1樓:匿名使用者
(1)完備之美
沒有那一門學科能像數學這樣,利用如此多的符號,展現一系列完備且完美的世界。就說數吧,實數集是完備的,任意多的實數隨便做加減乘除乘方開方,其結果依然是實數(注意:數學上完備是根據序列的收斂性嚴格定義的,我這裡不是完備的嚴格說法,但可認為是廣義的說法)。
引入虛數單位,實數集擴充套件到複數集,還是任意多的複數,還做那些運算,結果還是複數。
把具體的數抽象成空間中的點,在一定的假設和約定之下,可以得到完備的空間,這些空間可以是一維的,也可以是二維三維甚至多維的。三維之外,你就難以想象,但不能否認其存在。某空間的點、序列依一定的法則進行運算,依然不能離開那個空間,這就是完備性。
這種完備性是很奇妙的。你可以把它想象成在一個球體中,不管你如何運動,總是不能鑽出球面。
具有完備性的空間,可以帶來許多好處。工程中用得最多的空間是hilbert空間。順便提一句,hilbert是個二十世紀最偉大的數學家之一。
另外,數學中的諸多體系,其本身也都是完備的,如歐式幾何,這是大家所熟知的,在幾個公理的基礎上,推演出一系列漂亮的結論,生命力經久不衰,尤其在工程運用中。
(2)對稱之美
提到對稱的美,大家首先想到的是幾何,其實幾何只是一方面,是“看得見”的那一方面。實際上,對稱性在數學中處處存在。如微積分的基本定理,展現了微分與積分之間的緊密聯絡,本身具有很強的對稱性。
如泛函中的對偶運算元,不但在運算上具有顯著的對稱性,在性質上也處處顯示出一致性。
(3)簡潔之美
數學中有個非常漂亮的公式,那就是尤拉公式。這個式子把數學中幾個“偉大的”數給聯絡到了一塊,它們分別是自然對數、圓周率、虛數單位以及1,其中前兩個是超越數,是無數個超越數中人類目前僅僅找到的兩個,而且這兩個對數學影響巨大。我大膽猜想,當下一個超越數被找到的時候,數學將會經歷另一場巨大的革命。
虛數單位今天看起來沒什麼特別,但它剛被引進的時候曾受到眾多(大)數學家的置疑和反對,最後它終於還是進來了,而數學也開闢了一條康莊大道,那就是複變函式。
勿庸置疑,尤拉公式是簡潔而完美的,另一個可以跟它抗衡的式子出現在物理學中,那就是愛因斯坦的質能變換公式。我這種說法可能有點武斷,不過我目前只能想到這一點,呵呵。
(4)抽象之美
這一點可能會引起許多人的異議,因為在許多人看來,抽象是不好的,因為離現實太遠。可是我不這麼認為,數學如果不抽象,便難以發展,雖然很多問題都是從現實引出的。數學建立在符號邏輯的基礎之上,即使是解決實際問題,也要把問題抽象出來,用數學符號表示,才可以很好的解決。
另一方面,抽象的數學,能帶動你在無限的思維空間中遨遊,拋開一切雜念,成為一種美好的享受。當然,這有點理想化,但不可否認,這確實是一種美的體驗。
在教學實際中數學和諧美有哪些體現
2樓:愛吃脖子
一、數學的和諧美體現在數學教學語言運用的藝術性
1、優美的數學教學語言應把握一個詞——準確
數學教師對定義、定理、公理的敘述要準確,不應該使學生產生疑問和誤解。例如,“對應角相等”與“角對應相等”,“切線”與“切線長”是完全不同的兩個概念;又如“平分弦的直徑垂直於弦”,“所有的質數都是奇數”,這類語言就缺乏準確性。
2、優美的數學教學語言要把握一個詞——嚴密
數學邏輯的嚴密性,既是數學的特點,又是數學所追求的目的。恩格斯說:“數學以確定的完全現實的材料作為自己的物件,不過它考察一物件時完全棄其具體內容和本質的特點。
”儘管數學概念本身以及它的結論、方法都是反映現實世界的,但它仍是在純粹形式下進行研究的。
3、優美的數學教學語言還要把握一個詞——情感
數學教學語言應力求親切,富有情緒。數學語言是師生雙方傳遞和交流思想感情的載體,親切、感人的教學語言最能使學生保持積極舒暢的學習心境,最能喚起學生的熱情,從而產生不可低估的力量。
教師在教學中,無論是講授知識,還是對待學生,語言都應親切,富有情感。許多專家也認為:智力源於情感,情感支配智力。
對人的成功而言,情感智力比通常的心智活動的進行和智力水平的提高,更具有積極的意義,這是其他任何語言所無法替代的。
二、數學的和諧美體現在形式的簡單性和應用的廣泛性的統一
數學的特點決定了數學形式的簡單性和應用的廣泛性,簡單性是美的特徵,也是數學所要求的,大千世界無奇不有、雜亂無章的自然現象中抽象出數學概念,再用簡單的數學形式表示,然後反過來又解釋更多現象,這正是數學的威力美的體現。
世界上存在著何其多的三角形,形式之多令人難以想象,然而三角形面積公式12ah(a為底邊,h為底邊上的高)適用於任何三角形,以次還能推出所有多邊形的面積。形式多麼簡單,而應用如此之廣泛。
三、數學中的和諧美還體現在對稱性和和諧性的統一
對稱就是整體各部分間的相稱與相適應,和諧就是協調。對稱和和諧都是形式美的要求,它給人們一種圓滿的勻稱的美感。因為自然界本身是對稱的、和諧的、有規律的,所以反映到數學上即表現為數學的對稱性和和諧性。
數學中的對稱性和和諧性處處可見:古希臘歐幾里德的《幾何原理》建立了一個美妙的平面幾何體系,兩千多年來獲得了多少的讚歎,以致一些大科學家稱它為“雄偉的建築”。
幾何中的中心對稱、軸對稱、映象對稱,多能給人以舒適美觀之感、呈現著對稱性。當然其它還有很多,像函式和反函式的影象,關於直線y=x對稱等等。
總之,數學語言是一種特殊的語言,它簡練、概括、精確,富於形象化、理想化,這就要求數學教師必須把握住教學語言的“準確”、“嚴密”、“風趣”、“情感”,教育過程中使簡單性和應用的廣泛性、對稱性和和諧性和諧。
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