数学不可不知的秘密

文摘   2024-08-21 11:00   江苏  

你眼中的数学是什么样子的?精确的计算?刻板的公式?晦涩难懂的符号?无法企及的证明?

这不是数学本来的面貌,或者说这只是数学最终呈现出来的结果。实际上,数学和其他所有艺术形式一样,它们的本质都是关于探索和创造。

关于数学不可不知的秘密:数学家和普通人并没有本质的区别,在遇到一个问题的时候,数学家开始的时候也是茫然无措,他们的创造过程通常始于一个个猜想,他们很多时候也不会一下子就想到证明的方法。只不过他们比我们普通人有更敏锐的直觉,更坚韧不拔的毅力......当然,我并不是说我们普通人在数学上能够取得和数学家一样高的成就。

像花了三百五十多年才得以证明的费马大定理,是在一代又一代数学家的接力赛中完成的,而费马定理也是开始于数学家的一个猜想或是开始也只是产生直觉,而后才会慢慢地产生严谨的逻辑推理,像抛物线弓形的面积,阿基米德开始并没有严格证明的方法。还有至今尚未证明的猜想,像哥德巴赫猜想,孪生素数猜想、梅森素数猜想等等,数学家在面对它们时也是束手无策,和我们遇到难题时一样会沮丧,彷徨,怀疑。

这些都是创造性数学研究的真实场景,数学始于猜想,痛苦于困境,终于证明。

学校的教育忽略了这些探索的过程,忽略了直觉和想象力的重要性,只留下了晦涩难懂的结果,过度神话数学家,让世人觉得数学高不可攀。虽然,不是所有人都能够成为数学家,但是,假如学生能够花费一定的学习时间,以数学家工作的模式来学习并体验数学的话,即先是根据客观事实提出问题,然后做出猜想和推测,再提炼观点并寻找证明之路,最终与他人分享自己的见解这么一个过程。那么,学生就有机会感受到数学的魅力,体会到学习数学乐趣,培养数学思维,锻炼逻辑推理能力,以一种高效的方式理解数学也就顺理成章了。

我们来看一个具体的案例,我们触手能及的案例,2024年高考数学中的一道题。

这道题的第一问不是我们这篇文章讨论的话题,在这里我们就不讨论第一问的解答,我们直接看这道题的第二小问。
第二问,需要我们证明曲线y=f(x)是中心对称图形。怎么证明呢?我们知道如果f(x)+f(2a-x)=2b成立,则函数f(x)中心对称。或者如果f(a+x)+f(a-x)=2b成立,也可以证明函数是中心对称。
如果只是从上面的定义出发,我们按照f(x)+f(2a-x)=2b或者f(a+x)+f(a-x)=2b这个关系代入到曲线y=f(x)中。显然,这种代入会造成极大的麻烦。
那么,我们应该怎么办呢?
如果我们平时学习中有观察问题,提出猜想,然后证明的习惯,我们不妨先来观察这个函数。这个函数中有一个部分是我们熟悉的:b(1-x)^3三次函数的形式。三次函数是个中心对称函数,这个我们应该很熟悉,由此,我们可以猜测一下,如果f(x)中心对称,那么,其中心对称的横坐标应该是1。有了这个猜想,要验证这个猜想则要容易得多。
这其实就是数学创造的真实场景,数学始于猜想,痛苦于困境,终于证明。

关于我


每当我看到大家谈“数学”色变,每当我看到世人面对数学时眼中流露出恐惧之色时,我都想告诉他们,他们对数学的感觉是错误的,每当我看到数学被世人误解,总有种痛心的感觉,我想告诉他们数学真实的面貌。所以,我毅然决然地来实现这个梦想,把数学真实的面貌展现给大家,最终,让大家爱上数学。

我主要围绕K12数学从五个维度抽丝剥茧把真正的数学展现给大家。

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