《数学文化与数学史》复习
Lecture 0 为什么要开设数学史
1. 介绍文艺复兴时期意大利艺术大师达·芬奇(L. Da Vinci, 1452~1519)和 19 世纪英国业
余数学家伯里加尔(H. Perigal, 1801~1898)证明勾股定理的方法。
达·芬奇
H. Perigal的水车翼轮法
2. 谈谈你对数学史教育价值的认识。
一门学科 一座桥梁一条进路一种资源 一组专题 对学生来讲,通过对数学史的学习,有利于学生对数学知识的掌握和数学能力的提高,它不仅使学生获得了一种历史感,而且,通过从新的角度看数学学科,他们将对数学产生更敏锐的理解力和鉴赏力,有利于学生对数学的思考, 促进学生的数学理解,启发学生的人格成长,有利于激发学生的情感、兴趣和良好的学习态度,有利于辩证唯物主义世界观的形成, 有利于学生了解数学的应用价值和文化价值。
对于教师来讲,要使个体知识的发生遵循人类知识的发生过程,那么数学史就成为了数学教学的有效工具。将数学史作为一种资源运用到教学中,给教学提供一种新的视角,发挥其启发和借鉴的作用,并丰富课堂教学,使教学活动变得自然而有趣。这对数学教育改革也具有极其重要的意义。
Lecture 2 古代数学(I):埃及
3. Rhind 纸草书问题 79 是一个等比数列求和问题,介绍其中蕴涵的等比数数列求和方法。
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124 2801 56021120419607房屋 猫老鼠麦穗容积总数 7 49 343 24011680719607S5?7?49?343?2301?16807 ?7?1?7?49?343?2301? ?7?2801 ?19607
Sn?a?aq?aq2??aqn?1aqn?2?
?a?q?a?aq?aq2? ?a?qSn?1 ?a?q?Sn?aqn?1?a?aqn?Sn??q?1?1?q4. “埃及几何学中的珍宝”是什么?
正四棱台体积公式:
Lecture 3 古代数学(II):美索不达米亚
3. 研究古巴比伦时期的泥版 BM 15285。设想你是一位祭司,你会提出什么数学问题?
5 古代巴比伦人是如何求平方根近似值的? 求a:设第一个近似值为a1,求2:设第一个近似值为1,12??则第二个近似值为?1???1;30; ??1a2?1?则第二个近似值为a2??a1??;2?a1?1?2?第三个近似值为?1;30???1;25;21;30??1?a?第三个近似值为a3??a2??;1?2?2?a2?第四个近似值为?1;25???1;24,51,10。2?1;25?化为十进制为:2?1?245110???1.414215560602603
7. 美国哥伦比亚大学收藏的 Plimpton 322 号巴比伦泥版的内容是什么?
泥版上有15行、4列数字,原来人们还以为是一份帐目。但是,奥地利著名数学史家诺伊格鲍尔(O. Neugebauer, 1899~1990)经过研究惊奇地发现:第3列数与第2列数的平方差竟都是平方数(少数行不满足这一规律,但显然是抄写错误所致)!例如(见下表,表中数字均为60进制):
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?2,49?2??1,59?2?1692?1192?1202,?1,20,25?2??56,7?2?48252?33672?34562,
等等这就表明,它是一张勾股数表。
英国著名数学家齐曼(C. Zeeman, 1925~)指出,如果巴比伦人使用了勾股数一般公式
a?p2?q2,b?2pq,c?p2?q2
b2q?60230??A?45?那么,满足,且cotA?2(A是勾a所对的角)为有限小数的勾股a数只有16组。而Plimpton 322号泥版给出了其中的15组!其水平之高,令人惊叹不已。
6 古巴比伦时期的泥版 Str.362 上记载了如下问题:“十兄弟分银12相邻的弟弟多得若干,已知老八分得 6 斤(1 迈纳=60 斤)。问:各兄弟比相邻的弟弟多得 几何?”泥版上给出的解法是:“取十兄弟所得平均数 10 斤,倍之,得 20 斤;减去老八所得的两倍即 12 斤,得 8 斤。于是,公差为8/5斤。”用我们今天的代数符号来表达这一解法,并写出一般公式。
3迈纳,每个兄弟均比
Lecture 4 古代数学(III):中国
14 用出入相补原理证明勾股定理。
16 介绍西汉时期的“日高公式”。南宋数学家杨辉是如何推导这个公式的?
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