大家为何要学习数学?
数学是研究规律的科学,大家通过学习它来练习逻辑思维,思辩能力,创造力。
但学校里学的数学,却激不起大家的兴趣。每当学生问起“为何要学?”得到的答案总是是“考试要考”。有没可能,就算只有一小会儿,大家研究数学仅仅由于兴趣,或是数学的优美?
亚瑟·本杰明通过6分钟的TED演讲给出了他的答案,值得大家一线数学老师和父母深思!
亚瑟·本杰明
1989年获得约翰·霍普金斯大学习数学博士学位,现任美国加州克利蒙特区域哈威穆德学院数学教授,并于2000年以"高等教育杰出贡献"而被美国数学协会授与"海默奖"。
演讲内容
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大家为何要学习数学?根本缘由有三个:计算、 应用、最后一个,非常不幸的从时间分配来看也是最少的,激起想法。
数学是研究规律的科学,大家通过学习数学来练习逻辑思维能力、思辩能力与创造力,但大家在学校里面学到的数学,根本没激起大家的兴趣。每当大家的学生问起 “大家为何要学这个?” 他们得到的答案总是是考试要考,或者后续的数学课程中要用到。
有没可能,就算只有那样一小会儿,大家研究数学只是由于我们的兴趣,或是数学的优美,那岂不是非常棒?
目前我了解不少人一直没机会来体验这一点,所以目前大家就来感受一下,以我最喜欢的数列——斐波纳契数列为例。
太好了!看来在座的也有喜欢斐波纳契的。
很好,大家可以从多种不一样的角度来赏析斐波纳契序列。从计算的角度,斐波纳契数列比较容易被理解1加1,等于2 。1加2等于3,2加3等于5,3加5等于8以此类推。
事实上,那个大家称呼"斐波纳契"的人真实的名字叫列昂纳多,来自比萨,这个数列源于他的书《算盘宝典》("Liber Abaci")这本书奠定了西方世界的数学基础,其中的算术办法一直沿用到今天。从应用的角度来看,斐波纳契数列在自然界中常常神奇的出现。一朵花的花瓣数目一般是一个斐波纳契数,向日葵的螺旋,菠萝表面的凸起也都对应着某个斐波纳契数。
事实上还有不少斐波纳契数的应用实例,而我发现这其中最能给人启发的是这类数字呈现出来的漂亮模式。让大家看下我最喜欢的一个。假设你喜欢计算数的平方。坦白说,哪个不喜欢?
让大家计算一下头几个斐波那契数的平方。1的平方是1,2的平方是4,3的平方是9,5的平方是25,以此类推。毫不意料之外的,当你加上两个连续的斐波那契数字时,你得到了下一个斐波那契数,没错吧?
它就是这么概念的。但你不了解把斐波那契数的平方加起来会得到什么有意思的结果。来试试看看。1加1是2,1加4是5,4加9是13,9加25是34,没错,还是这个规律。
事实上,还有一个规律。倘若你想计算一下头几个斐波纳契数的平方和,看看结果是什么。1加1加4是6,再加上9,得到15,再加上25,得到40,再加上64,得到104。回头来看看这类数字。他们不是斐波纳契数,但假如你看得够仔细,你能看到他们的背后隐藏着的斐波纳契数。
看到了么?让我写给你看。6等于2乘3,15等于3乘5,40等于5乘8,2,3,5,8,大家看到了什么?(笑声)斐波纳契!当然,当然。
目前大家已经发现了这类好玩的模式,更能满足你们好奇心的事情是弄了解背后是什么原因。让大家看看最后这个等式。为何1, 1, 2, 3, 5和8的平方加起来等于8乘以13?我通过一个简单的图形来讲解。第一大家画一个1乘1的方块,然后再在旁边放一个相同尺寸的方块。拼起来之后得到了一个1乘2的矩形。在这个下面再放一个2乘2的方块,之后贴着再放一个3乘3的方块,然后再在下面放一个5乘5的矩形,之后是一个8乘8的方块。得到了一个大的矩形,对吧?
目前问大伙一个简单的问题:这个矩形的面积是多少?一方面,它的面积就是组成它的小矩形的面积之和,对吧?就是大家用到的矩形之和它的面积是 1的平方加上 1 的平方加上2的平方加上3的平方加上5的平方加上8的平方。对吧?这就是面积。其次,由于这是矩形,面积就等于长乘高,高等于 8,长是 5 加 8,也是一个斐波纳契数,13,是否?所以面积就是8乘 13。由于大家用两种不一样的方法计算面积,同样一个矩形的面积 肯定是一样的,如此就是为何1, 1, 2, 3, 5, 8 的平方和,等于8乘13。
假如大家继续探索下去,大家会得到13乘21的矩形,21乘 34的矩形,以此类推。再来看看这个。假如你用8去除13,结果是1.625。假如用大的斐波纳契数除以前一个小的斐波纳契数他们的比率会愈加接近1.618,这就是不少人了解的黄金分割率,一个几个世纪以来,让无数数学家,科学家和艺术家都很着迷的数字。
我之所以向你们展示这类是由于,不少如此的数学(常识),都有其秒不可言的一面,而我担忧这一面并没在学校里得到展示。大家花了不少时间去学算术,但请勿忘记数学在实质中的应用,包含可能是非常重要的一种应用形式, 掌握怎么样考虑。
把我今天所说的浓缩成一句,那就是:数学,不止是求出X等于多少,还要能指出为何。
感谢大伙。
亚瑟·本杰明觉得不少如此的数学(常识),都有其妙不可言的一面。而他担忧这一面并没在学校里得到展示。
大家花了不少时间去学算术,但也请勿忘记数学在实质中的应用,那可能是非常重要的一种应用形式,在日常掌握怎么样考虑。