《數(shù)學(xué)寶盒 : 從入門(mén)開(kāi)始培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維》是一本數(shù)學(xué)思維啟蒙書(shū)。如果數(shù)學(xué)是通往實(shí)在的一種手段。我們就可利用數(shù)學(xué)去探索、去發(fā)現(xiàn)、去理解實(shí)在中包含的美與秩序。我們對(duì)數(shù)學(xué)的運(yùn)用,就仿佛是將實(shí)在中的美與秩序“反照”到我們的思想之中。在我們運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行思想的過(guò)程,我們的思維也有機(jī)會(huì)去靠近美與秩序。如果我們把這種思維稱(chēng)為數(shù)學(xué)思維,那么它一定具有嚴(yán)密、精致、美妙的特征。這本數(shù)學(xué)入門(mén)小書(shū),是希望學(xué)習(xí)者(尤其是小孩子)能夠從一開(kāi)始就體會(huì)到數(shù)學(xué)中的美與秩序。
序
思想是宇宙的真子集嗎?
幾年前的某一天,我的腦海中冒出了這樣一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,我至今也未找到答案。這個(gè)問(wèn)題,似乎是一個(gè)哲學(xué)問(wèn)題,其中包含一個(gè)數(shù)學(xué)概念,還有一個(gè)物理概念,因此似乎也像是一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題或一個(gè)物理問(wèn)題。
在此,我并不想回答這個(gè)問(wèn)題。將這個(gè)問(wèn)題擺在讀者面前,是試圖借這個(gè)問(wèn)題,揭示(也許說(shuō):“暗示”更為合適)實(shí)在世界(如宇宙)、數(shù)學(xué)世界(真子集這一概念就屬于數(shù)學(xué)世界)和思想世界(或者說(shuō)想象世界)之間存在的神秘聯(lián)系。
在說(shuō)明數(shù)學(xué)世界、思想世界實(shí)在世界之間具有的這種神秘的聯(lián)系時(shí),我常常會(huì)有用一數(shù)學(xué)概念——如“射影”、“反函數(shù)”等——來(lái)做比喻的沖動(dòng),比如:數(shù)學(xué)世界仿佛是實(shí)在之中的美與秩序在思想世界之中的“射影”;數(shù)學(xué)世界與實(shí)在之中的美與秩序之間仿佛有一種互為“逆函數(shù)”的關(guān)系。
如果數(shù)學(xué)是通往實(shí)在的一種手段。我們就可利用數(shù)學(xué)去探索、去發(fā)現(xiàn)、去理解實(shí)在中包含的美與秩序。我們對(duì)數(shù)學(xué)的運(yùn)用,就仿佛是將實(shí)在中的美與秩序“反照”到我們的思想之中。在我們運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行思想的過(guò)程,我們的思維也有機(jī)會(huì)去靠近美與秩序。如果我們把這種思維稱(chēng)為數(shù)學(xué)思維,那么它一定具有嚴(yán)密、精致、美妙的特征。
撰寫(xiě)這部數(shù)學(xué)入門(mén)小書(shū),止是希望學(xué)習(xí)者(尤其是小孩子)能夠從一開(kāi)始就體會(huì)到數(shù)學(xué)中的美與秩序。
本書(shū)不像有些數(shù)學(xué)書(shū)那樣設(shè)置大量的習(xí)題并要求讀者進(jìn)行大量計(jì)算(當(dāng)然解題與計(jì)算不是不重要),而是重在講解數(shù)學(xué)中的規(guī)律,重在培養(yǎng)抽象的數(shù)學(xué)思維。本書(shū)的內(nèi)容安排,盡量做到深入淺出、從淺到深、由易到難。
有些數(shù)學(xué)書(shū)入門(mén)書(shū)讓讀者覺(jué)得太難,往往是因?yàn)樵诒驹撨M(jìn)一步解釋的地方,作者想當(dāng)然地認(rèn)為很簡(jiǎn)單,便一筆帶過(guò)。如此一來(lái),便可能在學(xué)習(xí)者的思維中,制造出未能打通的“節(jié)點(diǎn)”,從而影響學(xué)習(xí)者數(shù)學(xué)思維的形成,漸漸磨損學(xué)習(xí)者對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
本書(shū)則盡量在那些看起來(lái)似乎簡(jiǎn)單實(shí)際卻可能造成理解困難的環(huán)節(jié)處,做出更詳細(xì)的、更透徹的解釋?zhuān)云谠诩?xì)微之處帶給學(xué)習(xí)者豁然開(kāi)朗的感覺(jué)。
因此,如果讀者在為孩子或?yàn)樽约哼x購(gòu)數(shù)學(xué)入門(mén)書(shū)的時(shí)候,曾經(jīng)產(chǎn)生這樣的困惑——不是覺(jué)得太難就是覺(jué)得太簡(jiǎn)單了,那么這部小書(shū)或許是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
本書(shū)原來(lái)的書(shū)名是《數(shù)學(xué)寶盒:給孩子講數(shù)學(xué)》,出版時(shí),改為《數(shù)學(xué)寶盒:從入門(mén)開(kāi)始培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維》。讀者可從原定書(shū)名與后來(lái)的變更中,看到我撰寫(xiě)此書(shū)的最初目的與期望所在。
何 輝
字镠瑞,學(xué)者、文學(xué)家,跨界創(chuàng)作人、數(shù)字愛(ài)好者和業(yè)余研究者,著述涉及諸多領(lǐng)域,長(zhǎng)期從事創(chuàng)造性思維研究和探索。主要學(xué)術(shù)代表作有: 《創(chuàng)意思維:關(guān)于創(chuàng)造的思考》、《宋代消費(fèi)史:消費(fèi)與一個(gè)王朝的盛衰》,《龍影:西方世界中國(guó)觀(guān)念的思想淵源》,《廣告學(xué)教程》、《廣告文案》、《廣告創(chuàng)作與分析》等,文學(xué)代表作有長(zhǎng)篇?dú)v史小說(shuō)《大宋王朝·沉重的黃袍》、《大宋王朝·大地棋局》、《大宋王朝·天下布武》、《大宋王朝·鏖戰(zhàn)潞澤》、《大宋王朝·王國(guó)的命運(yùn)》等,該系列長(zhǎng)篇?dú)v史小說(shuō)被讀者譽(yù)為開(kāi)創(chuàng)了當(dāng)代歷史小說(shuō)中的“新史家小說(shuō)流”;另有文集《镠瑞集》、《镠瑞續(xù)集甲集》、《镠瑞續(xù)集乙集》等!堕L(zhǎng)征史詩(shī)》亦是作者文學(xué)代表作之一,是中國(guó)第*部真正用史詩(shī)體裁寫(xiě)作長(zhǎng)征的作品!稊(shù)學(xué)寶盒》一書(shū)是作者為數(shù)學(xué)入門(mén)者培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維而撰寫(xiě)的數(shù)學(xué)科普性讀物。
目錄
正整數(shù)
零
自然數(shù)
負(fù)整數(shù)
分?jǐn)?shù)
有理數(shù)
算術(shù)基本規(guī)律
除法
和差積商和余數(shù)
長(zhǎng)除法和運(yùn)算規(guī)則
分?jǐn)?shù)的加減乘除
平方
乘方和開(kāi)方
整數(shù)的表述
記數(shù)系統(tǒng)
不同于十進(jìn)制記數(shù)系統(tǒng)的計(jì)算方法
七進(jìn)制的加法
七進(jìn)制的乘法
二進(jìn)制的加法和乘法
整數(shù)體系的無(wú)窮性
數(shù)學(xué)歸納法
算術(shù)級(jí)數(shù)
幾何級(jí)數(shù)
最前面的n個(gè)自然數(shù)的平方和
數(shù)學(xué)的創(chuàng)造性成分
數(shù)論
質(zhì)數(shù)(素?cái)?shù))
最小公倍數(shù)
最大公約數(shù)
互質(zhì)數(shù)
質(zhì)數(shù)的分布初探
質(zhì)數(shù)定理
求最大公約數(shù)的歐幾里得演算法
同余
費(fèi)馬大定理
連分?jǐn)?shù)
數(shù)的擴(kuò)張與分類(lèi)
引入有理數(shù)對(duì)運(yùn)算規(guī)則的意義
有理數(shù)的幾何詮釋
有理數(shù)的大小關(guān)系和絕對(duì)值
可通約的線(xiàn)段
不可通約的線(xiàn)段
畢達(dá)哥拉斯定理
利用畢達(dá)哥拉斯定理求兩點(diǎn)間的距離
畢達(dá)哥拉斯三元組
十進(jìn)制小數(shù)和無(wú)盡小數(shù)
無(wú)限循環(huán)十進(jìn)制小數(shù)
極限和無(wú)窮幾何級(jí)數(shù)
無(wú)理數(shù)的普遍定義
參考文獻(xiàn)