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拓扑学连通空间读后感汇合60句

时间:2021-07-13 22:10

数学的手抄报

数学的手抄报

数学的手抄报

数学的手抄报

数学的手抄报

数学的手抄报资料1

新课程改革理念认为,知识不能由教师或其他人传授给学生,而只能由每个学生依据自身已有的知识和经验主动地加以建构;同时,让学生有更多的机会去论及自己的思想,与同学进行充分的交流,学会如何去聆听别人的意见并作出适当的评价,有利于促进学生的自我意识和自我反省。从而,数学课堂教学中教师的作用就不应被看成“知识的授予者”,而应成为学生学习活动的促进者、启发者、质疑者和示范者,充分发挥“导向”作用,真正体现“学生就是主体,教师就是主导”的作用。

全面推进课程教学改革,使学生成为积极的探索者、思考者,必须重视学生“学”的过程,抓好学生数学学习中的“读、听、讲、写、用”。

一、数学学习中的“读”

现代社会已进入信息化时代,要求人们不仅要“学会”,更要“会学”。“会学”的基础应当就是会“读”,包括:

1.读教材

教材就是学生学习数学的主要材料,它就是数学课程教材编制专家在充分考虑学生生理心理特征、认知结构、学科特点等众多因素的基础上精心编写而成的,具有极高的阅读价值。读教材包括课前、课堂、课后三个环节。课前读教材属于了解教材内容,发现疑难问题;课堂读教材则能更深刻地理解教材内容,掌握有关知识点;课后读教材就是对前面两个环节的深化和拓展,达到对教材内容的全面、系统的理解和掌握。

2.读书刊

除读教材外,学生应广泛阅读课外读物,如上海教育出版社出版的“初、高中学生数学课外阅读系列”丛书、《中学生数学》杂志等。即如读报也不仅能使学生关心国内外大事,也能使学生关注我们日常生活中的数学,捕捉身边的数学信息,体会数学的价值,了解数学研究的动态。然而,与各种各样的复习资料、习题集相比,渗透现代科技的高质量的数学课外读物实在太少了。数学学习中的“读”,不同于读小说书,常需纸、笔演算推理来“架桥铺路”,还需大脑建起灵活的语言转化机制。

二、数学学习中的“听”

数学学习中的“听”,主要指听课,它就是学生获取知识的重要环节,也就是学生系统学习知识的基本方法。听课不仅指听老师上课,而且包括听同学的发言。

1.听老师上课

听老师上课主要就是听老师上课的思路,即发现问题、明确问题、提出假设、检验假设的思维过程。既要听老师讲解、分析、发挥时的每一句话,更要抓住重点,听好关键性的步骤,概括性的叙述。特别就是自己读教材时发现或产生的疑难问题。

2.听同学发言倾听和接受他人的数学思想和方法,不仅就是听老师的,也包括听同学的发言。同学间的思想交流更能引起共鸣。从中可以了解其他同学学习数学和思考问题的方法,加之老师适时的点拨和评价,有利于自己开阔思路、激发思考、澄清思维、引起反思。学会倾听老师和同学的意见,反思自己的想法,有助于发展学生良好的个性,培养团结协作的精神,增强群体凝聚力。三、数学学习中的“讲”培养良好的语言文字表达能力,不仅就是语文学习的任务,也就是提高数学素养的重要内容,就是数学学习的任务之一。数学学习中的“讲”就是培养学生语言文字表达能力的重要形式,包括讲体会、讲思路等。

1.讲体会学生通过读教材、读书刊,听上课、听发言后,再让学生讲“读”、“听”的体会,可以加深“读、听”内容的理解和掌握。如讲教材内容,特别就是教材中“读一读”内容的体会,讲报刊杂志中的数学,讲课外读物上的内容概要,讲对老师上课、同学发言的看法,甚至讲自己存在的疑问等。

2.讲思路学习数学离不开解题,但不能为解题而解题,应在解题过程中重视解题思路的讲解,哪怕就是错误的思路从中也能吸取经验教训,深刻理解数学概念和原理。以学生的作业作为了解学生学习状况的唯一通道往往掩盖了学生思维的完整过程,就是不全面的。通过学生大胆地讲,才能全面反应学生的思想,暴露学生思维的过程,以利于教师掌握准确的反馈信息,及时调整教学计划。

四、数学学习中的“写”

数学学习中的“写”就是培养学生书面表达能力的重要形式。通过上述“读、听、讲”,应进一步要求“写”,它就是对“读”、“听”的检验,对“讲”的深化。除通常要完成的`书面作业外,还应包括写读后感、写小论文等。

1.写读后感通过阅读教材,尤其就是教材中的“读一读”内容,以及报刊杂志、课外读物的有关内容,把自己的感想或者内容概要写下来,不求面面俱到,只求日积月累,培养兴趣,提高文字表达能力。

2.写小论文写小论文比写读后感的要求更高些,但不就是不可做到。这需要学生广泛阅读,积累资料,深入探究,还要提高分析问题、提出问题和解决问题的能力,培养敏锐的观察力,增强创新意识,提高创新能力。五、数学学习中的“用”

数学就是现实世界的抽象反映和人类经验的总结,就是构成现代文化的重要组成部分,数学知识的学习必须与数学应用有机地结合起来,正如“学以致用”就是我们一直所倡导的。但强调应用,不就是再回到“测量、制图、会计”等那种忽视基础理论的邪路上去,而就是要培养学生用数学的意识,学会用数学的理论、思想和方法分析解决其他学科问题和生活、生产实际问题。真正体现数学的应用价值。

数学学习中的“读、听、讲、写、用”一个有机的整体,其中每一个环节都离不开教师的积极引导、点拨,更需要学生积极主动的学习精神。只有师生之间的积极配合,才能取得教与学的最佳效果。

数学的手抄报资料2

数学就是一门学科。在我们生活中,时时刻刻都看得到、用得上,只要你一细心,就会发现它的神奇和魅力。

许多如数、函数、集合等数学对象都有着内含的结构。这些对象的结构性质被探讨于群、环、体及其他本身即为此物件的抽象系统中。此为抽象代数的领域。在此有一个很重要的概念,即向量,且广义化至向量空间,并研究于线性代数中。向量的研究结合了数学的三个基本领域:数量、结构及空间。向量分析则将其扩展至第四个基本的领域内,即变化。

空间

空间的研究源自于欧式几何。三角学则结合了空间及数,且包含有非常著名的勾股定理。现今对空间的研究更推广到了更高维的几何、非欧几何及拓扑学。数和空间在解析几何、微分几何和代数几何中都有着很重要的角色。在微分几何中有着纤维丛及流形上的计算等概念。在代数几何中有着如多项式方程的解集等几何对象的描述,结合了数和空间的概念;亦有着拓扑群的研究,结合了结构与空间。李群被用来研究空间、结构及变化。

基础

为了搞清楚数学基础,数学逻辑和集合论等领域被发展了出来。德国数学家康托尔(1845-1918)首创集合论,大胆地向“无穷大”进军,为的就是给数学各分支提供一个坚实的基础,而它本身的内容也就是相当丰富的,提出了实无穷的思想,为以后的数学发展作出了不可估量的贡献。

集合论在20世纪初已逐渐渗透到了各个数学分支,成为了分析理论,测度论,拓扑学及数理科学中必不可少的工具。20世纪初,数学家希尔伯特在德国传播了康托尔的思想,把集合论称为“数学家的乐园”和“数学思想最惊人的产物”。英国哲学家罗素把康托的工作誉为“这个时代所能夸耀的最巨大的工作”。

《什么是数学》读后感 篇1

常言道学而不思则罔。一次在某数学论坛闲逛,发现多人在谈论此书,而且评价都非常的高,想想又是和数学有关的,于是一时心血来潮就买了这本书,直到真正阅读此书时,这本书已经在抽屉积尘多时。读了之后才发现收获真的是太多了。

《什么是数学》既是为初学者也是为专家,既是为学生也是为教师,既是为哲学家也是为工程师而写的。它是一本世界著名的数学科普读物。书中搜集了许多经典的数学珍品,给出了数学世界的一组有趣的、深入浅出的图画,对整个数学领域中的基本概念与方法,做了精深而生动的阐述。

I·斯图尔特增写了新的一章,以新的观点阐述了数学的最新进展,叙述了四色定理和费马大定理的证明等。这些问题是在柯朗与罗宾写书的年代尚未解决,但现在已被解决了的。

爱因斯坦评论说:“《什么是数学》是对整个数学领域中的基本概念及方法的透彻清晰的阐述。”阅读此书让我们明确知道了什么是数学?数学是对思想和方法的研究。而目前我们的数学教学有时竟演变成了空洞的解题训练。这种训练虽然可以提高形式推导的能力,但却不能导致真正的理解与深入的独立思考。数学研究已出现一种过分专门化和过于强调抽象的趋势,而忽视了数学的应用以及与其他领域的联系。所以,我们必须醒悟到数学教学应以培养思维能力为终极目的。阅读《什么是数学》,将对教师、学生和一般受过教育的人有一个建设性的改造,让大家真正理解数学是一个有机的整体,是科学思考与行动的基础。

作为一名数学教师,不仅要帮助学生学习掌握数学知识,更要注重培养学生的思维能力,掌握数学思想和方法。数学是一种思维方式,而绝不是解题训练。这是我们每一个数学教师都要注意的地方。回到我自己的教学,我想若让学生在整体上对数学有了一个认知,会让学生学起来不再觉得数学是那么枯燥和可怕。但若想像本书作者那样高屋建瓴,在课堂上学生生成的问题中,判断出哪些是数学本质的知识,纯熟地处理有关的数学内容,还要取决于我们身为师者的数学底蕴了。作为一名数学教师,不仅要帮助学生学习掌握数学知识,更要注重培养学生的思维能力,掌握数学思想和方法。所以,我们必须醒悟到数学教学应以培养思维能力为终极目的,而绝不是解题训练。这是我们每一个数学教师都要注意的地方,这也是我今后努力地方向。

《什么是数学》读后感 篇2

《什么是数学》——“对思想和方法的基本研究”是由美国R·柯朗、H·罗宾合著。

在序言里有这样两段话:一是数学对象是什么并不重要,重要的是做了什么。数学就艰难地徘徊在现实与非现实之间,它的意义不在于形式的抽象中,也不存在于具体的实物中;对于喜欢数理概念的哲学家,这可能是个问题,但确是数学的巨大力量所在——我们称它为所谓的“非现实的现实性”。数学联结了心灵感知的抽象世界和完全没有生命的真实的物质世界。

二是有意义的数学就像用来讲述有趣故事的报纸杂志,但不像某些报纸杂志,它的故事必须是真实的,最好的数学就应该像文学作品,故事来源于你眼前活生生的生活,这使你把精力与感情投入投于其中。

由这两段话,我就联想到了我们正在研究的“生活课堂”。我们企图让我们的课堂与现实的生活世界相沟通,让课堂的内容与学生的已有生活经历相融通。这样无疑就让我们的课堂更加的具有生命的底色和生活的发展力。如果我们的数学课仅仅是解题课,仅仅是空洞的演算和推理,它是没有很强的生命力的。如果脱离了与现实世界的关联,这样的数学只是一门工具,是冰冷的没有温度的,没有生命力的。

而如何实现这两个关联和融通,这是我们所有老师尤其是数学老师要思考和解决的问题。我希冀从这本书中找到一些答案。

文章第五页有这样一段话:幸运的是,创造性的思维不过某些教条的哲学信仰而继续发展着,而如果思维屈从于这种信仰就会阻碍出现建设性的成就。不论对专家来说,还是对普通人来说,唯一能回答什么是数学这个问题的不是哲学,而是数学本身中的活生生的经验。

由此可见,数学来源于生活并高于生活,数学是对现实生活的抽象和高度的概括,数学是对生活中的一些现象和规律所进行的归纳和统整。因此而言,生活就是土地,而数学是在这片土地的滋养下开出的一株鲜花,或长出的一棵参天大树。数学的发展必须需要现实生活的滋养,才能获得源源不断的养料。所以说生活就是数学的源头活水,我们的“生活课堂”研究必须要认真地联系生活,与现实社会的发展紧密相关,我们的课堂才真正的具有生命力和不断的活力。这也是我们今后研究和努力的方向。

《什么是数学》读后感 篇3

由柯朗与罗宾合著的《什么是数学》是一本世界数学名著。初版已过60年,曾有中译本由两家出版社在约20年前出版过。可喜的是,1996年牛津大学出版社又出了增订版,近期复旦大学出版社推出了该版的中文译本。

作为20世纪的杰出数学家,柯朗曾在当时的数学圣地———德国格丁根大学师从希尔伯特等数学巨匠。纳粹上台后,他来到美国,创办了举世闻名的柯朗研究所。关于柯朗,瑞德有一本传记《一位数学家的双城记》在我国翻译出版,里头有柯朗和同时代数学家的许多故事。单单翻翻书中的照片,当时优秀知识分子的集体形象伴随着如雷贯耳的名字跃入眼帘,足以令我们这些后辈学子仰慕不已。有意思的是,格丁根那些令人生畏的数学泰斗们,都写过精彩的数学普及读物,如希尔伯特的《直观几何》、克莱因的《高观点下的初等数学》、外尔的《对称》以及柯朗的《什么是数学》。这些作品的共同特点是高屋建瓴、厚积薄发。

阿贝尔曾经说过,要向大师学习,而不是向大师的门徒学习。因为大师们可以引领你快速地进入正道。

《什么是数学》一出版就得到了各方面的高度评价。爱因斯坦认为,这本书是“对整个数学领域中的基本概念及方法的透彻而清晰的阐述”。外尔和莫尔斯等数学大师也对之赞誉有加。《纽约时报》也肯花版面予以介绍。

单单从书名来看,这本书的内容、体裁有多种选择(选择太宽,有时既是自由也是难题),比方说,这本书既可以写成低幼读物,也可以是大块头的专著(类似闻名遐迩的布尔巴基《数学原本》之类)。柯朗选择的体裁大致就是今天所说的“高级科普”。高级科普的创作难度不在于知识的专深,而在于如何保持作者与广大读者之间必要的亲和力。它既要充分体现作者自身的想法,又要兼顾那些并非专家的读者。这方面失败和成功的例子都很多。而流传几十年而不衰、今天还要请数学科普名家斯图尔特增订这一事实,就已经证明了《什么是数学》注定是一本成功的经典名著。也许将来还会有个斯图尔特2来增订哩!写到这里,笔者在想,论文的`价值在于引用率,那么科普著作的生命力是否在于它出修订或增订版呢?也许这是一个不错的指标。

除了体裁,柯朗还要面对另一个难题。20世纪的数学已经发展到了让人望洋兴叹的地步,如何在一本可以带出去郊游时随便翻翻的作品中,把这门异常发达的学科的面貌体现在读者面前呢?柯朗的做法是搜集很多数学上的“珍品”,每个方面的讲述并非深不见底,但也不是蜻蜓点水。适当地深入,然后在该结束的时候结束。这种既非盲人摸象、亦非解剖大象的方法,可以让普通读者也能粗略领悟到数学无比精巧的结构之美。这大概也是遵从了希尔伯特所倡导的数学作为一个有机整体的思想。

柯朗为这本书煞有其事地添加了副标题——“对思想和方法的基本研究”。所谓“研究”何以谈起呢?斯图尔特为我们作了揭示。原来,在相对浅显的字里行间,渗透着这样的思想骨架,即数学的学科性。这种学科性并非某些人的自由创造,为抽象而抽象;但也不是完全从实物出发,尽管数学在现实生活中用途广泛。数学就跟植物学或天文学一样,学科性固有的“节律”促使它向前发展,而我们的职责是履行这种学科性。比如植物学家发现一个新物种、天文学家发现一颗新的恒星,就要记录下来,不记录才是不称职。如果碰巧这一新物种对人类战胜癌魔具有重大意义,那么这个植物学家保不定会得诺贝尔奖;如果这种植物对于人类没什么用处,植物学家可能顶多在百科全书中简略提及。而一开始就质问这种知识到底有没有实用价值,那就背离了学科固有的原则,乃是彻头彻尾的无知和错误。什么是有价值的,什么是价值不大的,什么该淘汰,这应由历史而不是人为决定。希尔伯特尽管谨慎地提出了23个问题,但他也同时警告说,预先去判断一个问题的价值往往是不可能的。现在看来,这些问题中有一部分之价值在数学发展史上确实没有当初想像的那么大。庞加莱说过,“要想预见数学的未来,适当的途径是研究它的历史与现状。”《什么是数学》选择了一些有价值的领域,这些领域都是发展成熟的,并且也是引人入胜的。

《什么是数学》的内容错落有致,层次分明。数学的三大版块——代数、几何和分析按章依次加以阐述。作者也注意到不同章节适当的衔接。全书从自然数谈起,然后引申到数论和数系的扩充,直到集合这个最一般的客体。第三章又转入几何作图,并与数域代数联系在一起。接下来的两章,作者从射影几何、非欧几何一直谈到拓扑学。最后三章重点阐述微积分及其应用。

数学或相关学科的重大问题,一直是发展数学理论的源泉和刺激。问题的重要性不在于难易程度,也不在于是否“高等”。通过穿插书中的一个个问题,我们可以看出活生生的数学研究过程。就拿解代数方程来说吧。由于提升了次数,便与几何作图联系起来,最终的发现是丰厚的:一是复数和代数基本定理的提出;二是群论的发明。另一方面,提升方程的元数,则导致矩阵、线性空间的概念,最终与群也有关系。单单一个解方程就搞出那么多名堂!

微积分是一个与代数方程有较大差异的领域,亦始终由一些有趣问题而触发。这些问题更多地来自物理,最著名的是最速降线、三体问题和关于肥皂膜张成极小曲面的普拉托问题;也有纯数学问题,如四色问题。这些表面上看起来毫不相干的问题,使得数学家将微积分拓展到微分方程、变分法、拓扑学和微分动力系统等重要分支。作者还加入了不少著名的“初等极值问题”,如等周问题、光路三角形、最短网络等。不仅增加了可读性,而且强调了这些历史名题对数学发展不可磨灭的功勋。

问题的提出是为了解决问题和提出新问题,最终目的不是炫耀自己的解题本领,而是强化理论武器,达到更高的境界和更广的视野。所以数学家不是工程师,整部数学史是数学家找问题,而不是问题找数学家。工程师、医师总希望问题少点好,而数学家恰恰相反。书中对问题背后新概念的把握可谓丝丝入扣,读来经常有得到“提升”的感觉。几个世纪以来,数学家把零零碎碎的问题在根子上寻找统一的努力,无疑树立了人类理性的伟大里程碑。

当然,柯朗没有看到数学的一些激动人心的新进展,如费马大定理、四色问题的证明,以及素数问题、纽结、分形和连续统假设等。这一切都由斯图尔特在第9章“最新进展”中做了精要而出色的介绍。

本书的参考文献也做得相当好,推荐阅读书目肯定花费了作者很多心思。这也是一本好的科普书的特征。

好作品要让读者常读常新。例如《西游记》,比起那些佛教典籍,太容易读懂了,但好玩的故事和浅显的文字背后,其思想上的玄妙实在不是一语、一人可以道破、穷尽的,故而历来评论绵绵不断;即便是普通读者,碰到一些社会现象,与小说中的情节做些类比,也有新的感悟。那么科学著作能否也达到同样的功效呢?至少,《什么是数学》这本书是做到了。

《几何原本》读后感1

《几何原本》的作者欧几里得能够代表整个古希腊人民,那么我可以说,古希腊是古代文化中最灿烂的一支——因为古希腊的数学中,所包含的不仅仅是数学,还有着难得的逻辑,更有着耐人寻味的哲学。

《几何原本》这本数学著作,以几个显而易见、众所周知的定义、公设和公理,互相搭桥,展开了一系列的命题:由简单到复杂,相辅而成。其逻辑的严密,不能不令我们佩服。

就我目前拜访的几个命题来看,欧几里得证明关于线段“一样长”的题,最常用、也是最基本的,便是画圆:因为,一个圆的所有半径都相等。一般的数学思想,都是很复杂的,这边刚讲一点,就又跑到那边去了;而《几何原本》非常容易就被我接受,其原因大概就在于欧几里得反复运用一种思想、使读者不断接受的缘故吧。

不过,我要着重讲的,是他的哲学。

书中有这样几个命题:如,“等腰三角形的两底角相等,将腰延长,与底边形成的两个补角亦相等”,再如,“如果在一个三角形里,有两个角相等,那么也有两条边相等”。这些命题,我在读时,内心一直承受着几何外的震撼。

我们七年级已经学了几何。想想那时做这类证明题,需要证明一个三角形中的两个角相等的时候,我们总是会这么写:“因为它是一个等腰三角形,所以两底角相等”——我们总是习惯性的认为,等腰三角形的两个底角就是相等的;而看《几何原本》,他思考的是“等腰三角形的两个底角为什么相等”。想想看吧,一个思想习以为常,一个思想在思考为什么,这难道还不够说明现代人的问题吗?

大多数现代人,好奇心似乎已经泯灭了。这里所说的好奇心不单单是指那种对新奇的事物感兴趣,同样指对平常的事物感兴趣。比如说,许多人会问“宇航员在空中为什么会飘起来”,但也许不会问“我们为什么能够站在地上而不会飘起来”;许多人会问“吃什么东西能减肥”,但也许不会问“羊为什么吃草而不吃肉”。

我们对身边的事物太习以为常了,以致不会对许多“平常”的事物感兴趣,进而去琢磨透它。牛顿为什么会发现万有引力?很大一部分原因,就在于他有好奇心。

如果仅把《几何原本》当做数学书看,那可就大错特错了:因为古希腊的数学渗透着哲学,学数学,就是学哲学。

哲学第一课:人要建立好奇心,不仅探索新奇的事物,更要探索身边的平常事,这就是我读《几何原本》意外的收获吧!

《几何原本》读后感2

今天我读了一本书,叫《几何原本》。它是古希腊数学家、哲学家欧几里德的一本不朽之作,集合希腊数学家的成果和精神于一书。

《几何原本》收录了原著13卷全部内容,包含了5条公理、5条公设、23个定义和467个命题,即先提出公理、公设和定义,再由简到繁予以证明,并在此基础上形成欧氏几何学体系。欧几里德认为,数学是一个高贵的世界,即使身为世俗的君主,在这里也毫无特权。与时间中速朽的物质相比,数学所揭示的世界才是永恒的。

《几何原本》既是数学著作,又极富哲学精神,并第一次完成了人类对空间的认识。古希腊数学脱胎于哲学,它使用各种可能的描述,解析了我们的宇宙,使它不在混沌、分离,它完全有别于起源并应用于世俗的中国和古埃及数学。它建立起物质与精神世界的确定体系,致使渺小如人类也能从中获得些许自信。

本书命题1便提出了如何作等边三角形,由此产生了三角形全等定理。即角、边、角或边、角、边或边、边、边相等,并进一步提出了等腰三角形——等边即等角;等角即等边。就这样欧几里德分别从点、线、面、角四个部分,由浅入深,提出了自己的几何理论。前面的命题为后面的铺垫;后面的命题由前面的推导,环环相扣,十分严谨。

这本书博大精深,我只能看懂十分之一左右,非常震撼,欧几里德不愧为几何之父!他就是数学史上最亮的一颗星。我要向他学习,沿着自己的目标坚定的走下去。

《几何原本》读后感3

《几何原本》是古希腊数学家欧几里得的一部不朽之作,集整个古希腊数学的成果和精神于一身。既是数学巨著,也是哲学巨著,并且第一次完成了人类对空间的认识。该书自问世之日起,在长达两千多年的时间里,历经多次翻译和修订,自1482年第一个印刷本出版,至今已有一千多种不同版本。

除《圣经》以外,没有任何其他著作,其研究、使用和传播之广泛能够和《几何原本》相比。汉语的最早译本是由意大利传教士利玛窦和明代科学家徐光启于1607年合作完成的,但他们只译出了前六卷。证实这个残本断定了中国现代数学的基本术语,诸如三角形、角、直角等。日本、印度等东方国家皆使用中国译法,沿用至今。近百年来,虽然大陆的中学课本必提及这一伟大著作,但对中国读者来说,却无缘一睹它的全貌,纳入家庭藏书更是妄想。

徐光启在译此作时,对该书有极高的评价,他说:“能精此书者,无一事不可精;好学此书者,无一事不科学。”现代科学的奠基者爱因斯坦更是认为:如果欧几里得未能激发起你少年时代的科学热情,那你肯定不会是一个天才的科学家。由此可见,《几何原本》对人们理性推演能力的影响,即对人的科学思想的影响是何等巨大。

《几何原本》读后感4

古希腊大数学家欧几里德是和他的巨著——《几何原本》一起名垂千古的。这本书是世界上最著名、最完整而且流传最广的数学著作,也是欧几里德最有价值的一部著作。在《原本》里,欧几里德系统地总结了古代劳动人民和学者们在实践和思考中获得的几何知识,欧几里德把人们公认的一些事实列成定义和公理,以形式逻辑的方法,用这些定义和公理来研究各种几何图形的性质,从而建立了一套从公理、定义出发,论证命题得到定理得几何学论证方法,形成了一个严密的逻辑体系——几何学。而这本书,也就成了欧式几何的奠基之作。

两千多年来,《几何原本》一直是学习几何的主要教材。哥白尼、伽利略、笛卡尔、牛顿等许多伟大的学者都曾学习过《几何原本》,从中吸取了丰富的营养,从而作出了许多伟大的成就。

从欧几里得发表《几何原本》到现在,已经过去了两千多年,尽管科学技术日新月异,由于欧氏几何具有鲜明的直观性和有着严密的逻辑演绎方法相结合的特点,在长期的实践中表明,它巳成为培养、提高青少年逻辑思维能力的好教材。历史上不知有多少科学家从学习几何中得到益处,从而作出了伟大的贡献。

少年时代的牛顿在剑桥大学附近的夜店里买了一本《几何原本》,开始他认为这本书的内容没有超出常识范围,因而并没有认真地去读它,而对笛卡儿的“坐标几何”很感兴趣而专心攻读。后来,牛顿于1664年4月在参加特列台奖学金考试的时候遭到落选,当时的考官巴罗博士对他说:“因为你的几何基础知识太贫乏,无论怎样用功也是不行的。”

这席谈话对牛顿的震动很大。于是,牛顿又重新把《几何原本》从头到尾地反复进行了深入钻研,为以后的科学工作打下了坚实的数学基础。

但是,在人类认识的长河中,无论怎样高明的前辈和名家,都不可能把问题全部解决。由于历史条件的限制,欧几里得在《几何原本》中提出几何学的“根据”问题并没有得到彻底的解决,他的理论体系并不是完美无缺的。比如,对直线的定义实际上是用一个未知的定义来解释另一个未知的定义,这样的定义不可能在逻辑推理中起什么作用。又如,欧几里得在逻辑推理中使用了“连续”的概念,但是在《几何原本》中从未提到过这个概念。

《几何原本》读后感5

公理化结构是近代数学的主要特征。而《原本》是完成公理化结构的最早典范,它产生于两千多年前,这是难能可贵的。不过用现代的标准去衡量,也有不少缺点。首先,一个公理系统都有若干原始概念,或称不定义概念,作为其他概念定义的基础。点、线、面就属于这一类。而在《原本》中一一给出定义,这些定义本身就是含混不清的。其次是公理系统不完备,没有运动、顺序、连续性等公理,所以许多证明不得不借助于直观。此外,有的公理不是独立的,即可以由别的公理推出。这些缺陷直到1899年希尔伯特(Hilbert)的《几何基础》出版才得到了补救。尽管如此,毕竟瑕不掩瑜,《原本》开创了数学公理化的正确道路,对整个数学发展的影响,超过了历史上任何其他著作。

《原本》的两个理论支柱——比例论和穷竭法。为了论述相似形的理论,欧几里得安排了比例论,引用了欧多克索斯的比例论。这个理论是无比的成功,它避开了无理数,而建立了可公度与不可公度的正确的比例论,因而顺利地建立了相似形的理论。在几何发展的历史上,解决曲边围成的面积和曲面围成的体积等问题,一直是人们关注的重要课题。这也是微积分最初涉及的问题。它的解决依赖于极限理论,这已是17世纪的事了。然而在古希腊于公元前三四世纪对一些重要的面积、体积问题的证明却没有明显的极限过程,他们解决这些问题的理念和方法是如此的超前,并且深刻地影响着数学的发展。

化圆为方问题是古希腊数学家欧多克索斯提出的',后来以“穷竭法”而得名的方法。“穷竭法”的依据是阿基米得公理和反证法。在《几何原本》中欧几里得利用“穷竭法”证明了许多命题,如圆与圆的面积之比等于直径平方比。两球体积之比等于它们的直径的立方比。阿基米德应用“穷竭法”更加熟练,而且技巧很高。并且用它解决了一批重要的面积和体积命题。当然,利用“穷竭法”证明命题,首先要知道命题的结论,而结论往往是由推测、判断等确定的。阿基米德在此做了重要的工作,他在《方法》一文中阐述了发现结论的一般方法,这实际又包含了积分的思想。他在数学上的贡献,奠定了他在数学史上的突出地位。

作图问题的研究与终结。欧几里得在《原本》中谈了正三角形、正方形、正五边形、正六边形、正十五边形的作图,未提及其他正多边形的作法。可见他已尝试着作过其他正多边形,碰到了“不能”作出的情形。但当时还无法判断真正的“不能作”,还是暂时找不到作图方法。

高斯并未满足于寻求个别正多边形的作图方法,他希望能找到一种判别准则,哪些正多边形用直尺和圆规可以作出、哪些正多边形不能作出。也就是说,他已经意识到直尺和圆规的“效能”不是万能的,可能对某些正多边形不能作出,而不是人们找不到作图方法。1801年,他发现了新的研究结果,这个结果可以判断一个正多边形“能作”或“不能作”的准则。判断这个问题是否可作,首先把问题化为代数方程。

然后,用代数方法来判断。判断的准则是:“对一个几何量用直尺和圆规能作出的充分必要条件是:这个几何量所对应的数能由已知量所对应的数,经有限次的加、减、乘、除及开平方而得到。”(圆周率不可能如此得到,它是超越数,还有e、刘维尔数都是超越数,我们知道,实数是不可数的,实数分为有理数和无理数,其中有理数和一部分无理数,比如根号2,是代数数,而代数数是可数的,因此实数中不可数是因为超越数的存在。虽然超越数比较多,但要判定一个数是否为超越数却不是那么的简单。)至此,“三大难题”即“化圆为方、三等分角、二倍立方体”问题是用尺规不能作出的作图题。正十七边形可作,但其作法不易给出。高斯(Gauss)在1796年19岁时,给出了正十七边形的尺规作图法,并作了详尽的讨论。为了表彰他的这一发现,他去世后,在他的故乡不伦瑞克建立的纪念碑上面刻了一个正十七边形。

几何中连续公理的引入。由欧氏公设、公理不能推出作图题中“交点”存在。因为,其中没有连续性(公理)概念。这就需要给欧氏的公理系统中添加新的公理——连续性公理。虽然19世纪之前费马与笛卡尔已经发现解析几何,代数有了长驱直入的进展,微积分进入了大学课堂,拓扑学和射影几何已经出现。但是,数学家对数系理论基础仍然是模糊的,没有引起重视。直观地承认了实数与直线上的点都是连续的,且一一对应。直到19世纪末叶才完满地解决了这一重大问题。从事这一工作的学者有康托(Cantor)、戴德金(Dedekind)、皮亚诺(Peano)、希尔伯特(Hilbert)等人。

当时,康托希望用基本序列建立实数理论,代德金也深入地研究了无理数理念,他的一篇

实际上,“直线上全体点是连续统”也是没有逻辑基础的。更没有明确全体实数和直线全体点是一一对应这一重大关系。如,数学家波尔查奴(Bolzano)把两个数之间至少存在一个数,认为是数的连续性。实际上,这是误解。因为,任何两个有理数之间一定能求到一个有理数。但是,有理数并不是数的全体。有了戴德金分割之后,人们认识至波尔查奴的说法只是数的稠密性,而不是连续性。由无理数引发的数学危机一直延续到19世纪。直到1872年,德国数学家戴德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数,并把实数理论建立在严格的科学基础上,才结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了持续2000多年的数学史上的第一次大危机。

《原本》还研究了其它许多问题,如求两数(可推广至任意有限数)最大公因数,数论中的素数的个数无穷多等。

在高等数学中,有正交的概念,最早的概念起源应该是毕达哥拉斯定理,我们称之为勾股定理,只是勾3股4弦5是一种特例,而毕氏定理对任意直角三角形都成立。并由毕氏定理,发现了无理数根号2。在数学方法上初步涉及演绎法,又在证明命题时用了归谬法(即反证法)。可能由于受丢番图(Diophantus)对一个平方数分成两个平方数整数解的启发,350多年前,法国数学家费马提出了著名的费马大定理,吸引了历代数学家为它的证明付出了巨大的努力,有力地推动了数论用至整个数学的进步。1994年,这一旷世难题被英国数学家安德鲁威乐斯解决。

多少年来,千千万万人(著名的有牛顿(Newton)、阿基米德(Archimedes)等)通过欧几里得几何的学习受到了逻辑的训练,从而迈入科学的殿堂。

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