两年中,牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造,并关心自然哲学问题。他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想都是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。

1667年复活节后不久,牛顿返回到剑桥大学,10月1日被选为三一学院的仲院侣(初级院委),翌年3月16日获得硕士学位,同时成为正院侣(高级院委)。1669年10月27日,巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职,26岁的牛顿晋升为数学教授,并担任卢卡斯讲座的教授。巴罗为牛顿的科学生涯打通了道路,如果没有牛顿的舅父和巴罗的帮助,牛顿这匹千里马可能就不会驰骋在科学的大道上。巴罗让贤,这在科学史上一直被传为佳话。

伟大的成就~建立微积分

在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛顿本人回忆,他是在1664年和1665年间的冬天,在研读沃利斯博士的《无穷算术》时,试图修改他的求圆面积的级数时发现这一定理的。

牛顿没有及时发表微积分的研究成果,他研究微积分可能比莱布尼茨早一些,但是莱布尼茨所采取的表达形式更加合理,而且关于微积分的著作出版时间也比牛顿早。

在牛顿和莱布尼茨之间,为争论谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,这种争吵在各自的学生、支持者和数学家中持续了相当长的一段时间,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。

应该说,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,它必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样,是牛顿和莱布尼茨在前人的基础上各自独立的建立起来的。

1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”。

牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》,于1704年发表。此外,他的数学工作还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。

伟大的成就~对光学的三大贡献

在牛顿以前,墨子、培根、达·芬奇等人都研究过光学现象。反射定律是人们很早就认识的光学定律之一。近代科学兴起的时候,伽利略靠望远镜发现了“新宇宙”,震惊了世界。荷兰数学家斯涅尔首先发现了光的折射定律。笛卡尔提出了光的微粒说……

牛顿以及跟他差不多同时代的胡克、惠更斯等人,也象伽利略、笛卡尔等前辈一样,用极大的兴趣和热情对光学进行研究。1666年,牛顿在家休假期间,得到了三棱镜,他用来进行了著名的色散试验。一束太阳光通过三棱镜后,分解成几种颜色的光谱带,牛顿再用一块带狭缝的挡板把其他颜色的光挡住,只让一种颜色的光在通过第二个三棱镜,结果出来的只是同样颜色的光。这样,他就发现了白光是由各种不同颜色的光组成的,这是第一大贡献。

牛顿为了验证这个发现,设法把几种不同的单色光合成白光,并且计算出不同颜色光的折射率,精确地说明了色散现象。揭开了物质的颜色之谜,原来物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年,牛顿把自己的研究成果发表在《皇家学会哲学杂志》上,这是他第一次公开发表的论文。

许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成,认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的(后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象),就设计和制造了反射望远镜。

牛顿不但擅长数学计算,而且能够自己动手制造各种试验设备并且作精细实验。为了制造望远镜,他自己设计了研磨抛光机,实验各种研磨材料。公元1668年,他制成了第一架反射望远镜样机,这是第二大贡献。公元1671年,牛顿把经过改进得反射望远镜献给了皇家学会,牛顿名声大震,并被选为皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。

同时,牛顿还进行了大量的观察实验和数学计算,比如研究惠更斯发现的冰川石的异常折射现象,胡克发现的肥皂泡的色彩现象,“牛顿环”的光学现象等等。

牛顿还提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。此外,他还制作了牛顿色盘等多种光学仪器。

伟大的成就~构筑力学大厦

牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。

在牛顿以前,天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行?天文学家无法圆满解释这个问题。万有引力的发现说明,天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律——力学规律的支配。

早在牛顿发现万有引力定律以前,已经有许多科学家严肃认真的考虑过这个问题。比如开普勒就认识到,要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用,他认为这种力类似磁力,就像磁石吸铁一样。1659年,惠更斯从研究摆的运动中发现,保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。胡克等人认为是引力,并且试图推到引力和距离的关系。

1664年,胡克发现彗星靠近太阳时轨道弯曲是因为太阳引力作用的结果;1673年,惠更斯推导出向心力定律;1679年,胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律,推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。

牛顿自己回忆,1666年前后,他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是:在假期里,牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来……

一个苹果的偶然落地,却是人类思想史的一个转折点,它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着。终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。

牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1679年,胡克曾经写信问牛顿,能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律,来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。1685年,哈雷登门拜访牛顿时,牛顿已经发现了万有引力定律:两个物体之间有引力,引力和距离的平方成反比,和两个物体质量的乘积成正比。

当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力,也证明了在太阳引力作用下,行星运动符合开普勒运动三定律。

在哈雷的敦促下,1686年底,牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。皇家学会经费不足,出不了这本书,后来靠了哈雷的资助,这部科学史上最伟大的著作之一才能够在1687年出版。

牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把经典力学确立为完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。

站在巨人的肩上

牛顿的研究领域非常广泛,他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外,他还花费大量精力进行化学实验。他常常六个星期一直留在实验室里,不分昼夜的工作。他在化学上花费的时间并不少,却几乎没有取得什么显著的成就。为什么同样一个伟大的牛顿,在不同的领域取得的成就竟那么不一样呢?

怪异的牛顿

牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它试验了白光分解为的有颜色的光。

开始,他并不愿意发表他的观察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静的书斋中解闷,他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,在好友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时代巨著《自然哲学的数学原理》的问世。

作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。

牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史上一个个重要的发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然想到一个问题,便独自进了内室,朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,出来后,发现了盘子里的骨头,以为自己已经吃过了,便转身又进了内室,继续研究他的问题。

牛顿晚年

但是由于受时代的限制,牛顿基本上是一个形而上学的机械唯物主义者。他认为运动只是机械力学的运动,是空间位置的变化;宇宙和太阳一样是没有发展变化的;靠了万有引力的作用,恒星永远在一个固定不变的位置上……

随着科学声誉的提高,牛顿的政治地位也得到了提升。1689年,他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员,牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。同时,他的大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争论上。

晚年的牛顿在伦敦过着堂皇的生活,1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有,被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国皇家学会会长,在他任职的二十四年时间里,他以铁拳统治着学会。没有他的同意,任何人都不能被选举。

晚年的牛顿开始致力于对神学的研究,他否定哲学的指导作用,虔诚地相信上帝,埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时,竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物,我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。

1727年3月20日,伟大艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着:

让人们欢呼这样一位多么伟大的

人类荣耀曾经在世界上存在。

瑞士数学家及自然科学家欧拉(Euler

欧拉(Euler),(1707——1783),瑞士数学家及自然科学家。在1707年4月15日出生於瑞士的巴塞尔,1783年9月18日於俄国的彼得堡去逝。欧拉出生於牧师家庭,自幼已受到父亲的教育。13岁时入读巴塞尔大学,15岁大学毕业,16岁获得硕士学位。

欧拉的父亲希望他学习神学,但他最感兴趣的是数学。在上大学时,他已受到约翰第一.伯努利的特别指导,专心研究数学,直至18岁,他彻底的放弃当牧师的想法而专攻数学,於19岁时(1726年)开始创作文章,并获得巴黎科学院奖金。

1727年,在丹尼尔.伯努利的推荐下,到俄国的彼得堡科学院从事研究工作。并在1731年接替丹尼尔第一。伯努利,成为物理学教授。

在俄国的14年中,他努力不懈地投入研究,在分析学、数论及力学方面均有出色的表现。此外,欧拉还应俄国政府的要求,解决了不少如地图学、造船业等的实际问题。1735年,他因工作过度以致右眼失明。在1741年,他受到普鲁士腓特烈大帝的邀请到德国科学院担任物理数学所所长一职。他在柏林期间,大大的扩展了研究的内容,如行星运动、刚体运动、热力学、弹道学、人口学等,这些工作与他的数学研究互相推动着。与此同时,他在微分方程、曲面微分几何及其他数学领域均有开创性的发现。

数学家的故事、贡献

拉玛奴江是一个生於南印度没落的贫穷婆罗门家庭,没有受过大学育,

靠自学及艰苦钻研数学,后来成为一个闻名国际的数学家。

在数学家中,以贫穷家庭出身,而且能在没有研究数学的环境裏,孤独

的工作,发现了一些深入的结果的人是不太多。他到了二十七岁时才获得真

正数学家的教导,他的才华像彗星突然出现长空,耀眼令人侧目。可惜的是

肺病却蚕食了他的生命,他在三十三岁时悄然逝去。

一个着名的故事是:叙拉古的亥厄洛王叫金匠造一顶纯金的皇冠,因怀疑里面掺有银子,便请阿基米德鉴定一下。当他进入浴盆洗澡时,水漫溢到盆外,于是悟得不同质料的物体,虽然重量相同,但因体积不同,排去的水也必不相等。根据这一道理,就可以判断皇冠是否掺假。阿基米德高兴得跳起来,赤身奔回家中,口中大呼:『尤里卡!尤里卡』』〔希腊语enrhka,意思是『我找到了』〕他将这一流体静力学的基本原理,即物体在液体中的减轻的重量,等于排去液体的重量,总结在他的名着《论浮体》〔On Floating Bodies〕中,后来以『阿基米德原理』着称于世。

大约1500年前,欧洲的数学家们是不知道用“0”的。他们使用罗马数字。罗马数字是用几个表示数的符号,按照一定规则,把它们组合起来表示不同的数目。在这种数字的运用里,不需要“0”这个数字。

而在当时,罗马帝国有一位学者从印度记数法里发现了“0”这个符号。他发现,有了“0”,进行数学运算方便极了,他非常高兴,还把印度人使用“0”的方法向大家做了介绍。过了一段时间,这件事被当时的罗马教皇知道了。当时是欧洲的中世纪,教会的势力非常大,罗马教皇的权利更是远远超过皇帝。教皇非常恼怒,他斥责说,神圣的数是上帝创造的,在上帝创造的数里没有“0”这个怪物,如今谁要把它给引进来,谁就是亵渎上帝!于是,教皇就下令,把这位学者抓了起来,并对他施加了酷刑,用夹子把他的十个手指头紧紧夹注,使他两手残废,让他再也不能握笔写字。就这样,“0”被那个愚昧、残忍的罗马教皇明令禁止了。

但是,虽然“0”被禁止使用,然而罗马的数学家们还是不管禁令,在数学的研究中仍然秘密地使用“0”,仍然用“0”做出了很多数学上的贡献。后来“0”终于在欧洲被广泛使用,而罗马数字却逐渐被淘汰了。

刘 徽

刘徽(生于公元250年左右),是中国数学史上一个非常伟大的数学家,在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产.

贾 宪

贾宪,中国古代北宋时期杰出的数学家。曾撰写的《黄帝九章算法细草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:数导)均已失传。

他的主要贡献是创造了"贾宪三角"和增乘开方法,增乘开方法即求高次幂的正根法。目前中学数学中的混合除法,其原理和程序均与此相仿,增乘开方法比传统的方法整齐简捷、又更程序化,所以在开高次方时,尤其显出它的优越性,这个方法的提出要比欧洲数学家霍纳的结论早七百多年。

秦九韶

秦九韶(约1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江苏,浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州,(今广东梅县),不久死于任所。他与李冶,杨辉,朱世杰并称宋元数学四大家。早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的《数书九章》。《数书九章》全书凡18卷,81题,分为九大类。其最重要的数学成就----“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术"(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。

李冶

李冶(1192----1279),原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回乡。1248年撰成《测圆海镜》,其主要目的是说明用天元术列方程的方法。“天元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某“,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一步数学著作《益古演段》(1259)也是讲解天元术的。

朱世杰

朱世杰(1300前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”(莫若、祖颐:《四元玉鉴》后序)。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。《算术启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创造有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积术”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法).

祖冲之

祖冲之(公元429~500年)祖籍是现今河北省涞源县,他是南北朝时代的一位杰出科学家。他不仅是一位数学家,同时还通晓天文历法、机械制造、音乐等领域,并且是一位天文学家。

祖冲之在数学方面的主要成就是关于圆周率的计算,他算出的圆周率为3.1415926π3.1415927,这一结果的重要意义在于指出误差的范围,是当时世界最杰出的成就。祖冲之确定了两个形式的π值,约率355/173(≈3.1415926)密率22/7(≈3.14),这两个数都是π的渐近分数。

祖 暅

祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。

杨辉

杨辉,中国南宋时期杰出的数学家和数学教育家。在13世纪中叶活动于苏杭一带,其著作甚多。

他著名的数学书共五种二十一卷。著有《详解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷(1262年)、《乘除通变本末》三卷(1274年)、《田亩比类乘除算法》二卷(1275年)、《续古摘奇算法》二卷(1275年)。

他在《续古摘奇算法》中介绍了各种形式的"纵横图"及有关的构造方法,同时"垛积术"是杨辉继沈括"隙积术"后,关于高阶等差级数的研究。杨辉在"纂类"中,将《九章算术》246个题目按解题方法由浅入深的顺序,重新分为乘除、分率、合率、互换、二衰分、叠积、盈不足、方程、勾股等九类。

赵 爽

赵爽,三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》,他所作的《周髀算经注》中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有云幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。

赵爽还在《勾股圆方图注》中推导出二次方程 (其中a0,A0)的求根公式 在《日高图注》中利用几何图形面积关系,给出了"重差术"的证明。(汉代天文学家测量太阳高、远的方法称为重差术)。

华罗庚

华罗庚,中国现代数学家。1910年11月12日生于江苏省金坛县。1985年6月12日在日本东京逝世。华罗庚1924年初中毕业之后,在上海中华职业学校学习不到一年,因家贫辍学,他刻苦自修数学,1930年在《科学》上发表了关于代数方程式解法的文章,受到专家重视,被邀到清华大学工作,开始了数论的研究,1934年成为中华教育文化基金会研究员。1936年作为访问学者去英国剑桥大学工作。1938年回国,受聘为西南联合大学教授。1946年应苏联普林斯顿高等研究所邀请任研究员,并在普林斯顿大学执教。1948年始,他为伊利诺伊大学教授。

1924年金坛中学初中毕业,后刻苦自学。1930年后在清华大学任教。

1936年赴英国剑桥大学访问、学习。1938年回国后任西南联合大学教授。1946年赴美国,任普林斯顿数学研究所研究员、普林斯顿大学和伊利诺斯大学教授,1950年回国。 40年代,解决了高斯完整三角和的估计这

一历史难题,得到了最佳误差阶估计(此结果在数论中有着广泛的应用);对G.H.哈

代与J.E.李特尔伍德关于华林问题及E.赖特关于塔里问题的结果作了重大的改进,至 今仍是最佳纪录。

代数方面,证明了历史长久遗留的一维射影几何的基本定理;给出

了体的正规子体一定包含在它的中心之中这个结果的一个简单而直接的证明,被称为嘉 当-布饶尔-华定理。其专著《堆垒素数论》系统地总结、发展与改进了哈代与李特尔伍德圆法、维诺格拉多夫三角和估计方法及他本人的方法,发表40余年来其主要结果仍居

世界领先地位,先后被译为俄、匈、日、德、英文出版,成为20世纪经典数论著作之 一。其专著《多个复变典型域上的调和分析》以精密的分析和矩阵技巧,结合群表示论,具体给出了典型域的完整正交系,从而给出了柯西与泊松核的表达式。这项工作在 调和分析、复分析、微分方程等研究中有着广泛深入的影响,曾获中国自然科学奖一等 奖。倡导应用数学与计算机的研制,曾出版《统筹方法平话》、《优选学》等多部著作 并在中国推广应用。与王元教授合作在近代数论方法应用研究方面获重要成果,被称为 “华-王方法”。在发展数学教育和科学普及方面做出了重要贡献。发表研究论文200多 篇,并有专著和科普性著作数十种。

陈景润

数学家,中国科学院院士。1933 年5月22日生于福建福州。1953年毕业于厦门大学

数学系。1957年进入中国科学院数学研究所并在华罗庚教授指导下从事数论方面的研究。历任中国科学院数学研究所研究员、所学术委员会委员兼贵阳民族学院、河南大学、青岛大学、华中工学院、福建师范大学等校教授,国家科委数学学科组成员,《数 学季刊》主编等职。主要从事解析数论方面的研究,并在哥德巴赫猜想研究方面取得国 际领先的成果。这一成果国际上誉为“陈氏定理”,受到广泛引用。这项工作,使之与王 元教授、潘承洞教授共同获得1978年国家自然科学奖一等奖。其后对上述定理又作了改 进,并于1979年初完成论文《算术级数中的最小素数》,将最小素数从原有的80推进到 16

,受到国际数学界好评。对组合数学与现代经济管理、科学实验、尖端技术、人类 生活密切关系等问题也作了研究。发表研究论文70余篇,并有《数学趣味谈》、《组合数学》等著作 !

苏步青(1902-2003) 浙江平阳人。1927年毕业于日本东北帝国大学数学系,后入该校研究院,获理学博士学位。回国后,受聘于浙江大学数学系。1952年全国院系调整,到复旦大学任教,任教务长、副校长、校长等职,1983年起任复旦大学名誉校长。1985年起任温州大学名誉校长。历任第七、八届全国政协副主席,第五、六届全国人大常委,民盟中央副主席。1955年当选为中国科学院数学物理学部委员,兼任学术委员会常委,专长微分几何,创立了国内外公认的微分几何学派。撰有《射影曲线概论》、《射影曲面概论》等专著10部。研究成果“船体放样项目”、“曲面法船体线型生产程序”分别荣获全国科学大会奖和国家科技进步二等奖。

苏老虽然家境清贫,可他父母省吃俭用,拼死拼活也要供他上学。他在读初中时,对数学并不感兴趣,觉得数学太简单,一学就懂。可量,后来的一堂数学课影响了他一生的道路。

那是苏步青上初三时,他就读浙江省六十中来了一位刚从东京留学归来的教数学课的杨老师。第一堂课杨老师没有讲数学,而是讲故事。他说:“当今世界,弱肉强食,世界列强依仗船坚炮利,都想蚕食瓜分中国。中华亡国灭种的危险迫在眉睫,振兴科学,发展实业,救亡图存,在此一举。‘天下兴亡,匹夫有责’,在座的每一位同学都有责任。”他旁征博引,讲述了数学在现代科学技术发展中的巨大作用。这堂课的最后一句话是:“为了救亡图存,必须振兴科学。数学是科学的开路先锋,为了发展科学,必须学好数学。”苏步青一生不知听过多少堂课,但这一堂课使他终身难忘。

杨老师的课深深地打动了他,给他的思想注入了新的兴奋剂。读书,不仅为了摆脱个人困境,而是要拯救中国广大的苦难民众;读书,不仅是为了个人找出路,而是为中华民族求新生。当天晚上,苏步青辗转反侧,彻夜难眠。在杨老师的影响下,苏步青的兴趣从文学转向了数学,并从此立下了“读书不忘救国,救国不忘读书”的座右铭。一迷上数学,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,苏步青只知道读书、思考、解题、演算,4年中演算了上万道数学习题。现在温州一中(即当时省立十中)还珍藏着苏步青一本几何练习薄,用毛笔书写,工工整整。中学毕业时,苏步青门门功课都在90分以上。

17岁时,苏步青赴日留学,并以第一名的成绩考取东京高等工业学校,在那里他如饥似渴地学习着。为国争光的信念驱使苏步青较早地进入了数学的研究领域,在完成学业的同时,写了30多篇论文,在微分几何方面取得令人瞩目的成果,并于1931年获得理学博士学位。获得博士之前,苏步青已在日本帝国大学数学系当讲师,正当日本一个大学准备聘他去任待遇优厚的副教授时,苏步青却决定回国,回到抚育他成长的祖任教。回到浙大任教授的苏步青,生活十分艰苦。面对困境,苏步青的回答是“吃苦算得了什么,我甘心情愿,因为我选择了一条正确的道路,这是一条爱国的光明之路啊!”

这就是老一辈数学家那颗爱国的赤子之心。

苏步青先生逝世的消息传开后,平阳人民的心情非常沉重。因为他与家乡人民的感情极深,他的名字早已与家乡的许多方面连在一起。

当我重新捧读“卧牛山下农家子,牛背讴歌带溪水。欲砍青阶竹作鞭,牵牛去耕天下田”的诗句,更是别有一番思绪。苏步青不仅是中外闻名的数学家,也是一位优秀的诗人。他一生与诗结缘,诗中不仅反映了他热爱祖国的精神,还渗透了浓郁乡情。仅以《苏步青业余诗词钞》几百首诗来说,赞美家乡的就有几十首:瓯江雁荡、卧牛带溪、农家风情、儿歌俚语,都在诗词中尽展风姿,其创作时间长达60余年。诗是苏步青的人格投影、情感物化和生命结晶。读他的诗,为我们了解现代中国正直知识分子的心灵世界提供了一份不可多得的艺术参照。

早在抗战时期,苏步青居于西北的一个小镇上,身处“流亡大学”的困难境地,仍不忘家乡父老,以诗寄情:“画角声声催铁血,烽烟处处缺金瓯。”“万里家乡隔战尘,江南烟雨梦归频。”“遥怜儿女牵衣小,无奈家山归梦长。”抗战胜利后,他到台湾负责接收台北大学,很多朋友劝他留在台湾,但他依然决定回浙大。1946年3月,苏步青在从台湾归来的飞机上作《忆秦娥》,充满思乡之情:“台湾峡,深蓝一片波声歇。波声歇,孤机遥指,浙东瓯北。白云开处山重叠,晴空万里归时节。归时节,红楼幽楼,菱花新雪。”后来,蒋介石发动内战,陷人民于水深火热之中。苏步青的诗词重又流露出感时伤世、心忧天下的情愫:“极目东西无净土”、“愁闻鼙鼓动余哀”。在旧中国的灾难岁月里,他的诗词多忧患之音,沉郁之作,赤子之心跃然纸上。

苏步青的家乡诗情在南雁这个主题上表现最丰富。他出生于1902年,1919年就离开家乡去日本留学,此后一直生活在他乡,可心中最牵挂的是家乡的南雁荡山,描写南雁风情的诗就有几十首:会文书院的古风、仙姑洞的香火、碧溪渡的竹筏、顺溪的香鱼、腾蛟的古桥……1940年他回乡时,写下了《南雁爱山亭晚眺》:“爱山亭上少淹留,烟绕村耕欲渐休。牛背只应横笛晚,羊肠从此入山幽。云飞千嶂风和雨,滩响一溪夏亦秋。长忆春来芳草遍,夕阳渡口系归舟。”由于诗人对环境十分熟悉,顺手拈来,把碧溪渡、东南屏嶂、云关等景点描绘得呼之欲出。1945年抗战刚胜利,他多想回家乡看看,可苦于没有机会,于是在《梦游仙姑洞》中写道:“梦里仙姑画里行,居然一水竹排轻。不知窗际寒灯影,竟化山头皓月明。”窗前的寒灯竟成了家乡的明月,可见其情深意切。他的《忆游南雁》、《南雁佳景吟》、《思乡》、《南雁寄怀》无不在回忆和思念中写就。1942年,友人在送他的诗中写道:“子规声里情难遣,心逐飞鸿雁荡边。”他和道:“云关千级迂仙道,月牖孤悬印雁行。”家乡的老同学施锵带来了南雁特产香鱼干,他又深情地写下:“闻道家园秋已晚,西风不用忆鲈鱼。”

家乡的故居前有座山叫牛山卧,是南雁景观之一。苏步青的诗中屡次出现此山,并自称是“卧牛山下看牛郎”、“ 卧牛山下旧耕农”、“卧牛山下农家子”。他与著名文史学家苏渊雷教授是同乡,两人同在上海工作,对南雁都深怀感情。1983年苏步青给苏渊雷写了《南雁荡寄怀似仲翔》:“一别名山四十春,有时归思寄南云。仙姑何幸馨香火,孙老无端榜会文(孙衣言题会文书院一联:‘伊洛微言持敬始,永嘉前辈读书多’)。牛背笛横斜日渡,羊肠径逐故园门。秋来处处堪留恋,朱橘黄柑又几村。”接到诗稿,激起苏渊雷无限怀想,写下了《步老寄示南雁荡长句儿时就读会文书院有同感焉次和却寄》:“南雁回翔六十春,辅仁会友气凌云。木樨淡放知无隐,华表斜看有逸文。野渡半篙真罨画,青灯一味足玄门。珂乡未觉灵山远,起凤腾蛟别有村。”两位名人的诗如今成了家乡的珍品。1985年,苏步青为《平阳地名志》题词,写下了“地灵人杰我平阳,鳌水雁山鱼米香”,诗句后来成为赞誉平阳的名句。

读苏步青的诗词,不难感觉到他是性情中人。其实,他无心做诗人,但经久不衰的生活热情,丰富多彩的人生阅历,渊博的学识,深厚的文学功底,加上炽热的怀乡情感,却使他每有所作皆臻佳境,成就为真正的诗人

数学小知识

九九歌

九九歌就是我们现在使用的乘法口诀。

远在公元前的春秋战国时代,九九歌就已经被人们广泛使用。在当时的许多著作中,都有关于九九歌的记载。最初的九九歌是从"九九八十一"起到"二二如四"止,共36句。因为是从"九九八十一"开始,所以取名九九歌。大约在公元五至十世纪间,九九歌才扩充到"一一如一"。大约在公元十三、十四世纪,九九歌的顺序才变成和现在所用的一样,从"一一如一"起到"九九八十一"止。

现在我国使用的乘法口诀有两种,一种是45句的,通常称为"小九九";还有一种是81句的,通常称为"大九九"。

阿拉伯数字

在生活中,我们经常会用到0、1、2、3、4、5、6、7、8、9这些数字。那么你知道这些数字是谁发明的吗?

这些数字符号原来是古代印度人发明的,后来传到阿拉伯,又从阿拉伯传到欧洲,欧洲人误以为是阿拉伯人发明的,就把它们叫做"阿拉伯数字",因为流传了许多年,人们叫得顺口,所以至今人们仍然将错就错,把这些古代印度人发明的数字符号叫做阿拉伯数字。

现在,阿拉伯数字已成了全世界通用的数字符

古今中外数学名人介绍(国内部分)

刘 徽

刘徽(生于公元250年左右),是中国数学史上一个非常伟大的数学家,在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产.

《九章算术》约成书于东汉之初,共有246个问题的解法.在许多方面:如解联立方程,分数四则运算,正负数运算,几何图形的体积面积计算等,都属于世界先进之列,但因解法比较原始,缺乏必要的证明,而刘徽则对此均作了补充证明.在这些证明中,显示了他在多方面的创造性的贡献.他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根.在代数方面,他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则;改进了线性方程组的解法.在几何方面,提出了"割圆术",即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法.他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.14的结果.刘徽在割圆术中提出的"割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣",这可视为中国古代极限观念的佳作.

《海岛算经》一书中, 刘徽精心选编了九个测量问题,这些题目的创造性、复杂性和富有代表性,都在当时为西方所瞩目.

刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观.他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人.

刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生.他虽然地位低下,但人格高尚.他不是沽名钓誉的庸人,而是学而不厌的伟人,他给我们中华民族留下了宝贵的财富.

贾 宪

贾宪,中国古代北宋时期杰出的数学家。曾撰写的《黄帝九章算法细草》(九卷)和《算法斆古集》(二卷)(斆xiào,意:数导)均已失传。

他的主要贡献是创造了"贾宪三角"和增乘开方法,增乘开方法即求高次幂的正根法。目前中学数学中的混合除法,其原理和程序均与此相仿,增乘开方法比传统的方法整齐简捷、又更程序化,所以在开高次方时,尤其显出它的优越性,这个方法的提出要比欧洲数学家霍纳的结论早七百多年。

秦九韶

秦九韶(约1202--1261),字道古,四川安岳人。先后在湖北,安徽,江苏,浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州,(今广东梅县),不久死于任所。他与李冶,杨辉,朱世杰并称宋元数学四大家。早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的《数书九章》。《数书九章》全书凡18卷,81题,分为九大类。其最重要的数学成就----“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术"(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。

李冶

李冶(1192----1279),原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回乡。1248年撰成《测圆海镜》,其主要目的是说明用天元术列方程的方法。“天元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某“,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一步数学著作《益古演段》(1259)也是讲解天元术的。

朱世杰

朱世杰(1300前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”(莫若、祖颐:《四元玉鉴》后序)。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。《算术启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创造有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积术”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法).

祖冲之

祖冲之(公元429~500年)祖籍是现今河北省涞源县,他是南北朝时代的一位杰出科学家。他不仅是一位数学家,同时还通晓天文历法、机械制造、音乐等领域,并且是一位天文学家。

祖冲之在数学方面的主要成就是关于圆周率的计算,他算出的圆周率为3.1415926π3.1415927,这一结果的重要意义在于指出误差的范围,是当时世界最杰出的成就。祖冲之确定了两个形式的π值,约率355/173(≈3.1415926)密率22/7(≈3.14),这两个数都是π的渐近分数。

祖 暅

祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。

杨辉

杨辉,中国南宋时期杰出的数学家和数学教育家。在13世纪中叶活动于苏杭一带,其著作甚多。

他著名的数学书共五种二十一卷。著有《详解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷(1262年)、《乘除通变本末》三卷(1274年)、《田亩比类乘除算法》二卷(1275年)、《续古摘奇算法》二卷(1275年)。

杨辉的数学研究与教育工作的重点是在计算技术方面,他对筹算乘除捷算法进行总结和发展,有的还编成了歌决,如九归口决。 他在《续古摘奇算法》中介绍了各种形式的"纵横图"及有关的构造方法,同时"垛积术"是杨辉继沈括"隙积术"后,关于高阶等差级数的研究。杨辉在"纂类"中,将《九章算术》246个题目按解题方法由浅入深的顺序,重新分为乘除、分率、合率、互换、二衰分、叠积、盈不足、方程、勾股等九类。

他非常重视数学教育的普及和发展,在《算法通变本末》中,杨辉为初学者制订的"习算纲目"是中国数学教育史上的重要文献。

赵 爽

赵爽,三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》,他所作的《周髀算经注》中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有云幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。

赵爽还在《勾股圆方图注》中推导出二次方程 (其中a0,A0)的求根公式

在《日高图注》中利用几何图形面积关系,给出了"重差术"的证明。(汉代天文学家测量太阳高、远的方法称为重差术)。

华罗庚

华罗庚,中国现代数学家。1910年11月12日生于江苏省金坛县。1985年6月12日在日本东京逝世。华罗庚1924年初中毕业之后,在上海中华职业学校学习不到一年,因家贫辍学,他刻苦自修数学,1930年在《科学》上发表了关于代数方程式解法的文章,受到专家重视,被邀到清华大学工作,开始了数论的研究,1934年成为中华教育文化基金会研究员。1936年作为访问学者去英国剑桥大学工作。1938年回国,受聘为西南联合大学教授。1946年应苏联普林斯顿高等研究所邀请任研究员,并在普林斯顿大学执教。1948年始,他为伊利诺伊大学教授。

1924年金坛中学初中毕业,后刻苦自学。1930年后在清华大学任教。 1936年赴英国剑桥大学访问、学习。1938年回国后任西南联合大学教授。1946年赴美国,任普林斯顿数学研究所研究员、普林斯顿大学和伊利诺斯大学教授,1950年回国。 历任清华大学教授,中国科学院数学研究所、应用数学研究所所长、名誉所长,中国数学学会理事长、名誉理事长,全国数学竞赛委员会主任,美国国家科学院国外院士,第三世界科学院院士,联邦德国巴伐利亚科学院院士,中国科学院物理学数学化学部副主 任、副院长、主席团成员,中国科学技术大学数学系主任、副校长,中国科协副主席,国务院学位委员会委员等职。曾任一至六届全国人大常务委员,六届全国政协副主席。 曾被授予法国南锡大学、香港中文大学和美国伊利诺斯大学荣誉博士学位。主要从事解 析数论、矩阵几何学、典型群、自守函数论、多复变函数论、偏微分方程、高维数值积 分等领域的研究与教授工作并取得突出成就。40年代,解决了高斯完整三角和的估计这 一历史难题,得到了最佳误差阶估计(此结果在数论中有着广泛的应用);对G.H.哈 代与J.E.李特尔伍德关于华林问题及E.赖特关于塔里问题的结果作了重大的改进,至 今仍是最佳纪录。 代数方面,证明了历史长久遗留的一维射影几何的基本定理;给出 了体的正规子体一定包含在它的中心之中这个结果的一个简单而直接的证明,被称为嘉 当-布饶尔-华定理。其专著《堆垒素数论》系统地总结、发展与改进了哈代与李特尔伍 德圆法、维诺格拉多夫三角和估计方法及他本人的方法,发表40余年来其主要结果仍居 世界领先地位,先后被译为俄、匈、日、德、英文出版,成为20世纪经典数论著作之 一。其专著《多个复变典型域上的调和分析》以精密的分析和矩阵技巧,结合群表示论,具体给出了典型域的完整正交系,从而给出了柯西与泊松核的表达式。这项工作在 调和分析、复分析、微分方程等研究中有着广泛深入的影响,曾获中国自然科学奖一等 奖。倡导应用数学与计算机的研制,曾出版《统筹方法平话》、《优选学》等多部著作 并在中国推广应用。与王元教授合作在近代数论方法应用研究方面获重要成果,被称为 “华-王方法”。在发展数学教育和科学普及方面做出了重要贡献。发表研究论文200多 篇,并有专著和科普性著作数十种。

陈景润

数学家,中国科学院院士。1933 年5月22日生于福建福州。1953年毕业于厦门大学 数学系。1957年进入中国科学院数学研究所并在华罗庚教授指导下从事数论方面的研究。历任中国科学院数学研究所研究员、所学术委员会委员兼贵阳民族学院、河南大学、青岛大学、华中工学院、福建师范大学等校教授,国家科委数学学科组成员,《数 学季刊》主编等职。主要从事解析数论方面的研究,并在哥德巴赫猜想研究方面取得国 际领先的成果。这一成果国际上誉为“陈氏定理”,受到广泛引用。这项工作,使之与王 元教授、潘承洞教授共同获得1978年国家自然科学奖一等奖。其后对上述定理又作了改 进,并于1979年初完成论文《算术级数中的最小素数》,将最小素数从原有的80推进到 16 ,受到国际数学界好评。对组合数学与现代经济管理、科学实验、尖端技术、人类 生活密切关系等问题也作了研究。发表研究论文70余篇,并有《数学趣味谈》、《组合 数学》等著作。

重叠问题(最终版)

一、导入课题 

          同学们,准备好了吗?好,开始上课,同学们好,请坐!同学们,十五里元镇小学开展了丰富多彩的社会实践活动。让我们一起去看一看吧!看,有的小学生体验小交警,一个个英姿飒爽,还有的参加了小记者的活动,他们深入车间、工厂,体验到了采风的快乐。据统计,阳光小学四年级一班的同学假期也参加了社会实践活动,让我们一起来看看吧(点ppt)。

      请看大屏幕,仔细观察,你能发现哪些数学信息?来,你来说。嗯,这是四年级一班参加小记者的有10位同学,参加小交警的有9位同学嗯,同学们观察的很仔细,那么同学们根据这些数学信息,你能提出什么数学问题呢?(你能提一个数学问题吗?)来,请你说嗯,他说参加社会实践活动的,一共有多少人?那么到底一共有多少人呢?    来,谁愿意说说你的想法?这位同学,请你说嗯,把两项活动的人数加起来,也就是10+9=19(人)哦,老师,听明白了,你的意思是说,一共有19人参加了实践活动,那到底是不是这样呢?有不同的意见吗?哦,你想说,你有不同的想法,来,你来说,他说有重复的,这位同学观察的很仔细来,一下子就抓住了问题的关键——他说有的同学参加了两次的活动。同学们,像这样有重复现象的问题,我们从数学上称之为重叠问题。请看老师板书。(板书课题)

二、交流与探索

          那么,参加活动的到底有多少人呢?还能用10+9=19人来求总数吗?果真是这样吗?我好像听见你说不能了,那参加活动的到底有多少人呢?(指生答:15人。)                来,我们先玩一个游戏,老师这里有四年级一班参加实践活动的人员名单,我把他们的名字做成了名单卡片。现在,我把他们发到一部分同学的手中,看谁的坐姿最端正。请这些拿着卡片的同学静悄悄地走到讲台上来,把卡片正向同学,放在胸前。(停顿一分钟)

      请同学们快速的数一下,一共有几位同学呢?好,你来说。有15位同学。你数的可真快!现在请同学们第一排站小记者,第二排站小交警,请同学们快速地站到指定位置。咦,有四位同学没有找到自己的位置?来说说你遇到什么麻烦了?(找生说:这四名同学既参加了小记者,又参加了小交警的活动。这四名同学站到小记者里面,小交警里面就少四个人;如果四个人站在小交警里面,那么小记者里面就少四个人。)这个问题该怎么来解决呢?这四位同学到底应该站在哪里呢?谁有想法?

      请同学们把你们的想法在探究单上显现出来吧。请讲台上这些同学静悄悄的回到你们的座位上,进行探究(把名单卡片放在讲台上,也可以不放回,让学生带走)。好,谢谢你们。

    现在,就请同学们拿出你的探究单来,看看第一题,尝试着重新整理一下名单,看看怎样才能更清楚的发现参加活动的总人数呢?(单独页)

    (找学生读)温馨提示:   

  1、请同学们选择自己喜欢的方式重新整理名单。     

  2、可以分一分,写一写,圈一圈,画一画。  好,开始吧。(停五分钟)

    播放轻音乐

        大家完成了吗? 现在你们有想法了吗?请用端正的坐姿告诉老师。还没有完成的同学抓紧时间。好,让我们来听听这位同学的说法,看看他又是如何做的?

      生 1、我调整了记录顺序,把两项都参加的按顺序写在前面,这样一眼就能看出来哪些同学参加了两项活动,哪些同学只参加了一项。(真棒,好办法,你是这样想的吗?你们和他的想法一样吗?还有其他办法吗?)

      生 2、我把两项活动都参加的同学做个标记,也能清楚地看出哪些同学参加了两项活动,哪些同学只参加了一项。 

    生3、我把人名分成两部分,一部分是小记者,放左边;另一部分是小交警,放右边,但是李明,王强,赵刚,张小帅这四名同学是既参加了小记者,又参加了小交警,我把他们放在小记者里面,小交警里面就没有了,我把他们放在小交警里面,小记者那边就没有了发生了矛盾,所以我就把两项活动都参加的放中间,分成了三部分。

        师:真是个有想法的同学。这位同学经历了波折,找到了办法。使参加社会实践活动的实际情况清晰了很多。想一想还没有没有更直观的方法,让人一眼就能看出来哪些是所有小记者的?哪些是所有小交警的,哪些是两项活动都参加这呢?来,抓紧试一试吧!怎样才能更直观的反映出参加社会实践活动的情况呢?  好,你有想法你来说。

      生4、把所有参加小记者的圈起来,然后把所有参加小交警的也圈起来。(评价:你想到这个方法了吗?在圈的过程中,你又发现了什么?)发现有四个人李明、王强、赵刚、张小帅被圈了两次,他们既在小记者的圈里,又在小交警的圈里,说明了两项活动都参加了。(评价:通过“既……又……”这个关联词,又说明了什么呢?)对,说明了他们这两项活动都参加了。

        我们用简简单单的两个圈就知道了各部分之间的关系,你做对了吗?你想知道这是谁发明的吗?他是英国的哲学家和数学家约翰韦恩在1881年发明的,为了纪念他的伟大发明,人们把它称之为韦恩图,又叫集合图。100多年前韦恩用他的智慧发明了韦恩图,那现在的你们又有什么想法吗?我想,只要你善于思考,努力学习,也许你长大了,也可能成为一名伟大的数学家呢!(语速慢)

      让我们再回头来仔细观察韦恩图,你能发现哪些数学信息?左面的大圈是参加小记者的10人,右面的大圈是参加小交警的9人,那么中间呢?他的重叠部分又表示什么意义呢?对,他们是两项活动都参加的,四人李明,王强,赵刚,张小帅。 

    现在(各颜色都是一样的,如果我把他们变成不一样的颜色,你还知道吗?)看看左边绿色部分表示哪些人呢?对,他们是只参加小记者的6人,右边黄色部分表示哪些人呢?对,他们是参加小交警的5人。中间的呢?对,是两项活动都参加的学生。 (让学生们再指着说一下各部分表示什么意思)

      同学们,老师想请你们帮帮忙,现在通过这两个图,你能列式计算参加活动的总人数吗?试试看,把你的想法用算式表示出来。(或者:同学们,现在请根据探究过程,把算式写在下面,看看到底共有多少人呢?)来尝试一下吧!请打开探究单看下第二个问题,抓紧开动脑筋,你有想法了吗?请同学们先独立思考该如何解决这个问题,也可以和同桌讨论下你的想法,也可以在小组内交流你的想法(好,开始吧。停4分钟)有想法了吗?做完了吗?我看到不少同学有想法了,看,有的同学多棒,做完就挺直腰板坐端正了。来,谁愿意把你的想法展示给大家呢?好,你来说吧。

      生1:这道题我是这样做的。6+4+5=15(人)(来说说,你怎么想的?)我把只参加小记者的,加上两项活动都参加的,再加上只参加小交警的,这样的人数加出来一共是15人。

        你听明白了吗?还有疑问吗?  师评价:大家听清楚了吗?老师也想问你们听明白了吗?看来他不仅会思考,还能把自己的想法清晰地表达出来,真是一个合格的小老师,真了不起!老师都要忍不住给你点个大大的赞了。来,让我们接着再听听另一位同学是怎么做的?

      生2:10+9-4=15(人)因为有4人既参加了小记者的活动,又参加了小交警的活动,所以,用所有参加小记者的10人,加上所有参加小交警的9人,再减去两项活动都参加的4人,也就是既参加小交警的,又参加小记者的。也就是用总人数减去重复的4人。          评价:这位同学说的既清晰又条理,你能这样分析问题,可真了不起。你一下子抓住了问题的关键,老师和你握个手。你明白了吗?我们看还有的同学是这样做的。

    生3:10-4+9=15(人)(很好,跟大家说说,你又是怎么想的?)小记者的10人减去两项都参加的4人,也就是只参加小记者的,再加上所有参加小交警的。

      评价:同学们真是太聪明了,竟然会有如此的发现。看来大家思考的很深入,你明白了吗?你同意吗?也是一位很有想法的同学,根据他的想法还可以怎么列式?想一想,开动脑筋,我看看谁能发现?来,你来说。

      生4:9-4+10=15(人)(可不可以?给大家说说你是怎么想的?)从参加小交警的人数中减去两项都参加的,再加上所有参加小记者的人数。 

        刚才大家从不同的角度找到了各种不同的解决方法。那么现在请同学们仔细想一想,下面的这三种方法有什么共同点呢?对,他们都是从小记者和小交警的总人数减去两项都参加的四个人,也就是从10+9的和中减去4人,(和-4)那么同学们想一想,这里的4表示什么意思呢?对,4表示重复的部分。            刚才,大家用10+9-4解决了今天的重叠问题,那么大家继续看一下这个名单发生了什么变化,如果我们把于萍丽换成了方伟,那么方伟也参加了两项活动,现在重复人数几人了?对,那么重复参加的就有5个人了,那么参加活动的共有多少个人呢?你还会列式吗?一定难不倒你们,接下来抓紧写一写,相信你一定很快就能写出来。  10+9-5=14(人)说说你是怎样想的?也就是用和减去两项活动都参加的5人,得到参加活动的总人数。说一说你的理由吧,他说的有理有据,谁还能像他这样再来说一说。

      刚才我们研究了两项活动都参加的有4人和5人的情况,那么大家现在想一想,还有可能是几人呢?6 人、7人。好,接着列算式。我们一起来交流,当重复6人时,10+9-6=13人,那么7人呢?10+9-7=12人,和你列的一样吗?那么现在肯定难不倒你们。重复的是8人呢?你能列列式子吗?来抓紧在你的本子上练一练,找同学待会来说一说10+9-8=11(人)。

      同学们,想想重复人数最多可以有几人呢?对了,是9人。也就是最多重复到与参加实践活动较少的人数相同。再接着思考,如果重复是9人时,一起看,集合图又是怎样的情形呢?10+9-9=10(人)  还可以是几人呢?当然还可能重复1人,2人3人,那么请大家仔细观察这些算式,你还能发现什么?对他们都是从和中减去重复的部分,你可真厉害,一下子抓住了问题的本质。这就是解决重叠问题的一个基本方法,你学会了吗?敢不敢来挑战一下。

  三、应用与拓广:

      同学们,感觉自己学得怎么样?真是一群有自信的孩子来,敢不敢迎接下一关的挑战?来,我们做几个题, 请看自主练习题:

1、四年级一班的同学订《开心学堂》和《探索历史》两种杂志,每人至少订一种,其中订开心学堂的有25人,订探索历史的有27人,两种都订的有10人,全班有多少人呢?

25+27-10=42(人)答:全班有42人。

看来真的难不倒你们。在做题的过程中千万不要忘记单位和答语!来现在看一下,第二道题。

2、  井有多深?请同学们迅速的在你的练习本上做一做,待会找个同学说一说。

230+230-50=410(厘米)

230*2-50 =410(厘米)

答:井有410厘米。

3、儿童节文艺汇演中,跳舞的有14人,合唱的有30人,参加这两项演出的一共有35人。两项都参加的有多少人?

14+30-35=9(人)

单位要全答语要完整    刚才,我们已经知道了:总数=和-重复部分  ,你能看出来如果求重复部分应该等于什么呢?对,也就是: 重复部分=和-总数

4、运动会上,跳远的有8人,长跑的有20人,参加两项活动的有15人。两项都参加的有多少人?

8+20-15=13(人)

答:两项都参加的有13人 。   

        同学们,今天我们借助韦恩图来研究了重叠问题,真是小圈圈,大学问。我们也知道了两部分不重叠的时候,求总数我们直接把两部分相加;如果两部分有重叠时,或者一部分完全把另一部分包括进去时,我们就可以用和减去重复的部分。

        回头看这节课,我们经历了发现问题,写一写分一分,又圈一圈画一画,我们找到了多种解决问题的方法。后来又经历了对比观察,最后又建立了解决问题的模型,那就是解决两部分重叠问题的方法,即我们可以用和减去重复部分。

      这节课马上就要结束了,你有什么收获,说出来吧!

生1:学会了韦恩图。

生2:我学会了解决重叠问题的方法,用和减去重复部分。(这是你的收获,还有吗?)

生3:最多重复道与参加人数较少的人数相同。

生4:两部分不重叠的时候,把两部分直接相加;两部分重叠的时候,要用和减去重复部分。 

      看来同学们的收获都不少。同学们,愉快的时间总是非常短暂,马上就要到下课的时间了。这节课我们就上到这里,下课请同学们把剩下的自主练习题做一下,感谢同学们这节课的精彩表现,下节课我们再见!

小学期间遇到的数学家及其的贡献

八岁的高斯发现了数学定理

德国著名大科学家高斯(1777~1855)出生在一个贫穷的家庭。高斯在还不会讲话就自己学计算,在三岁时有一天晚上他看着父亲在算工钱时,还纠正父亲计算的错误。

长大后他成为当代最杰出的天文学家、数学家。他在物理的电磁学方面有一些贡献,现在电磁学的一个单位就是用他的名字命名。数学家们则称呼他为“数学王子”。

他八岁时进入乡村小学读书。教数学的老师是一个从城里来的人,觉得在一个穷乡僻壤教几个小猢狲读书,真是大材小用。而他又有些偏见:穷人的孩子天生都是笨蛋,教这些蠢笨的孩子念书不必认真,如果有机会还应该处罚他们,使自己在这枯燥的生活里添一些乐趣。

这一天正是数学教师情绪低落的一天。同学们看到老师那抑郁的脸孔,心里畏缩起来,知道老师又会在今天捉这些学生处罚了。

“你们今天替我算从1加2加3一直到100的和。谁算不出来就罚他不能回家吃午饭。”老师讲了这句话后就一言不发的拿起一本小说坐在椅子上看去了。

教室里的小朋友们拿起石板开始计算:“1加2等于3,3加3等于6,6加4等于10……”一些小朋友加到一个数后就擦掉石板上的结果,再加下去,数越来越大,很不好算。有些孩子的小脸孔涨红了,有些手心、额上渗出了汗来。

还不到半个小时,小高斯拿起了他的石板走上前去。“老师,答案是不是这样?”

老师头也不抬,挥着那肥厚的手,说:“去,回去再算!错了。”他想不可能这么快就会有答案了。

可是高斯却站着不动,把石板伸向老师面前:“老师!我想这个答案是对的。”

数学老师本来想怒吼起来,可是一看石板上整整齐齐写了这样的数:5050,他惊奇起来,因为他自己曾经算过,得到的数也是5050,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了这个数值呢?

高斯解释他发现的一个方法,这个方法就是古时希腊人和中国人用来计算级数1+2+3+…+n的方法。高斯的发现使老师觉得羞愧,觉得自己以前目空一切和轻视穷人家的孩子的观点是不对的。他以后也认真教起书来,并且还常从城里买些数学书自己进修并借给高斯看。在他的鼓励下,高斯以后便在数学上作了一些重要的研究了。

量王冠体积的阿基米德

传说古希腊的国王,想制一顶与泰尔的王冠一模一样的纯金王冠,便召见一位高明的首饰匠,向他说明了旨意,并如数让他称走了黄金。

过了一段时间之后,首饰匠如期将王冠交来,外表金碧辉煌,确实与泰尔的王冠完全相同,重量也恰如取走的黄金。国王按照自己原先的许诺,给了首饰匠重重的奖励。

但是那个首饰匠的举止行动像个骗子,被取去的黄金会不会偷换下来而掺进了别的金属?面对这个金色的王冠,国王的心一下子冷了!但是不把王冠熔化,又怎能判定黄金中是否掺了假?这么美丽辉煌的王冠,又怎么舍得再熔化?国王被这个难解的疑团日夜缠绕,寝食不安,终于卧病不起。

最后,他召见了阿基米德。阿基米德是当时最著名的智者。国王把这个难题交给了他:必须检验王冠是不是纯金制造,却又不准损坏王冠的一丝一毫。阿基米德苦思冥想,把所有想到的办法,都作了尝试,然而仍不能揭开王冠的秘密。他忘记了饮食、睡眠,忘记了洗澡、治病,痴痴迷迷,连梦中都叨念着:“王冠……国王……首饰匠……银子……金子……”几个星期以后,阿基米德蓬头垢面,妻子把他赶进了浴室里。当阿基米德浸入水中之后,突然感到自己的体重减轻了,只要轻轻用力,身体就能浮起……此时,他满脑袋的仍是王冠……国王……首饰匠……金子……银子……。身体一会儿沉下,一会儿浮上,浴盆的水位也一会儿升,一会儿降……

阿基米德忽翻身跳起,大声高呼:“有办法了,有办法了!”连衣服也没穿,光着身子直向王宫奔去,路上留下一条湿漉漉的足迹……

你知道,阿基米德从水的浮力中得到了什么启示吗?

解:阿基米德根据身体在浴缸中沉浮引起了水位升降的道理,取了一只盛满水的容器,将王冠放进水中,容器里的水必然溢出。他把溢出的水收集在另一个容器里。

接着他将一块与王冠同样重的纯金,也放进那个盛满水的容器中,再把溢出的水收集起来。如果王冠是纯金制成的,那么两次溢出的水应该同样多,可是王冠排出的水,与纯金排出的水并不同,说明王冠中掺进了比重与纯金不同的材料,从而断定金冠中被掺了假。阿基米德终于解决了难题。狡诈的金匠因此受到了惩罚。

小欧拉智改羊圈

欧拉是数学史上著名的数学家,他在数论、几何学、天文数学、微积分等好几个数学的分支领域中都取得了出色的成就。不过,这个大数学家在孩提时代却一点也不讨老师的喜欢,他是一个被学校除了名的小学生。

事情是因为星星而引起的。 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。其实,天上的星星数不清,是无限的。我们的肉眼可见的星星也有几千颗。这个老师不懂装懂,回答欧拉说:"天有有多少颗星星,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,这不仅是因为一个才上学的孩子向老师问出了这样的问题,使老师下不了台,更主要的是,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。

回家后无事,他就帮助爸爸放羊,成了一个牧童。他一面放羊,一面读书。他读的书中,有不少数学书。

爸爸的羊群渐渐增多了,达到了100只。原来的羊圈有点小了,爸爸决定建造一个新的羊圈。他用尺量出了一块长方形的土地,长40米,宽15米,他一算,面积正好是600平方米,平均每一头羊占地6平方米。正打算动工的时候,他发现他的材料只够围100米的篱笆,不够用。若要围成长40米,宽15米的羊圈,其周长将是110米(15+15+40+40=110)父亲感到很为难,若要按原计划建造,就要再添10米长的材料;要是缩小面积,每头羊的面积就会小于6平方米。

小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,也不用担心每头羊的领地会小于原来的计划。他有办法。父亲不相信小欧拉会有办法,听了没有理他。小欧拉急了,大声说,只有稍稍移动一下羊圈的桩子就行了。

父亲听了直摇头,心想:"世界上哪有这样便宜的事情?"但是,小欧拉却坚持说,他一定能两全齐美。父亲终于同意让儿子试试看。

小欧拉见父亲同意了,站起身来,跑到准备动工的羊圈旁。他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到25米。父亲着急了,说:"那怎么成呢?那怎么成呢?这个羊圈太小了,太小了。"小欧拉也不回答,跑到另一条边上,将原来15米的边长延长,又增加了10米,变成了25米。经这样一改,原来计划中的羊圈变成了一个25米边长的正方形。然后,小欧拉很自信地对爸爸说:"现在,篱笆也够了,面积也够了。"

父亲照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米长的篱笆真的够了,不多不少,全部用光。面积也足够了,而且还稍稍大了一些。父亲心里感到非常高兴。孩子比自己聪明,真会动脑筋,将来一定大有出息。

父亲感到,让这么聪明的孩子放羊实在是及可惜了。后来,他想办法让小欧拉认识了一个大数学家伯努利。通过这位数学家的推荐,1720年,小欧拉成了巴塞尔大学的大学生。这一年,小欧拉13岁,是这所大学最年轻的大学生。

报效祖国宏愿------ 华罗庚的故事

华罗庚的父亲是经营杂货店的小业主,由于经营惨淡,家境每况愈下,致使上中学不久的华罗庚辍学,当了杂货店的记账员。在繁琐、单调的劳作中,他并没有放弃最大的嗜好---数学研究。正在他发奋自学时,灾难从天而降---他染上了可怕的伤寒症,被医生判了“死刑”。然而,他竟然奇迹般地活了过来,但左腿却落下了终生残疾。他常挂在嘴边的是这样一句话:“所谓天才,就是靠坚持不断的努力。”这位没有大学文凭的数学家,凭着坚持不懈的努力,刻苦自学,于1930年,以《苏家驹之代数五次方程式不能成立的理由》的论文,而使中国数学界刮目相看。后被熊庆来教授推荐到清华大学数学系任助教,开始了他的数学生涯。

1936年,经熊庆来教授推荐,华罗庚前往英国,留学剑桥。20世纪声名显赫的数学家哈代,早就听说华罗庚很有才气,他说:“你可以在两年之内获得博士学位。”可是华罗庚却说:“我不想获得博士学位,我只要求做一个访问者。”“我来剑桥是求学问的,不是为了学位。”两年中,他集中精力研究堆垒素数论,并就华林问题、他利问题、奇数哥德巴赫问题发表18篇论文,得出了著名的“华氏定理”,向全世界显示了中国数学家出众的智慧与能力。

1946年,华罗庚应邀去美国讲学,并被伊利诺大学高薪聘为终身教授,他的家属也随同到美国定居,有洋房和汽车,生活十分优裕。当时,不少人认为华罗庚是不会回来了。

新中国的诞生,牵动着热爱祖国的华罗庚的心。1950年,他毅然放弃在美国的优裕生活,

回到了祖国,而且还给留美的中国学生写了一封公开信,动员大家回国参加社会主义建设。他在信中坦露出了一颗爱中华的赤子之心:“朋友们!梁园虽好,非久居之乡。归去来兮……为了国家民族,我们应当回去……”虽然数学没有国界,但数学家却有自己的祖国。

华罗庚从海外归来,受到党和人民的热烈欢迎,他回到清华园,被委任为数学系主任,不久又被任命为中国科学院数学研究所所长。从此,开始了他数学研究真正的黄金时期。他不但连续做出了令世界瞩目的突出成绩,同时满腔热情地关心、培养了一大批数学人才。为摘取数学王冠上的明珠,为应用数学研究、试验和推广,他倾注了大量心血。

据不完全统计,数十年间,华罗庚共发表了152篇重要的数学论文,出版了9部数学著作、11本数学科普著作。他还被选为科学院的国外院士和第三世界科学家的院士。

从初中毕业到人民数学家,华罗庚走过了一条曲折而辉煌的人生道路,为祖国争得了极大的荣誉。

祖冲之(429~500)

中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学家。范阳遒(今河北涞水)人

祖冲之(429-500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。

宋孝武帝听到他的名气,派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣,但是在那里,可以更加专心研究数学、天文了。

我国历代都有研究天文的官,并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候,历法已经有很大进步,但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果,创制出一部新的历法,叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年冬至点之间的时间)的天数,跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒,可见它的精确程度了。

公元462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。那时候,有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后,他创制的大明历才得到推行。

尽管当时社会十分动乱不安,但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。

祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。

祖冲之晚年的时候,掌握宋朝禁卫军的萧道成灭了宋朝。

陈景润(1933~1966)

中国数学家、中国科学院院士。福建闽候人。

陈景润出生在一个小职员的家庭,上有哥姐、下有弟妹,排行第三。因为家里孩子多,父亲收入微薄,家庭生活非常拮据。因此,陈景润一出生便似乎成为父母的累赘,一个自认为是不爱欢迎的人。上学后,由于瘦小体弱,常受人欺负。这种特殊的生活境况,把他塑造成了一个极为内向、不善言谈的人,加上对数学的痴恋,更使他养成了独来独往、独自闭门思考的习惯,因此竟被别人认为是一个 “怪人”。陈景润毕生后选择研究数学这条异常艰辛的人生道路,与沈元教授有关。在他那里,陈景润第一次知道了哥德巴赫猜想,也就是从那里,陈景润第一刻起,他就立志去摘取那颗数学皇冠上的明珠。1953年,他毕业于厦门大学,留校在图书馆工作,但始终没有忘记哥德巴赫猜想,他把数学论文寄给华罗庚教授,华罗庚阅后非常赏识他的才华,把他调到中国科学院数学研究所当实习研究员,从此便有幸在华罗庚的指导下,向哥德巴赫猜想进军。1966年5月,一颗耀眼的新星闪烁于全球数学界的上空------陈景润宣布证明了哥德巴赫猜想中的"1+2";1972年2月,他完成了对"1+2"证明的修改。令人难以置信的是,外国数学家在证明"1+3"时用了大型高速计算机,而陈景润却完全靠纸、笔和头颅。如果这令人费解的话,那么他单为简化"1+2"这一证明就用去的6麻袋稿纸,则足以说明问题了。1973年,他发表的著名的"陈氏定理",被誉为筛法的光辉顶点。

对于陈景润的成就,一位著名的外国数学家曾敬佩和感慨地誉:他移动了群山。

欧拉(1707~1783)

欧拉瑞士数学家,英国皇家学会会员。

欧拉从小着迷数学,是一位不折不扣的数学天才。他13岁便成为著名的巴塞尔大学的学生,16岁获硕士学位,23岁就晋升为教授。1727年,他应邀去俄国圣彼得堡科学院工作。过度的劳累,致使他双目失明。但是,这并没有影响他的工作。欧拉具有惊人的记忆力。氢说,1771年圣彼德堡的一场大火,把他的大量藏书和手稿化为灰烬。他就凭着惊人的记忆,口授发表了论文400多篇、论著多部。欧拉这们18世纪数学巨星,在微积分、微分方程、几何、数论、变分学等领域都作出了巨大贡献,从而确定了他作为变分法的奠基人、复变函数先驱者的地位。同时,他还是一位出色的科普作家,他发表的科普读物,在长达90年内不断重印。欧拉是古往今来最多产的数学家,据说他留下的宝贵的文化遗产够当时的圣彼得堡所有的印刷机同时忙上几年。

欧拉作为历史上对数学贡献最大的四位数学家之一(另外三位是阿基米德、牛顿、高斯),被誉为"数学界的莎士比亚"。

数学家杨辉

杨辉,中国南宋时期杰出的数学家和数学教育家。在13世纪中叶活动于苏杭一带,其著作甚多。他著名的数学书共五种二十一卷。著有《详解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷(1262年)、《乘除通变本末》三卷(1274年)、《田亩比类乘除算法》二卷(1275年)、《续古摘奇算法》二卷(1275年)。杨辉的数学研究与教育工作的重点是在计算技术方面,他对筹算乘除捷算法进行总结和发展,有的还编成了歌决,如九归口决。 他在《续古摘奇算法》中介绍了各种形式的"纵横图"及有关的构造方法,同时"垛积术"是杨辉继沈括"隙积术"后,关于高阶等差级数的研究。杨辉在"纂类"中,将《九章算术》246个题目按解题方法由浅入深的顺序,重新分为乘除、分率、合率、互换、二衰分、叠积、盈不足、方程、勾股等九类。

他非常重视数学教育的普及和发展,在《算法通变本末》中,杨辉为初学者制订的"习算纲目"是中国数学教育史上的重要文献。

而要求重写;第二份推导详尽的稿子又因审稿人病逝而下落不明;1831年1月提交的第三份论文又因评阅人不能全部看懂而被否定。

青年伽罗华一方面追求数学的真知,另一方面又献身于追求社会正义的事业。在1831年法国的“七月革命”中,作为高等师范学校新生,伽罗华率领群众走上街头,抗议国王的专制统治,不幸被捕。在狱中,他染上了霍乱。即使在这样的恶劣条件下,伽罗华仍然继续搞他的数学研究,并且写成了论文,准备出狱后发表。出狱不久,因为卷入一场无聊的“爱情”纠葛而决斗身亡。伽罗华去世后16年,他留存下来的60页手稿才得以发表,科学界才传遍了他的名字。

数学之父——塞乐斯

塞乐斯生于公元前624年,是古希腊第一位闻名世界的大数学家。他原是一位很精明的商人,靠卖橄榄油积累了相当财富后,塞乐斯便专心从事科学研究和旅行。他勤奋好学,同时又不迷信古人,勇于探索,勇于创造,积极思考问题。他的家乡离埃及不太远,所以他常去埃及旅行。在那里,塞乐斯认识了古埃及人在几千年间积累的丰富数学知识。他游历埃及时,曾用一种巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及国王阿美西斯钦羡不已。塞乐斯的方法既巧妙又简单:选一个天气晴朗的日子,在金字塔边竖立一根小木棍,然后观察木棍阴影的长度变化,等到阴影长度恰好等于木棍长度时,赶紧测量金字塔影的长度,因为在这一时刻,金字塔的高度也恰好与塔影长度相等。也有人说,塞乐斯是利用棍影与塔影长度的比等于棍高与塔高的比算出金字塔高度的。如果是这样的话,就要用到三角形对应边成比例这个数学定理。塞乐斯自夸,说是他把这种方法教给了古埃及人但事实可能正好相反,应该是埃及人早就知道了类似的方法,但他们只满足于知道怎样去计算,却没有思考为什么这样算就能得到正确的答案。在塞乐斯以前,人们在认识大自然时,只满足于对各类事物提出怎么样的解释,而塞乐斯的伟大之处,在于他不仅能作出怎么样的解释,而且还加上了为什么的科学问号。古代东方人民积累的数学知识,王要是一些由经验中总结出来的计算公式。塞乐斯认为,这样得到的计算公式,用在某个问题里可能是正确的,用在另一个问题里就不一定正确了,只有从理论上证明它们是普遍正确的以后,才能广泛地运用它们去解决实际问题。在人类文化发展的初期,塞乐斯自觉地提出这样的观点,是难能可贵的。它赋予数学以特殊的科学意义,是数学发展史上一个巨大的飞跃。所以塞乐斯素有数学之父的尊称,原因就在这里。 塞乐斯最先证明了如下的定理:

1.圆被任一直径二等分。

2.等腰三角形的两底角相等。

3.两条直线相交,对顶角相等。

4.半圆的内接三角形,一定是直角三角形。

5.如果两个三角形有一条边以及这条边上的两个角对应相等,那么这两个三角形全等。 这个定理也是塞乐斯最先发现并最先证明的,后人常称之为塞乐斯定理。相传塞乐斯证明这个定理后非常高兴,宰了一头公牛供奉神灵。后来,他还用这个定理算出了海上的船与陆地的距离。

塞乐斯对古希腊的哲学和天文学,也作出过开拓性的贡献。历史学家肯定地说,塞乐斯应当算是第一位天文学家,他经常仰卧观察天上星座,探窥宇宙奥秘,他的女仆常戏称,塞乐斯想知道遥远的天空,却忽略了眼前的美色。数学史家Herodotus层考据得知Hals战后之时白天突然变成夜晚(其实是日蚀),而在此战之前塞乐斯曾对Delians预言此事。 塞乐斯的墓碑上列有这样一段题辞:这位天文学家之王的坟墓多少小了一点,但他在星辰领域中的光荣是颇为伟大的。

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