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數學之美包括哪些方面

發布時間:2022-06-19 01:53:11

❶ 數學美的內涵是什麼闡述數學美的內涵。

一、數學的簡潔美
簡潔本身就是一種美,而數學的首要特點在於它的簡潔。大幹世界,紛繁多樣,在雜亂無章的客觀現象中,抽象出數學理論,用簡單、清晰的數學形式來表達,反過來再解釋、處理更多的客觀事物和現象,這就是數學的簡潔美。就象優秀的詩詞講究用最少的文字表達最豐富的內容一樣,數學中的公式、法則、定理等,用精煉的語言和符號,高度概括了現實世界量的關系和結構。你看,世界上存在著何其多的三角形,形態之多令人難以想像,然而它們的面積計算,都可以高度凝結成這樣一個關系式廣計算所有多邊形的面積。形式是如此的簡單,而應用是那麼的廣5=十。A,由此我們還能推泛。數學符號的產生發展,使得數學的表達式極其簡潔。一大堆的數字計算,一連串的數字算式,是多麼讓人心煩理不出一個頭緒來。但是我們可用一個數學表達式將它們全部概括進來。連乘積n.(n一1)(n-2)……3·2·1寫起是多麼的麻煩啊,可以用階乘符號「n!」十分簡潔地表示了出來。使用符號「》」來進行推理,給人一種嚴謹有序清晰明快的美感。
二、數學的統一美
把眾多的概念、公式和理論,用一個更高層次的概念、公式或理論統一起來,會使人們得到一種心理上的愉悅,這就是數學的統一美。在數學研究中,人們總是在謀求更高程度的抽象,以便有更大的概括面和更廣的適用范圍,這樣許多概念又屬於一個種概念之下,許多公式又有一個統一的公式。如小學幾何中有許多概念:正方形、長方形、梯形、平行四邊形,但它們卻都是四邊形。在小學數學中,我們有三角形、平行四邊形、梯形的面積公式、雖然它們各不相同.但它們卻可用公式s=1/2(a十b)h統一起來(公式中「a為上底、b為下底、h為高)。在數學學習中,許多優秀的學生,在解題過程中,時時在追求著數學問題中存在的統一美,他們覺得只有找到一類題型的統一解答規律,才是真正掌握數學知識的主人,才能從中獲得美的享受。
三、數學的奇異美
奇異是指規律的奇巧或結果的出人預料。數學中的奇異美就象波瀾起伏的文學故事,珍貴奇異的藝術品一樣扣人心弦,給人以美的享受。無論你畫出怎樣的一個三角形,它的三條高線交於一點,三條中線交於一點。三條角平分線交於一點,其中顯示了一種奇巧的美,使人們感到三角形中似乎蘊含著一種神奇的規律,讓人驚奇、神秘。在運算中,我們會對3十9十3×9=39,4十9十4×9=49等式驚訝.因為左右兩邊的數字是如此的對稱,我們還會為4109589041096×83=341095890410968這個乘法算式拍案稱奇,因為兩乘數與積的數字競然會如此地巧合。數學中不少結論令人贊嘆,因為其巧妙無比.正是因為這一點數學才有無窮的魅力。在數學的發展史上,往往正是數學自身的奇異性的美,吸引著數學家向更新、更深的層次探索,弄它個水落石出。
四、數學美的奇異性
美在於奇特而令人驚異.——培根
奇異性是數學美的一個重要特性.奇異性包括兩個方面內容:一是奇妙,二是變異.數學中不少結論令人 贊嘆,因為其巧妙無比,正是因為這一點數學才有無窮的魅力.變異是指數學理論拓廣或統一性遭到破壞後,產生新方法、新思想、新概念、新理論的起點.變異有悖於人們的想像與期望,因此就更引起人們的關注與好奇.凡是新的不平常的東西都能在想像中引起一種樂趣,因為這種東西會使人的心靈感到一種愉快的新奇,滿足它(心靈)的好奇心,將會使之得到原來不曾有過的一種觀念.數學中許多新的分支的誕生,都是人們對於數學奇異性探討的結果.在數學發展史上,往往正是數學自身的奇異性的魅力,吸引著數學家向更新、更深的層次探索,弄它個水落石出!

❷ 數學之美

隨著社會的迅猛發展,經濟水平不斷提高,人們生活質量越來越好。但與此同時帶來的是人們對於資本的渴求的膨脹,人們越來越注重實際利益,注重實業重工的發展,相對而言,理論上的一些研究就理所當然的被視作一種無用之學科。首當其沖的便是數學,在中國,幾乎所有人都認為在大學里學純數學將來是沒有什麼前途的,事實上,在西方發達國家並非如此。在哲人的眼裡,數學是如此美麗,它巧奪天工,不可言喻。保羅•埃爾德什形容他對數學的觀點:「為何數字美麗呢?這就像在問貝多芬第九交響曲為什麼會美麗一般。若你不知道為什麼,其他人也沒辦法告訴你為什麼。我知道數字是美麗的,且若它們不美麗的話,世上也沒有事物會是美麗的了。」

一、數學之美所謂何然

數學美是自然美的客觀反映。歷史上曾有多位學者名人對數學美提出自己的見解,我國著名數學家華羅庚說過:「就數學本身而言,是壯麗多彩、千姿百態、引人入勝的……認為數學枯燥乏味的人,只是看到了數學的嚴謹性,而沒有體會出數學的內在美。」數學家徐利治說:「作為科學語言的數學,具有一般語言文字與藝術所共有的美的特點,即數學在其內容結構上和方法上也都具有自身的某種美,既所謂數學美。數學美的含義是豐富的,如數學概念的簡單性、統一性,結構關系的協調性、對稱性,數學命題與數學模型的概括性、典型性和普遍性,還有數學中的奇異性等等都是數學美的具體內容。」 隨著數學的發展和人類文明的進步,數學美的概念會有所發展,分類也不相同,但它的基本內容是相對穩定的,這就是:對稱美、簡潔美、統一美和奇異美。
數學的對稱美,從古希臘時代起就被認為是數學美的一個基本內容。所謂對稱性,既指組成某一事物或對象的兩個部分的對等性。數學中的這種對稱處處可見,較為形象的就是我們司空見慣的一些軸對稱圖形,尤其是圓,真可謂是三百六十度完全對稱無死角。畢達哥拉斯就曾說過:「一切平面圖形中最美的是圓,在一切立體圖形中最美的是球形。」這正是基於這兩種形體在各個方向上都是對稱的。而對於我來說,關於對稱印象最深刻的便是小學五年級的時候老師讓我做的一道數學題。當時老師在報紙上看到這道題,就拿給同辦公室的幾個老師做,結果居然那幾個老師都沒有做出來,於是老師就把我叫到辦公室去當場做,看小孩子的思維會不會活躍一些,題目是一個四位數乘以九得到的數等於這個數的倒序。我當時一看這題目,心想既然是對稱的,那麼第一個數字必是1,然後乘以九,那麼最後一個數字必是9,接著我又想第二個數字最大是1但一代進去顯然不行,那麼就只能是0了,這么一來就輕而易舉地猜出第三個數字是8,所以答案就是1089*9=9801.我記得自己當時是很快就把答案想出來了,老師們都很詫異,連連誇獎。當時心裡真的是特別高興,也是第一次對數字的對稱性有了基本的概念。現在想想那道題其實真的很簡單,但就是這么簡單的數學題里也蘊含著數學那高度的對稱美。
數學的簡潔美,是人類思想表達簡明化要求的反映。愛因斯坦說過:「美在本質上終究是簡單性。」 數學語言本身就是最簡潔的文字,同時反映客觀規律極其深刻,許多復雜的客觀現象,總結為一定的規律時,往往呈現為十分簡單的公式。歐拉給出的公式:V-E+F=2,堪稱「簡單美」的典範。世間的多面體有多少沒有人能說清楚。但它們的頂點數V、棱數E、面數F,都必須服從歐拉給出的公式,一個如此簡單的公式,概括了無數種多面體的共同特性,令人驚嘆不已。正如偉大的希而伯特曾說過:「數學中每一步真正的進展都與更有力的工具和更簡單的方法的發現密切聯系著」。如笛卡爾坐標系的引入。對數符號的使用,復數單位的引入。微積分的出現都體現了數學外在形式更簡潔,內容更深厚。數學中絕大部分公式都體現了「形式的簡潔性,內容的豐富性」。 數學的簡潔美還表現在形態上,即數學美的外部表現形態,是數學定理和數學公式(或表達式)的外在結構中呈現出來的美。形態美的主要特徵,在於它的簡單性。
數學的統一美,是審美對象在形式或內容上的某種共同性、關聯性或一致性,它能給人一種整體和諧的美感。一切客觀事物都是相互聯系的,因而,作為反映客觀事物的數學概念、數學定理、數學公式、數學法則也是互相聯系的,在一定條件下可處於一個統一體之中。例如,從結構上分析,解析法、三角法、復數法、向量法和圖解等具體方法,都可以統一於數形結合法。歐幾里德的《幾何原本》,把一些空間性質簡化為點、線、面、體幾個抽象概念和五條公設及五條公理,並由此導致出一套雅緻的演繹理論體系,顯示出高度的統一性。布爾基學派的《數學原本》,用結構的思想和語言來重新整理各個數學分支,在本質上揭示數學的內在聯系,使之成為一個有機整體,在數學的高度統一性上給人以美的啟迪。

二、數學之美所以何能
數學之美在各位先知哲人的眼裡是如此的美麗,那麼數學是憑著什麼從幾個簡單的阿拉伯數字和拉丁字母發展為如此瑰麗傳奇的數學世界的呢?僅憑個人的力量顯然是遠遠不夠的,它是數千年來祖輩們世世代代傳承積累下來的。
數學之美是人民之於數學的智慧結晶。人們在日常的生活中總會遇到一些需要用數學來解決的小問題,然後就有人提出一個改進的小方法,讓計算變得更為容易,這樣日積月累,慢慢地便使得數學的土壤越來越肥沃,培育出更多的數學芬芳之果,讓數學這個世界越變越豐富,越變越美麗。我不是數學考古專家,不能調研到什麼具體的人民對於數學方面的小改進。但是我可以講講自己的例子。身邊的人都知道我的速算是很厲害的,倒不是我有多聰明,而是我會把一些難算的式子在腦子里做一些的變換然後再計算,這樣就容易多了,就我個人而言,這改進雖然很小,或者都稱不上是改進,但是就是因為人民大眾這樣一點一滴的積累,使得數學越來越美。
數學之美是智者之於數學的靈感源泉。我國數學家陳景潤身居陋室,但為了攻破歌德巴赫猜想這一世界數學難題,不斷演算,通過努力終於摘取了數學皇冠上的明珠。接下來我講一個蒲豐用投針求圓周率的近似值的試驗。有一天蒲豐邀請許多賓朋來家做了一個奇特的實驗。他事先在白紙上畫好了一條條有等距離的平行線,將紙鋪在桌上,又拿出一些質量勻稱長度為平行線間距離之半的小針,請客人把針一根根隨便仍到紙上,蒲豐則在一旁計數,結果共投2212次,其中與任意平行線相交的有704次,蒲豐又做了一簡單的除法 ,然後他宣布這就是圓周率的近似值,還說投的次數越多越精確。這個實驗使人震驚,圓周率和一個表面看來毫不相乾的隨便投針實驗溝通在一起。然而,這確實是有理論根據的。計算圓周率的這一方法新穎、奇妙而讓人叫絕。
數學之美是社會之於數學的發展需要。我們面臨一個科學技術迅猛發展的時代。信息的數字化和信息的數學處理已經成為幾乎所 有高科技項目共同的核心技術。從事先設計、制定方案,到試驗探索、不斷改進,到指揮控制、具體 操作,處處倚重於數學技術。許多國家認識到,發展高清晰度電視是未來經濟技術競爭的主戰場之一。應該指出,電視屏幕不僅是現代人們日常生活所不可缺少的,而且可能通過聯網成為信息傳 遞處理的工作面。幾乎所有重要的工作崗位都將與之有關。數學技術在如此重要項目的激烈較量 中起了決定作用。1991年的海灣戰爭是一場現代高科技戰爭,其核心技術竟然也是數學技術。這一事實引 起人們不小的驚訝。美國總結海灣戰爭經驗得出結論是:「未來的戰場是數字化的戰爭」。

二、數學之美所知何用
現如今,越來越多的大學生在填大學專業方向時,都不願填寫數學這個專業,理由是畢業後工作不好找。我自己也是,其實我個人是非常熱愛數學的,我可以一天不吃不喝在那邊做一道數學題並且樂在其中。但是最終還是迫於家庭和社會各方面壓力選擇了大家普遍認為將來就業可能比較好的電子專業,雖然我自己不是很喜歡,但是既來之,則安之。然而,在此我還是要說學習數學是有用的,而且是非常地有用,未來的社會必是數字化的時代。
數學之美的社會應用——揭示自然規律,指導工程設計。1995年1月,在販神大地震之後,美國利用數學模型進行地震預測,預告本世紀末加州南部可能發生大地震;1995年3月,我國中央人民廣播電視台宣布啟用數字式轉播方式,指出以前的模擬式轉播方式效果差,所以改用新的轉播方式;1995年6月,歐州聯盟開會研討未來數字化通信的統一制式;1996年2月,我國電子工業部宣布「九五計劃」開發重點:數字化信息技術。所訂的兩個重點研製項目是:數字式高清晰度電視接受機樣機和數字式激光碟;1996年4月,我國國家科委發布招標公告,正式宣布數字式高清晰度電視開發項目。僅以幾件事為例就能清楚地看到數學對當代人們的生產和生活所起的重要作用。
數學之美的突出表現——黃金比例分割。黃金分割又稱黃金律,是指事物各部分間一定的數學比例關系,即將整體一分為二,較大部分與較小部分之比等於整體與較大部分之比,其比值為1∶0.618或1.618∶1,即長段為全段的0.618。0.618被公認為最具有審美意義的比例數字。採用這一比值能夠引起人們的美感,在實際生活中的應用也非常廣泛,建築物中某些線段的比就科學採用了黃金分割,舞台上的報幕員並不是站在舞台的正中央,而是偏在台上一側,以站在舞台長度的黃金分割點的位置最美觀,聲音傳播的最好。就連植物界也有採用黃金分割的地方,如果從一棵嫩枝的頂端向下看,就會看到葉子是按照黃金分割的規律排列著的。在很多科學實驗中,選取方案常用一種0.618法,即優選法,它可以使我們合理地安排較少的試驗次數找到合理的西方和合適的工藝條件。正因為它在建築、文藝、工農業生產和科學實驗中有著廣泛而重要的應用,所以人們才珍貴地稱它為"黃金分割"。
伯特蘭•羅素以下列文字來形容他對數學之美的感覺:數學,如果正確地看它,則具有……至高無上的美——正像雕刻的美,是一種冷而嚴肅的美,這種美不是投合我們天性的微弱的方面,這種美沒有繪畫或音樂的那些華麗的裝飾,它可以純凈到崇高的地步,能夠達到嚴格的只有最偉大的藝術才能顯示的那種完美的境地。一種真實的喜悅的精神,一種精神上的亢奮,一種覺得高於人的意識——這些是至善至美的標准,能夠在詩里得到,也能夠在數學里得到。
參考文獻:
(1)(美)西奧妮•帕帕斯 . 理性的樂章--從名言中感受數學之美. 王幼軍 譯. 上海:上海科技教育出版社,2010.
(2)(英)波斯特 . 數學證明之美 . 賀俊傑,鐵紅玲 譯 . 湖南:湖南科技出版社,2012
(3)(美)克利福德•A•皮科夫 . 馬東璽 譯 . 湖南:湖南科學技術出版社,2010
(4)吳軍 . 數學之美系列文章 . 2006——2007.

❸ 數學的美在哪

盡管植物姿態萬千,但無論是花,葉和枝的分布都是十分對稱,均衡和協調的.碧桃,臘梅,它們的花都以五瓣數組成對稱的輻射圖案;向日葵花盤上果實的排列,菠蘿果實的分塊以及冬小麥不斷長出的分櫱,則是以對稱螺旋的形式在空間展開.許許多多的花幾乎也是完美無缺地表現出對稱的形式.還有樹木,有的呈塔狀,有的為優美的圓錐形……植物形態的空間結構,既包含著生物美,也包含著數學美.
著名的數學家笛卡爾曾研究過花瓣和葉形的曲線,發現了現代數學中有名的"笛卡爾曲線".輻射對稱的花及螺旋排列的果,它們在數學上則符合黃金分割的規律.小麥的分櫱,是圍繞著圓柱形的莖按黃金分割進行排列和展開的.常見的三葉草和常春藤的葉片形狀,也可以用三角函數方程來表示.
以葉子為例,葉子的排列是建立在能充分獲得光合作用面積和採集更多陽光這一基礎上的.如車前草,有著輪生排列的葉片,葉片與葉片之間的夾角為137°30′,這是圓的黃金分割的比例.梨樹也是如此,它的葉片排列是沿對數螺旋上升,這也保證了葉與葉之間不會重合,下面的葉片正好在從上面葉片間漏下陽光的空隙地方,這是採光面積最大的排列方式.可見,沿對數螺旋按圓的黃金分割盤旋而生,是葉片排列的最優良選擇.
高等植物的莖也有最佳的形態.許多草本植物的莖,它們的機械組織的厚度接近於莖直徑的七分之一,這種圓柱形結構很符合工程上以耗費最少的材料而獲得最大堅固性的一種形式.一些四棱形的莖,機械組織多分布於四角,這樣也提高了莖的支撐能力,支持了較大的葉面積.
當然,整株植物的空間配備也必須符合數學,力學原則,才適合在自然界中的生存和發展.像一些大樹,都有傾斜而近似垂直的分枝,圓柱形的莖和多分枝的根,這樣有利於生長更多的葉片,占據更大的空間和更好地進行光合作用.
透過繁茂的枝葉,我們看到了綠色世界裡的數學奇觀.若進一步了解這其中的奧秘,進行仿生,則會給人類帶來無窮的益處.

1.用原文中的語句概括本文說明的中心
答:盡管植物姿態萬千,但無論是花 葉和枝的分布都是十分對稱 均衡和協調的。
(如果答植物形態的空間結構,既包含著生物美,也包含數學美也算對)

2.①劃線句子?
②第三段文字的結構特點是 (總分總)

3.「許許多多的花幾乎也是完美無缺的表現出對稱的形式。」句子中「幾乎」一詞能否刪去?請說明理由。
答:不能刪去。因為「幾乎」一詞說明並不是所有的花都是完美無缺地表現出對稱的形式。
「幾乎」一詞體現了說明文的准確性與可靠性。

❹ 「數學之美」論文,可以從哪些角度思考呢~~

從數學美的性質,特徵,反映形式等方面來寫會容易些,可查的資料多。也容易找。
在國內,有這樣一些描述:「數學美是一種人的本質力量通過宜人的數學思維結構的呈現」、「數學美是數學創造的自由形式」、「數學美是真與善的統一」、「數學美的本質在於序」等等。
數學美的客觀性
數學美的社會性
數學美的物質性
數學美的宜人性
數學美的主要內容一般反映在簡明美、對稱美、奇異美、序列美等方面。

❺ 數學的美體現在哪些方面

幾乎所有的數學家都認為數學是美的。著名數學家巴拿赫說「數學是最美的,也是最有力的人類創造。」

再給大家看一些圖片感受一下;

(轉自頭條號-數學經緯網)

❻ 數學是怎樣的一種美

數學是一種對稱美(很多結論具有對稱性)
數學是一種簡潔美(用簡單的數學公式可以解決一類問題)
數學是一種邏輯美(用嚴格的證明去解釋各種現象)

❼ 舉一兩個數學美

蝴蝶定理
蝴蝶定理是平面幾何的古典結果。

蝴蝶定理最先是作為一個徵求證明的問題。由於其幾何圖形形象奇特、貌似蝴蝶,便以此命名,定理內容:圓O中的弦PQ的中點M,任作兩弦AB,CD,弦AD與BC分別交PQ於X,Y,則M為XY之中點。 出現過許多優美奇特的解法,其中最早的,應首推霍納在1815年所給出的證法。至於初等數學的證法,在國外資料中,一般都認為是由一位中學教師斯特溫首先提出的,它給予出的是面積證法,其中應用了面積公式:S=1/2 BCSINA。 這里介紹一種較為簡便的初等數學證法。 證明:過圓心O作AD與BC中垂線,垂足為S、T,連接OX,OY,OM。SM。MT。 ∵△AMD∽△CMB,且SD=1/2AD,BT=1/2BC, ∴DS/BT=DM/BM又∵∠D=∠B ∴△MSD∽△MTB,∠MSD=∠MTB ∴∠MSX=∠MTY;又∵O,S,X,M與O,T。Y。M均是四點共圓, ∴∠XOM=∠YOM ∵OM⊥PQ∴XM=YM

黃金分割
把一條線段分割為兩部分,使其中一部分與全長之比等於另一部分與這部分之比。其比值是一個無理數,取其前三位數字的近似值是0.618。由於按此比例設計的造型十分美麗,因此稱為黃金分割,也稱為中外比。這是一個十分有趣的數字,我們以0.618來近似,通過簡單的計算就可以發現:
1/0.618=1.618
(1-0.618)/0.618=0.618
這個數值的作用不僅僅體現在諸如繪畫、雕塑、音樂、建築等藝術領域,而且在管理、工程設計等方面也有著不可忽視的作用。

讓我們首先從一個數列開始,它的前面幾個數是:1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144…..這個數列的名字叫做"菲波那契數列",這些數被稱為"菲波那契數"。特點是即除前兩個數(數值為1)之外,每個數都是它前面兩個數之和。

菲波那契數列與黃金分割有什麼關系呢?經研究發現,相鄰兩個菲波那契數的比值是隨序號的增加而逐漸趨於黃金分割比的。即f(n)/f(n-1)-→0.618…。由於菲波那契數都是整數,兩個整數相除之商是有理數,所以只是逐漸逼近黃金分割比這個無理數。但是當我們繼續計算出後面更大的菲波那契數時,就會發現相鄰兩數之比確實是非常接近黃金分割比的。

一個很能說明問題的例子是五角星/正五邊形。五角星是非常美麗的,我國的國旗上就有五顆,還有不少國家的國旗也用五角星,這是為什麼?因為在五角星中可以找到的所有線段之間的長度關系都是符合黃金分割比的。正五邊形對角線連滿後出現的所有三角形,都是黃金分割三角形。

斐波那契數列
斐波那契是義大利的數學家.他是一個商人的兒子.兒童時代跟隨父親到了阿爾及利亞,在那裡學到了許多阿拉伯的算術和代數知識,從而對數學產生了濃厚的興趣.

長大以後,因為商業貿易關系,他走遍了許多國家,到過埃及,敘利亞,希臘,西西里和法蘭西.每到一處他都留心搜集數學知識.回國後,他把搜集到的算術和代數材料,進行研究,整理,編寫成一本書,取名為《算盤之書》,於1202年正式出版.

這本書是歐洲人從亞洲學來的算術和代數知識的整理和總結,它推動了歐洲數學的發展.其中有一道"兔子數目"的問題是這樣的:

一個人到集市上買了一對小兔子,一個月後,這對小兔子長成一對大兔子.然後這對大兔子每過一個月就可以生一對小兔子,而每對小兔子也都是經過一個月可以長成大兔子,長成大兔後也是每經過一個月就可以生一對小兔子.那麼,從此人在市場上買回那對小兔子算起,每個月後,他擁有多少對小兔子和多少對大兔子?

這是一個有趣的問題.當你將小兔子和大兔子的對數算出以後,你將發現這是一個很有規律的數列,而且這個數列與一些自然現象有關.人們為了紀念這位兔子問題的創始人,就把這個數列稱為"斐波那契數列".

你能把兔子的對數計算出來嗎?

解:可以這么推算:

第一個月後,小兔子剛長成大兔子,還不能生小兔子,所以只有一對大兔子.

第二個月後,大兔子生了一對小兔子,他有了一對小兔子和一對大兔子.

第三個月後,原先的大兔子又生了一對小兔子,上月出生的小兔子也長成了大兔子,他共有一對小兔子和兩對大兔子.

第四個月後,兩對大兔子各生一對小兔子,上月出生的小兔子又長成了大兔子,他共有兩對小兔子和三對大兔子.

第五個月後,三對大兔子各生一對小兔子,上月出生的兩對小兔子也長成了大兔子,他共有三對小兔子和五對大兔子.

……

以此類推,可知:每月的小兔子對數等於上月大兔子的對數,每月大兔子的對數等於上月大兔子與小兔子的對數之和.

我們把大小兔子的對數寫成上下兩行,從買回小兔子算起,每個月後他所擁有的兔子對數便是:

仔細觀察兩行數發現它們是很有規律的:每行數,相鄰的 三項中,前兩項的和便是第三項.

有趣的是:雛菊花花蕊的蝸形小花,有21條向右轉,有34條向左轉,而21和34,恰是斐波那契數列中相鄰的兩項;松果樹和菠蘿表面的凸起,它們的排列也分別成5:8和8:13這樣的比例,也是斐波契數列中相鄰兩項的比.

這個數列不僅在數學,生物學中,還在物理,化學中經常出現,而且它還具有很奇特的數學性質,真是令人叫絕!

❽ 數學的美體現在生活的哪些方面

數學的美體現在哪些方面
(1)完備之美

沒有那一門學科能像數學這樣,利用如此多的符號,展現一系列完備且完美的世界。就說數吧,實數集是完備的,任意多的實數隨便做加減乘除乘方開方,其結果依然是實數(注意:數學上完備是根據序列的收斂性嚴格定義的,我這里不是完備的嚴格說法,但可認為是廣義的說法)。引入虛數單位,實數集擴展到復數集,還是任意多的復數,還做那些運算,結果還是復數。

把具體的數抽象成空間中的點,在一定的假設和約定之下,可以得到完備的空間,這些空間可以是一維的,也可以是二維三維甚至多維的。三維之外,你就難以想像,但不能否認其存在。某空間的點、序列依一定的法則進行運算,依然不能離開那個空間,這就是完備性。這種完備性是很奇妙的。你可以把它想像成在一個球體中,不管你如何運動,總是不能鑽出球面。

具有完備性的空間,可以帶來許多好處。工程中用得最多的空間是Hilbert空間。順便提一句,Hilbert是個二十世紀最偉大的數學家之一。

另外,數學中的諸多體系,其本身也都是完備的,如歐式幾何,這是大家所熟知的,在幾個公理的基礎上,推演出一系列漂亮的結論,生命力經久不衰,尤其在工程運用中。

(2)對稱之美

提到對稱的美,大家首先想到的是幾何,其實幾何只是一方面,是「看得見」的那一方面。實際上,對稱性在數學中處處存在。如微積分的基本定理,展現了微分與積分之間的緊密聯系,本身具有很強的對稱性。如泛函中的對偶運算元,不但在運算上具有顯著的對稱性,在性質上也處處顯示出一致性。

(3)簡潔之美

數學中有個非常漂亮的公式,那就是歐拉公式。這個式子把數學中幾個「偉大的」數給聯繫到了一塊,它們分別是自然對數、圓周率、虛數單位以及1,其中前兩個是超越數,是無數個超越數中人類目前僅僅找到的兩個,而且這兩個對數學影響巨大。我大膽猜想,當下一個超越數被找到的時候,數學將會經歷另一場巨大的革命。虛數單位今天看起來沒什麼特別,但它剛被引進的時候曾受到眾多(大)數學家的置疑和反對,最後它終於還是進來了,而數學也開辟了一條康莊大道,那就是復變函數。

勿庸置疑,歐拉公式是簡潔而完美的,另一個可以跟它抗衡的式子出現在物理學中,那就是愛因斯坦的質能變換公式。我這種說法可能有點武斷,不過我目前只能想到這一點,呵呵。

(4)抽象之美

這一點可能會引起許多人的異議,因為在許多人看來,抽象是不好的,因為離現實太遠。可是我不這么認為,數學如果不抽象,便難以發展,雖然很多問題都是從現實引出的。數學建立在符號邏輯的基礎之上,即使是解決實際問題,也要把問題抽象出來,用數學符號表示,才可以很好的解決。另一方面,抽象的數學,能帶動你在無限的思維空間中遨遊,拋開一切雜念,成為一種美好的享受。當然,這有點理想化,但不可否認,這確實是一種美的體驗。

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