数学校本课程
报告
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——万物皆数数学校本课上,老师与我们畅谈数学的起源及数学中的诸多定理。如:黄金分割、斐波那契数列、神秘的“时空穿梭”、数学之密码学等等。
每上完一节校本课,对数学的认知就会更深入一点。渐渐地,数学不再只是繁琐的数字与计算,它也有它的奥妙。数学,影响了我对世界的根本看法,潜移默化地影响着我。
曾思考过,数学的本质到底是什么?它到底有什么意义?能代表些什么?
我觉得数学与哲学有相似点。哲学是对具体科学的概括和
总结
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,揭示着世界运行的一般规律,数学不也正是如此吗?
古希腊的毕达哥拉斯学派就曾主张“万物皆数”,认为世界就是由数学构成的,用数学方法来解释世界。不得不说,“万物皆数”真的是一个很奇妙的总结。数学构成生活,生活中又处处体现着数学。
数学有许多分支,可以和航天、建筑、历史等各方各面挂钩。在所有的多边形中,三角形最稳定,而长方形、正方形等多边形具有可变性,容易变形。以前的门就运用了这一数学原理。总所周知,天文学中,往往会有难以想象的巨大运算量,如果每次都费心费力地去算,不是我夸张地说“天文学家没几个活得久”。在这方面,数学家纳皮尔首创"对数",大大缩短了计算时间,改善了天文学。
初中时,我曾学过素描,第一眼看到素描上的立体图形,就觉得很美、很真实,于是对立体图形产生了浓厚的兴趣。在我看来,物质世界中所有的事物都可以用数学模型来表现。比如,农民的耕地活动可以简化为在平面直角坐标系内,以y轴正半轴上一点为中心进行的弧线运动。这一运动的轨迹又可以用椭圆方程来近似表示,那方程不就成功的表示了实际生活吗?而且,几乎所有建筑都可以用空间直角坐标系来表示。将每一个建筑都三维立体化,转化为一个立体图形。这个图形可以看作是由几个不同的
函数
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复合而成。立体图形的每一条边都可以用一个函数来表示,当几个具有不同范围的函数复合在一起时,就构成了立体图形。图形中的每一个点都可以用有序实数组(x,y,z)来表示,其中x、y、z分别为点M(图形上任意一点)的横坐标、纵坐标、竖坐标,这些点的轨迹最终就构成了一个空间图形。
关于立体图形,还有维度。零维是一点,没有长度。一维是线,只有长度。二维是一个平面,是由长度和宽度(或曲线)形成面积。三维是二维加上高度形成体积面。四维分为时间上和空间上的四维:四维时空,是指三维空间加一维时间;四维空间,只指四个维度的空间。四维运动产生了五维。现在,人类世界对维度的普遍认知是四维,还有许多理论谈到十一维、十八维、二十六维。虽然当前人们有各种猜测,但是这些理论都还未经证实。我认为维度是无穷的,它没有上限。可以无限增长。维度从本质上来说就是空间的复杂程度。从三维空间到认知四维空间,需要我们跳出三维空间去看思维空间。从四维空间中来看,三维空间基本上就是一个平面。我们三维空间中的人就是一个扁平的生物,无法完整地看到四维空间,但是四维空间是存在的。那么,如果利用这个方法不断地从低维跳出去看高维,维度岂不是可以不停递增?同时还可以从另一个方面去猜想。假设维度不是无限增长的,那么人们认识到三维世界之后,又是怎么认知四维空间的?还更何谈十一维?二十六维?当前人类科技水平不够导致人们对维度的认知有了局限性,那么为什么不可以认为维度是无限的呢?
万物皆数,数学有着它的奥妙。
数学认知之途永无止境。