走进美妙的数学故事王国——数学超简单(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-05-22 01:24:01

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作者:阿呆、阿瓜 著

出版社:化学工业出版社

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走进美妙的数学故事王国——数学超简单

走进美妙的数学故事王国——数学超简单试读:

前言

前言

在学校的时候老师一直告诉我们,数学是很多学科的基础,学习物理、化学离不开数学,发射卫星、宇宙飞船更离不开数学,计算飞船轨道哪怕只有万分之几的误差,“神舟”飞船就不可能安全返航。长大以后我发现,我们在日常生活中确实离不开数学,大到买房子比较哪种贷款方式最划算,到银行存款如何多获得利息;小到商场打折优惠的计算,都与数学知识密切相关。

数学不好学,本书的作者阿呆(王彦)、阿瓜(徐宁宁)在上学的时候也为数学伤透了脑筋,相信和我们有同感的同学一定不少。那么我们如何把数学学好呢?阿呆和阿瓜在这里要把独家秘诀拿出来与大家分享,介绍我们的经验——那就是把抽象的数学公式和定理转变为实实在在、看得见摸得着的生活实践。为此,我们从生活中选取了有代表性的30个故事,不仅有趣,而且每个故事都有一个或几个数学知识在里面,通过阅读这些有趣的故事,我们跟着故事中的主人公一起动脑筋解决这些难题,发现数学知识里面的奥秘,解开学习数学的密码,掌握学习数学的方法。看过故事,同学们可以发现,学好数学可以解决生活中的实际问题,知识的力量是无穷的。例如《说谎的三角形》一文中,阿呆和阿瓜就是利用“三角形两边之和大于第三边”的定理揭穿了骗子的伎俩,从而使老奶奶免于上当。利用自己掌握的数学知识帮助别人是一件多么快乐、多么有意义的事情。书中的故事都是这样的,看着很简单,但是里面都蕴含着相应的数学知识,看完了故事,也就掌握了一个数学原理或者一些数学知识,在轻松的阅读中记住了以前觉得枯燥乏味的数学原理。

现在科技发达了,计算器、计算机成为我们手边的必备工具了,但是我们可不能完全依靠这些高科技产品。我们还需要不断锻炼我们的大脑,培养我们的数学能力。我们可不能变成离开计算器连加减乘除都不会做的人哟。

阿呆和阿瓜希望同学们阅读本书时能够发现“数学是好玩的”。通过学习掌握课堂上老师教授的知识,我们可以在实际生活中帮助他人,做一个对社会有用的人。

参加本书编写的还有朱颖川、陈梅芳、文贞姬、张川、曹晓昭等,欢迎广大小读者给我们提出宝贵意见。阿呆 阿瓜1.比大小

阿呆和阿瓜一起去报名参加少年宫的数学夏令营。

报名处有一个漂亮的姐姐在登记报名的同学名单。

阿呆和阿瓜走上去:“姐姐,我们也要报名参加数学夏令营。”

姐姐看看他们,笑眯眯地说:“欢迎啊”“我叫阿呆,她是我妹妹,叫阿瓜!”阿呆向姐姐介绍。“我们都很喜欢数学。”“嗯!”姐姐点点头,“报名前,我要先考考你们。”

姐姐说完拿出笔在笔记本上写了3个分数:“如果你们能说出这3个分数谁最大,谁最小,我就让你们报名!”“比大小很容易的嘛!”阿呆凑到笔记本上去看3个分数,“分数……只要通分,然后”

阿呆说到这突然不说话了。

阿瓜很奇怪:“你怎么了?”可一看,“啊,姐姐出的什么怪题目啊!这三个分数怎么比啊?如果用通分的方法要算很久呢!”

姐姐拍拍阿呆和阿瓜的肩膀:“所以你们要动脑筋呀,一定会有好办法的!”数学知识揭秘问题分析

一般情况下,如果一个分数的倒数大,这个分数反而小。这样,要比较这3个分数的大小,只要比较它们的倒数就可以了。思考过程

这样我们就可以很容易地得出下面的结论

由于较大的分数其倒数较小,所以“姐姐,阿呆说的没错吧!”“没错,你们算得很对!”姐姐满意地点点头。

阿瓜开心地跳起来,“噢——噢——我们可以报名参加夏令营喽!”知识延伸-1

倒数:是指一个数x与其相乘的积为1的数,记为1/x或x,过程为“乘法逆”,除了0以外的复数都存在倒数,将其以1除即可得到倒数。算式

做分数加法时,有一个很熟悉的运算结果

其中出现的三个分数,分子都是1。

分子是1的分数,叫做单位分数。因为按照分数的意义,把1平均分成若干份,拿出其中的一份,自然是均分以后的新单位了。

把上面的式子倒过来写,就成为

这样就换了一个角度,变成把一个单位分数表示成另外两个不同的单位分数的和。

是不是每个单位分数都能表示成另外两个不同单位分数的和呢?例如考虑下面的填空问题:

这道题有没有解?如果有解,怎样把解求出来?

利用分数的性质,可以进行如下的变形。

因此得到

这种方法适用于任何单位分数。例如取分母是100,立刻可以写出

怎么不计算一下,随手就能写出等式?

其实用不着计算,这里面有一个很简单的规律:用原有单位分数的分母100加上1,得到101,作为拆开后第一个新单位分数的分母;再拿新分母101和原分母100相乘,得到10100,作为拆开后另一个新单位分数的分母。

如果是做填空题,可以利用这个规律,直接填写答案。如果是做解答题,还要写出变形过程,让大家都明白你这样做的理由。例如可以这样写:2.马虎不得的平均数

还有一段时间就要开学了,阿呆和阿瓜利用假期,到学校参加包干区的种花工作,好让鲜花簇拥的校园迎接新学年的到来。“阿呆、阿瓜,你们两个负责校门口面积相同的2块地,每块地都要种上一排排的串串红花!”班长美美布置任务。“OK!”阿呆和阿瓜点点头,拿着工具、花和手套去校门口开始种花。

由于是第一次种花,阿呆和阿瓜进行得很慢,第一块包干区,他们以每天种5排串串红花的速度进行。

第一块包干区种满花后,阿呆和阿瓜商议下面的工作。 “看来我们第一块地种得有些慢!”阿呆看了看第二块包干区,“阿瓜啊,明天我们要加快速度呀!”“嗯!”阿瓜点点头。

于是,阿呆和阿瓜在第二块包干区上以每天种15排的速度进行。很快,他们就把负责的2块包干区种满了鲜花。“太棒了!”阿瓜看着种满串串红花的2块包干区高兴地说:“开始我们干得太慢,结果后面又干得太累,早知道我们就应该平均一下,平均每天种(5+15)÷2=10(排)花就轻松了!”“不对,不对!”阿呆摇了摇头,“你算得不对!”“哪里不对呢?”阿瓜疑惑地看着阿呆,“你倒是给我说说看!”数学知识揭秘问题分析

计算平均数时,一定要把总数和分数区分清楚,否则求出来的可能是部分平均数。思考过程“假设我们在第二块包干区种花用了x天,因为我们在第二块包干区种花速度是第一块包干区的3倍,所以第一块包干区种花时间为3x天。第一块包干区的总排数是5×3x,两块包干区的面积相等,共种排数为2×5×3x=30x排;两块地种花一共需要时间x+3x=4x天。我们真正的平均每天种花数量是30x排÷4x=7.5排。”“对啊,对啊!我没有考虑到所有的条件呢!”阿呆点点头,“好了,我们去找班长交差吧,忙了这么多日子,真累!”“是的,但是我们的假期过得很充实哦!”知识延伸

我们在上面所说的平均数是指算术平均数。

算术平均数是表示数据集中趋势的一个统计指标。它是一组数据之和除以这组数据之个数。

算术平均数在统计学上的优点就是它较少受到随机因素影响,缺点是它更容易受到极端数影响。

计算公式为

平均数是我们在日常生活中经常需要计算的和用到的,但是有时我们也会一不小心上了平均数的当。下面就是一个有趣的例子。

孙大头开了一家小工厂,生产儿童玩具。

工厂里的管理人员由孙大头、他的弟弟及其他6个亲戚组成。工作人员由5个领工和10个工人组成。工厂经营得很顺利,现在需要一个新工人。

孙大头来到了人才市场,正与一个叫王小明的年轻人谈工作问题。

孙大头说:“我们这里报酬不错。平均薪金是每周300元。你在学徒期间每周得75元,不过很快就可以加工资。”

王小明上了几天班以后,要求和厂长孙大头谈谈。

王小明说:“你骗我!我已经找其他工人核实过了,没有一个人的工资超过每周100元。平均工资怎么可能是一周300元呢?”

孙大头皮笑肉不笑地回答:“王小明,不要激动嘛。平均工资确实是300元,不信你可以自己算一算。”

孙大头拿出了一张表,说道:“这是我每周付出的酬金。我得2400元,我弟弟得1000元,我的六个亲戚每人得250元,五个领工每人得200元,10个工人每人100元。总共是每周6900元,付给23个人,对吧?”“对,对,对!你是对的,平均工资是每周300元。可你还是骗了我。”王小明生气地说。

孙大头说:“这我可不同意!你自己算的结果也表明我没骗你呀。”

接着,孙大头得意洋洋地拍着王小明的肩膀说:“小兄弟,你的问题是出在你根本不懂平均数的含义。怪不得别人呦。”

王小明气得说不出话来,最后,他一跺脚,说:“好,现在我可懂了,我不干了!”

在这个故事里,狡猾的孙大头利用王小明对统计数字的误解,欺骗了他。王小明产生误解的根源在于,他不了解平均数的确切含义。“平均”这个词往往是“算术平均值”的简称。这是一个很有用的统计学的度量指标。然而,如果有少数几个很大的数,如孙大头的工厂中有少数高薪者,“平均”工资就会给人错误的印象。3.说谎的三角形“可怜可怜我吧!”阿呆和阿瓜路过市中心,发现很多人围着一个老乞丐看热闹。

只见老乞丐坐在地上哭泣:“我儿子得了怪病,再不做手术就要死了,为了救儿子,我只有把家里唯一的一块地出租,求大家帮忙呀!呜呜——”老乞丐捂着脸继续哭着。“真可怜啊,真倒霉啊!”一个老奶奶看着老乞丐说,“我上个月才卖了房子,看你这么可怜,我就把卖房子的钱拿来租你的土地,算我帮你渡过难关吧!”“老人家,谢谢您啊,您真是菩萨心肠!”老乞丐激动得几乎要给老奶奶磕头,“您放心,我的土地有地契的,在乡下还是一块好地皮呢!盖个房子,种个菜都不错呀!”“是吗?”老奶奶笑起来,“我倒喜欢乡下的清净生活,如果合适我就搬到乡下住!”“您看看我的地契!”老乞丐说着就从怀里掏出一张皱巴巴的纸,看起来似乎年代很久远了,“这块地可是我爷爷的爷爷的爷爷传下来的,现在要不是为了救我儿子,我真舍不得出租呀!”

老奶奶接过地契看了一下:“我可看不出真假。”“当然是真的地契啊,上面还画着地的尺寸和面积呢!”老乞丐指了指地契上的一个图形,“您仔细看看!”

阿呆和阿瓜好奇地凑过去看了下地契,突然阿呆眼睛一瞪,大笑起来:“哈哈,老奶奶,这张地契是假的,您可千万别上当!”“小东西,你怎么信口胡说呢?”老乞丐生气地看着阿瓜,“到一边玩去,你见过地契吗?不懂别装内行了!”“我虽然没有见过地契,但是我肯定这张地契是假的!”阿瓜很有把握地拉着老奶奶的手,“奶奶,我们走,您可千万不要上当!”“孩子啊,你到底从哪里看出地契是假的呢?”老奶奶不解地问。数学知识揭秘问题分析

这个问题的关键是要理解三角形三条边之间的关系。思考过程“您看地契上画的这个图,”阿瓜用手指着地契。“他这块地是三角形的,每条边的边长分别是11、8、19。”

阿瓜刚说完这句话,就被老乞丐打断:“难道地就不可以是三角形的吗?哼!”“三角形当然可以的,但是你这块地却不符合三角形的要求呀!因为三角形任意两边之和大于第三边,而这张地契上,两边之和等于第三边,也就是11+8=19,所以这块地只是一条直线,我当然怀疑地契是假的啦!”…………

阿瓜说完,只见老乞丐的脸涨得通红:“你你”“真是个可恶的骗子!”老奶奶生气地转过身,“我差点被你骗了,真是多亏这个孩子的慧眼识破你的花招!”……“唉”老乞丐一看自己的伎俩败露了,只好灰溜溜地跑了。知识延伸

三角形是由三条线段顺次首尾相连,组成的一个闭合的平面图形,是最基本的多边形。

一般用大写英文字母A、B和C表示顶点。用小写英文字母a、b和c表示边;用希腊字母α、β和γ或者顶点标号表示角。

·三角不等式

三角形两边之和大于第三边,两边之差的绝对值小于第三边。如果两者相等,则是退化三角形。

三角形任意一个外角大于不相邻的一个内角。

·勾股定理(又称毕氏定理或毕达哥拉斯定理)

设直角三角形ABC的三顶点A、B、C所对的三边分别为a、b、c,222则 a+b = c (当角C=90°)。

·钝角三角形、锐角三角形

钝角三角形是其中一角为钝角(大于90°)的三角形,其余两角均小于90°。锐角三角形的所有内角均为锐角(小于90°)。

·直角三角形

有一个角是直角(90°)的三角形为直角三角形。成直角的两条边称为直角边,直角所对的边是斜边,或称为弦,底部的一边称作勾(又作句),另一边称为股。

三角形任意一个外角大于不相邻的一个内角。

·勾股定理(又称毕氏定理或毕达哥拉斯定理)

设直角三角形ABC的三顶点A、B、C所对的三边分别为a、b、c,222则 a+b = c (当角C=90°)。

·钝角三角形、锐角三角形

钝角三角形是其中一角为钝角(大于90°)的三角形,其余两角均小于90°。锐角三角形的所有内角均为锐角(小于90°)。

·直角三角形

有一个角是直角(90°)的三角形为直角三角形。成直角的两条边称为直角边,直角所对的边是斜边,或称为弦,底部的一边称作勾(又作句),另一边称为股。4.数巧克力豆

周末,妈妈和爸爸去外婆家了,阿瓜和阿呆闲着无聊,决定把智慧兔送的一盒彩色圆形巧克力豆瓜分一下。“这么多巧克力豆我们得先数数一共多少粒,然后再平均分配。”阿瓜看了阿呆一眼,“我们一起来数数!”“好吧,分一分也好,免得你这个馋嘴猫吃得比我多!”阿呆坐到阿瓜的边上,“现在就开始数吧!”……“1、2、3”阿瓜数得非常仔细,当她数到4的时候,阿呆已经……数到了6。“40、41、42、43、44阿嚏!”阿瓜数到44的时候突然打了个喷嚏!“糟糕,刚才我数到多少了?”阿瓜挠挠头,郁闷地重……新数起来,“1、2、3115、116!”当阿瓜数到116的时候,阿呆看见桌子上还剩下5粒巧克力豆。“阿呆,我数了116粒巧克力豆子,你说这里一共有多少粒巧克力豆呢?”阿瓜看着阿呆。……“一共是”数学知识揭秘问题分析

这个数巧克力豆的过程中有两点要注意:第一,阿呆、阿瓜数数的速率是不一样的,保持的是一个固定的比例关系;第二,重新开始数数时,前面数过的数字就要作废,不可重复计算。思考过程……“这还要问吗,你数过的我没有重复去数,所以这里一共有”阿呆开始计算,“你数到4粒的时候,我数到了6粒,当你数到44的时候,我数到了44÷4×6=66(粒);你打了个喷嚏之后,重新从1开始数到了116粒,我则数了116÷4×6=174(粒);你开始数的44粒作废,所以你只数了116粒;我两次共数66+174=240(粒)。所以这盒巧克力豆子共有116+240+5=361(粒)!”阿呆说到这,“看来我们不可以平均分配,干脆我多吃一粒好了!”说完,他迅速抓起一粒巧克力豆丢进嘴巴里。“讨厌!凭什么你要多吃呢?”阿瓜不满地抓起一把巧克力豆丢进嘴巴里,“我也吃!”“啊,你吃那么多啊?”阿呆跳起来,“可恶,我再吃!”说完,他也抓起一把巧克力豆丢进嘴巴里。“啊——你这个贪吃鬼!”阿瓜的样子像要杀人,“我抢——”她迅速地把桌子上的巧克力豆抓进盒子,然后用最快的速度跑了出去!“阿瓜——你这个坏丫头!”阿呆看着桌子上残留的几粒巧克力豆郁闷地说。知识延伸

用一些同样大小的方木块,堆成图4-1的形状。数数看,这里共有多少木块?

观察图4-1木块堆成的形状,发现可以看成一个4级阶梯。从下往上,最低的一级只有1块木块;第二级阶梯由两层木块组成,每层3块;第三级阶梯有3层,每层5块;第四级4层,每层7块。所以木块的总数是图4-1

1+3×2+5×3+7×4=50。

即:共有50块方木块。

上面的思考方法是用加法。还可以改用减法来解。

图4-1的形状,可以看成从一个每边4块木块的大立方体里面挖去若干木块而得到的。最上面一层挖去的是一个每边3块的正方形,往下看第二层挖去每边2块的正方形,第三层挖去每边1块的正方形。所以实际留下的木块数是3222

4-3-2-1=50。

两种解法,得到完全相同的结果。5.巧分纪念章

周日的早上,智慧兔吃过饭来找阿呆和阿瓜玩儿,却发现他们两个愁眉苦脸地坐在地板上,忙问发生了什么事。

原来,阿呆和阿瓜各有一堆纪念章,两个人的纪念章合起来共72枚。

现在阿瓜从自己所有的纪念章中,取出阿呆所有的数量送给阿呆,然后阿呆又从自己现在所有的纪念章中,取出阿瓜现有的数量送给阿瓜,接着阿瓜又从自己现在所有的纪念章中,取出阿呆现在所有的数量送给阿呆。这时,阿呆手中的纪念章数量正好是阿瓜手中纪念章数量的8倍,可是,阿呆和阿瓜忘了最初各有多少枚纪念章?数学知识揭秘问题分析

有些数学题,如果顺着思考很不容易找到答案,如果我们让脑筋逆向思考一下,就会容易多了哦!现在我们从已知条件倒推回去,找出答案来。思考过程

根据已知条件分析,无论阿呆取多少纪念章给阿瓜,还是阿瓜取多少枚纪念章给阿呆,两人所有的纪念章总数(72枚)是不变的;又知道最后阿呆手中纪念章的数量是阿瓜手中纪念章数量的8倍。这样我们可以求出最后两人手中纪念章的数量。

阿瓜最后手中纪念章的数量是:

72÷(8+1)=8(枚)

阿呆最后手中纪念章的数量是:

8×8=64(枚)

接着倒推回去,就可以求出两人最初各有纪念章多少枚了。

哦!阿呆很快就算出来了:阿呆最初有纪念章26枚,阿瓜最初有纪念章46枚。知识延伸

上面我们讲了阿呆和阿瓜如何分纪念章,下面我们来做个数字小游戏。

小刚到小勇家去玩,已经走入小勇家的那条街,却一时记不起小勇家的门牌号码。怎么办呢?

常言道,急中生智。小刚的心里着急,就从各个角度努力回忆,从各方面积极想主意。忽然想起,有一次研究过这个门牌号码数。记得它是一个三位数,十位数字比百位数字大4,个位数字又比十位数字大4。根据这一点零碎记忆,能不能算出小勇家的门牌号码呢?

因为十位数字比百位数字大4,个位数字又比十位数字大4,所以个位数字比百位数字大8。但是三位数的百位数字至少是1,个位数字至多是9,要使两个数字的差是8,只可能百位是1、个位是9。由此得到十位数字是5。

所以,小勇家的门牌号码是159。6.有趣的分数

阿呆和阿瓜在课堂上学习了古希腊的知识,对古希腊的文明羡慕不已,回到家中吵着要去希腊旅游,要去参观神庙。智慧兔知道后就送给了他们一本有关古希腊文明的图书。阿呆和阿瓜迫不及待地打开图书读了起来。

两个人被书中介绍的知识深深打动,不断发出赞叹声,突然间两个人没了声音,原来他们遇到了一个数学难题。

在墓碑上,可以看到一些文字,记载这里埋着谁,这个人生前简要情况如何等,这就是墓志铭。

古代希腊人丢番图的墓志铭与众不同,不是记叙文,而是一道数学题。他的墓志铭是这样写的。

过路人!这里埋着丢番图的骨灰。

他的寿命有多长,下面这些数目可以告诉你。

他生命的六分之一是幸福的童年。

再活了寿命的十二分之一,细细的胡须长上了脸。

丢番图结了婚,还没有孩子,这样又过去一生的七分之一。

再过五年,儿子降临人世,他幸福无比。可是这孩子生命短暂,只有父亲的一半。

儿子死后,这老头在悲痛中度过四年,终于了却尘缘。

请你算一算,丢番图活了多大年纪,才和死神相见?数学知识揭秘问题分析

这个题目初看,好像无从下手,但是仔细阅读题目后就可以找出答案了。解这道题的关键是两处:再过五年和儿子死后他又度过了四年;这九年占他人生的比例可以计算出来。思考过程

根据墓志铭的叙述,可以列出下面的算式。

所以丢番图活了84岁。知识延伸

丢番图(Diophantus):是古代希腊的一位数学家,我们不知道他究竟生在哪年,死在哪年,只知道他活动于公元250年前后。他的年龄,是从上面这个墓志铭中推算出来的。他有一些著作,其中最重要的是《算术》13卷,对后人影响很大。直到现在,人们还把具有整系数并且只求整数解的不定方程(未知数个数多于方程个数)叫做丢番图方程。

类似于丢番图年龄的题目我们在生活中经常遇到,我们看看下面这个卖东西的问题。

星期天,一家三口人上街闲逛,在路上忽然想起要买点东西。爸爸拿出钱包,妈妈取出钱包,分别查看自己带了多少钱。结果,两人随身带的钱数加起来,共有688元。

在百货商店里,爸爸买了一双皮凉鞋,用去他钱包里钱数的九分之四。妈妈买了一件衣服,付出了128元。跟在身后的儿子,伸出左手拉住爸爸,伸出右手拉住妈妈,说:“现在爸爸的钱和妈妈的钱一样多了!”

刚出家门时,爸爸和妈妈身边各有多少钱呢?

这个问题可以用简单方程来解。

设在刚出家门时,爸爸身边有x元,那么妈妈有(688-x)元。依题意得方程

变形,得到

所以

x=360(元),688-x=328(元)。

由此可见,从家里出来,爸爸身边有360元,妈妈有328元。买鞋时,爸爸付出160元;买衣服时,妈妈付出128元。结果两人身边都剩下200元,恰好相等。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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