本書從有關數(shù)學的歷史講起,介紹了數(shù)學自古以來在生活中發(fā)揮的作用,如勾股定理、將未知數(shù)假設為“x”的思維模式,引導孩子學會運用數(shù)學思維思考生活空間、自然世界,提升孩子的邏輯思維能力,學習生動有趣的數(shù)學知識,讓孩子了解數(shù)學、親近數(shù)學、愛上數(shù)學。
了不起的科學系列,漫畫圖解,知名教授、科普專家撰寫,五大主題,100+硬核中小學數(shù)學知識點通俗講解,培養(yǎng)學科通識思維。
柳谷晃
早稻田大學理工學部數(shù)學科畢業(yè),修完同大學院理工學研究科博士課程。目前擔任早稻田大學高等學院數(shù)學科教員,兼任早稻田大學理工學術院講師。研究領域為微分方程及其應用。他在從事研究和教育工作的同時,以充滿魅力的口吻將數(shù)學與形成其背景的歷史和社會因素展現(xiàn)了出來。主要著作有《數(shù)學因何而生?》《天才數(shù)學家們的超級思維方式》,主要翻譯作品有《打破陳規(guī)的數(shù)學》等。
序章
“公理”和“定理”到底是什么
Part 1
人們從很久以前就開始借助“數(shù)學”的力量了
01 通過“勾股定理” 推算播種的時期 || 024
02 為了征收稅金而鉆研出的“面積的公式” || 028
03 不為人知的東西方“圓周率”的碰撞 || 032
04 “速度、路程、時間的公式”與稅務的均等 || 036
05 木匠的武器——“平方根” || 041
06 能夠計算地球大小的“中心角和圓弧” || 044
07 五重塔是根據(jù)“立方根”建成的 || 048
08 通過“比重”和“密度”來判斷王冠的真假 || 052
09 “三角比”與高度的測量 || 057
10 環(huán)游世界后進化而來的“小數(shù)” || 061
Part 2
站在“數(shù)學”的角度思考日常的種種
01 小心使用!!不可隨意使用“反證法” || 066
02 你的命運能夠通過“除法”來推導 || 071
03 通過“同余定理”計算○月× 日的星期幾 || 074
04 “等比數(shù)列之和”與老鼠會的恐怖之處 || 077
05 能夠預測未來的“遞歸公式” || 081
06 預測杜魯門落選的“統(tǒng)計法則” || 085
07 人口問題能夠通過“指數(shù)函數(shù)”來預測嗎 || 089
08 由“正態(tài)分布”的思想衍生而來的偏差值 || 093
Part 3
與金錢息息相關的“數(shù)學”
01 利息的計算由于“%”的發(fā)明變得超級簡單 || 098
02 通過“等比數(shù)列”算出的龐大債務 || 102
03 支持著保險業(yè)的“大數(shù)定律” || 106
04 因為“平均”,所以價格公道 || 110
05 “期望值公式”與賭博 || 114
06 通過“對立事件”確認中彩票的概率 || 117
Part 4
自然科學與技術中的“數(shù)學”
01 “橢圓的標準方程”與開普勒三大定律 || 122
02 全壘打與“動能定理” || 126
03 “四色問題”可以讓手機不會占線 || 131
04 由“重力加速度”推導出大炮的射程距離 || 136
05 “托里拆利定律”與水鐘 || 140
06 賦予條形碼意義的“二進制” || 144
07 能夠計算出飛機飛行條件的“伯努利定理” || 148
08 通過“二次函數(shù)”發(fā)現(xiàn)的混沌現(xiàn)象 || 152
09 輕松表示出震級的“對數(shù)公式” || 156
10 “拋物線”與反射望遠鏡 || 160
Part 5
那個有名的“定理”真的有用嗎
01 “費馬定理”為數(shù)學帶來了什么 || 166
02 “圖論”與歐拉的一筆畫 || 170
03 用“多面體歐拉定理”推導出只有五個圖形 || 175
04 是否存在萬能的“證明” || 180
05 能夠一次證明無窮個數(shù)的“數(shù)學歸納法” || 185
寫這本書,為的是讓讀者能夠對從前的人們是如何運用數(shù)學,如今的人們又是如何運用數(shù)學有一個較為清楚的認識。
我認為,從前人們的生活與數(shù)學的關系十分之緊密,遠勝當今社會。特別是對于當政者來說,數(shù)學更是治理國家必不可少的一種重要手段。比如說,想要建造大型的金字塔,對“畢達哥拉斯定理(勾股定理)”的靈活運用就不可或缺。而那些參加過金字塔建造的人們,將建造金字塔的技術帶回自己的村子,并運用至平常的生活中,最終使全體社會的知識和技術產(chǎn)生進步。
數(shù)學擁有著悠久的歷史。它與人類一同進步,時常還會有嶄新的運用手法被發(fā)明出來,這些都是無數(shù)人智慧的結晶。就像大家平時理所當然使用著的阿拉伯數(shù)字,也并非一朝一夕就被創(chuàng)造出來的。
古代人并不具備將未知數(shù)假設為“x”的思維模式。這種方式一直到使用文字來表示數(shù)字的大約500 年后才逐漸被人們掌握,這都是一代又一代的天才們傾注了無數(shù)心血后的成果。此外,數(shù)學正是人類在一次又一次面臨各種危機關頭時發(fā)展起來的。在那個黑死病橫行歐洲的時代,在人們因為不知道其感染渠道而倍感苦惱之際,就已經(jīng)有杰出的人將牛頓和萊布尼茨剛剛發(fā)明的微積分概念應用到了感染模型中。
即使大家并非十分熱愛數(shù)學也沒有關系,即使感受不到一些數(shù)學家和學校老師所言的“數(shù)學之美”也沒有關系。但是,如果一個國家中有越來越多的人意識到運用數(shù)學的重要性,那么這個國家的實力必定會逐漸強大。100 個人中只有1 個人懂得微積分的國家,和10 個人中就有1 個人懂得微積分的國家,孰強孰弱,不言而喻。
當今學校的教育,其實也應該是為了提升社會全體水平而存在的,可是,現(xiàn)實卻沒有那么多時間去教導學生如何運用數(shù)學。無論如何,人們每天切切實實地都在享受著數(shù)學給我們帶來的恩惠。在當今社會,數(shù)學仿佛和人們的日常生活漸行漸遠,逐漸被大家忽視。因此,我希望大家可以通過本書重新認識到數(shù)學對我們的重要性。
本書的出版,得到了實務教育出版社(日本)的佐藤金平先生各方面的悉心指導,在此借機表達我誠摯的感謝。
我希望所有人能夠認識到,數(shù)學是能夠給人們帶來幸福的,大家掌握的數(shù)學知識越多,這個社會就會變得更加美好。