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数学的小知识

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数学的小知识

阿基米德(Archimedes) 1、《砂粒计算》,是专讲计算方法和计算理论的一本著作。阿基米德要计算充满宇宙大球体内的砂粒数量,他运用了很奇特的想象,建立了新的量级计数法,确定了新单位,提出了表示任何大数量的模式,这与对数运算是密切相关的。 2、《圆的度量》,利用圆的外切与内接96边形,求得圆周率π为:3.1408 <π< 3.1429,这是数学史上最早的,明确指出误差限度的π值。他还证明了圆面积等于以圆周长为底、半径为高的正三角形的面积;使用的是穷举法。 3、《球与圆柱》,熟练地运用穷竭法证明了球的表面积等于球大圆面积的四倍;球的体积是一个圆锥体积的四倍,这个圆锥的底等于球的大圆,高等于球的半径。阿基米德还指出,如果等边圆柱中有一个内切球,则圆柱的全面积和它的体积,分别为球表面积和体积的 。在这部著作中,他还提出了著名的阿基米德公理。 4、《抛物线求积法》,研究了曲线图形求积的问题,并用穷竭法建立了这样的结论:任何由直线和直角圆锥体的截面所包围的弓形(即抛物线),其面积都是其同底同高的三角形面积的三分之四。他还用力学权重方法再次验证这个结论,使数学与力学成功地结合起来。 5、《论螺线》,是阿基米德对数学的出色贡献。他明确了螺线的定义,以及对螺线的面积的计算方法。在同一著作中,阿基米德还导出几何级数和算术级数求和的几何方法。 6、《平面的平衡》,是关于力学的最早的科学论著,讲的是确定平面图形和立体图形的重心问题。 7、《浮体》,是流体静力学的第一部专著,阿基米德把数学推理成功地运用于分析浮体的平衡上,并用数学公式表示浮体平衡的规律。 8、《论锥型体与球型体》,讲的是确定由抛物线和双曲线其轴旋转而成的锥型体体积,以及椭圆绕其长轴和短轴旋转而成的球型体的体积。 毕达哥拉斯 1、勾股定理:任何一个学过代数或几何的人,都会听到毕达哥拉斯定理.这一著名的定理,在许多数学分支、建筑以及测量等方面,有着广泛的应用.古埃及人用他们对这个定理的知识来构造直角.他们把绳子按3,4和5单位间隔打结,然后把三段绳子拉直形成一个三角形.他们知道所得三角形最大边所对的角总是一个直角(32+42=52). 毕达哥拉斯定理: 给定一个直角三角形,则该直角三角形斜边的平方,等于同一直角三角形两直角边平方的和. 反过来也是对的: 如果一个三角形两边的平方和等于第三边的平方,则该三角形为直角三角形. 虽然这个定理以后来的希腊数学家毕达哥拉斯(大约公元前540年)的名字命名,但有证据表明,该定理的历史可以追溯到华达哥拉斯之前1000年的古巴比伦的汉漠拉比年代.把该定理名字归于毕达哥拉斯,大概是因为他第一个对自己在学校中所写的证明作了记录.毕达哥拉斯定理的结论和它的证明,遍及于世界的各个大洲、各种文化及各个时期.事实上,这一定理的证明之多,是其他任何发现所无法比拟的! 2、无理数 毕达哥拉斯学派认为,任意数都可以用整数或整数的比来表示。但有一个学生叫希伯斯发现:若一个等腰直角三角形的边为1,那么根据毕达哥拉斯定理(即勾股定理,只是西方这么叫,事实上还是咱们的祖先最先发现的!^.^),斜边长的平方应为1+1=2,平方等于2的数就无法用整数或分数来表示。他把这个发现告诉了别人,但这一发现就推倒了“毕”学派的根本思想。于是他就被人扔河里处死了。后来人们肯定了这一发现,为区别“毕”派有理数,所以取名为无理数。无理数的口诀记忆 √2≈1.41421:意思意思而已 √3≈1.7320:一起生鹅蛋 √5≈2.2360679:两鹅生六蛋(送)六妻舅 √7≈2.6457513:二妞是我,气我一生 e≈2.718:粮店吃一把 π≈3.14159:山巅一寺一壶酒

数学小常识

哥德巴赫猜想

大约在250年前,德国数字家哥德巴赫发现了这样一个现象:任何大于5的整数都可以表示为3个质数的和。他验证了许多数字,这个结论都是正确的。但他却找不到任何办法从理论上彻底证明它,于是他在1742年6月7日写信和当时在柏林科学院工作的著名数学家欧拉请教。欧拉认真地思考了这个问题。他首先逐个核对了一张长长的数字表:

6=2+2+2=3+3

8=2+3+3=3+5

9=3+3+3=2+7

10=2+3+5=5+5

11=5+3+3

12=5+5+2=5+7

99=89+7+3

100=11+17+71=97+3

101=97+2+2

102=97+2+3=97+5

……

这张表可以无限延长,而每一次延长都使欧拉对肯定哥德巴赫的猜想增加了信心。而且他发现证明这个问题实际上应该分成两部分。即证明所有大于2的偶数总能写成2个质数之和,所有大于7的奇数总能写成3个质数之和。当他最终坚信这一结论是真理的时候,就在6月30日复信给哥德巴赫。信中说:任何大于2的偶数都是两个质数的和,虽然我还不能证明它,但我确信无疑这是完全正确的定理由于欧拉是颇负盛名的数学家、科学家,所以他的信心吸引和鼓舞无数科学家试图证明它,但直到19世纪末也没有取得任何进展。这一看似简单实则困难无比的数论问题长期困扰着数学界。谁能证明它谁就登上了数学王国中一座高耸奇异的山峰。因此有人把它比作数学皇冠上的一颗明珠。

实际上早已有人对大量的数字进行了验证,对偶数的验证已达到1.3亿个以上,还没有发现任何反例。那么为什么还不能对这个问题下结论呢?这是因为自然数有无限多个,不论验证了多少个数,也不能说下一个数必然如此。数学的严密和精确对任何一个定理都要给出科学的证明。所以哥德巴赫猜想几百年来一直未能变成定理,这也正是它以猜想身份闻名天下的原因。

要证明这个问题有几种不同办法,其中之一是证明某数为两数之和,其中第一个数的质因数不超过a 个,第二数的质因数不超过b个。这个命题称为(a+b)。最终要达到的目标是证明(a+b)为(1+1)。

1920年,挪威数学家布朗教授用古老的筛选法证明了任何一个大于2的偶数都能表示为9个质数的乘积与另外9个质数乘积的和,即证明了(a+b)为(9+9)。 1924年,德国数学家证明了(7+7); 1932年,英国数学家证明了(6+6);

1937年,苏联数学家维诺格拉多夫证明了充分大的奇数可以表示为3个奇质数之和,这使欧拉设想中的奇数部分有了结论,剩下的只有偶数部分的命题了。

1938年,我国数学家华罗庚证明了几乎所有偶数都可以表示为一个质数和另一个质数的方幂之和。

1938年到1956年,苏联数学家又相继证明了(5+5),(4+4),(3+3)。

1957年,我国数学家王元证明了(2+3);

1962年,我国数学家潘承洞与苏联数学家巴尔巴恩各自独立证明了(1+5);

1963年,潘承洞、王元和巴尔巴恩又都证明了(1+4)。 1965年,几位数学家同时证明了(1+3)。

1966年,我国青年数学家陈景润在对筛选法进行了重要改进之后,终于证明了(1+2)。他的证明震惊中外,被誉为推动了群山,并被命名为陈氏定理。他证明了如下的结论:任何一个充分大的偶数,都可以表示成两个数之和,其中一个数是质数,别一个数或者是质数,或者是两个质数的乘积。

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