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美与数学

2008-10-08魏凤霞

中学理科·综合版 2008年8期
关键词:边形六边形牵牛花

魏凤霞

表面上,学习数学就是解题、解题再解题,显得非常枯燥无味.大数学家克莱因认为:“数学是人类最高超的智力成就,也是人类心灵最独特的创作.音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,但数学能给予以上的一切.”当你细细品味慢慢体会的时候你就会发现数学非常美而且美得妙不可言.有的同学不禁会问:数学美在何处?请看数学所体现的美.

一、匠心独运的对称美

对称的图案,对称的建筑物,是到处可见的.绘画中利用对称,文学作品中也有对称手法.在数学中则表现在几何图形中有点对称,线对称,面对称.在几何图形中还有一些深层的对称美,初中数学中的轴对称就是线对称,中心对称就是点对称,正奇数边形的轴对称性,正偶数边形和圆的轴对称称性和中心对称性无不显示数学的对称美.

二、自然的和谐美

大自然中的某些现象或动植物形象,能从数学的角度看出他们的和谐美.蜂巢断面为正六边形,因为正多边形中只有正三角形,正方形和正六边形这三种可用同一种图形进行平面密铺,只用正三角形坚固但空间狭小,只用正方形不太牢固,只用正六边形几条边相互对接紧密,不仅坚固,而且省材料,还能获得较大的空间,可谓经济实惠.蜜蜂真是聪明,是天才的数学家,另人类敬畏.飞机的机翼材料也成蜂窝状结构,因为这种结构轻便、坚固、而且节省材料.为了最大限度减少从各个方向吹来的风的影响,牵牛花采用螺旋缠绕形式,用它的藤蔓紧紧依附在大树上生长.如果把大树看成圆柱打开螺旋式缠绕的牵牛花的藤蔓就会发现,它是在圆柱侧面上沿最短路线在大树上生长的.牵牛花也懂数学吗?大自然真是太神奇了.无论是平面图形的密铺,还是立体图形上的最短路线都可以把数学知识延伸到课外体现自然的和谐美.

三、方便实用的简洁美

如1是一个最简单的数,但同时可以说一切数起源于1.越来越复杂的数系如:自然数,由1演变出所有自然数:2,3,4,5,6,…;后来再加进它们的相反数:-1,-2,-3,-4,…;再后来进行各种运算逐步进行数系的扩充;它们依然是和谐的,而且起源于1.哲学家普洛克说:“哪里有数,哪里就有美.”简洁、有效、经济给人以美感,繁琐、臃肿、无谓的消耗则给人以相反的感觉.数学总是追求简洁的,在运算上有简便运算如交换率、结合率、分配率;在表述上数学不愿意把十亿写成1000000000,而要写成109,更不愿把一亿分之一写成1/100000000,而乐于写成10-8;符号上如三角形用“△”、全等于用“≌”,表示因果关系用“∵”“∴”、表示求和用“∑”;而且对于论证也是如此,它总是力求用最简洁的方式完成论证,证明题的证明方法是最贴近我们的体现.

四、意境美

数学与文学给人的感觉犹如两条无法相交的平行线,因为在富于感性的文学作品中引入数学总觉得不可思议.但是在一些古诗名句中总能找到一种数学的意境.如苏轼的七绝《题西林壁》:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同.不识庐山真面目,只缘身在此山中.”前两句体现了数学中的从不同方向看,三视图的思想,同样当处理一个数学问题,从某一角度用某一方法难以奏效时,不妨换一个角度去观察,换一种方法去处理,多角度思考问题便可迎刃而解.后两句道出了当局者迷旁观者清的哲理,进一步说明多角度思考问题的重要性.又如杜甫的诗《望岳》中有两句“会当凌绝顶,一览众山小.”体现了数学中的减少盲区增大视野的数学知识,同时也蕴含着数学老师应博学多才从更高的角度去审视数学,才能高瞻远瞩.再如诗人王维的《使至赛上》的诗句“大漠孤烟直,长河落日圆.”在数学家眼中“大漠孤烟直”便成了一条垂直于平面的直线,“长河落日圆”便是一个圆切于一条直线.另外数字入诗,别具韵味给人以美的享受和隽永的印象.

还有很多“数学的美”能在教学实践中充分给学生展示,让数学不再枯燥、繁琐,总有一天学生会爱上数学.

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