葉珣
大多數(shù)同學(xué)可能跟我一樣,在開始學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時,感覺數(shù)學(xué)很抽象,又有些枯燥無味。后來慢慢了解了數(shù)學(xué)后,才發(fā)現(xiàn)其實數(shù)學(xué)是一個很有趣的東西,并且喜歡上了數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)其實是一片深奧的海洋,是一座美麗的花園,是一個奇妙的世界。數(shù)學(xué)的美,隱藏在數(shù)字、點(diǎn)、線與面、幾何圖形、函數(shù)等符號中。如那些整齊簡練的數(shù)學(xué)方程,勻稱規(guī)則的幾何圖形。
實際中的數(shù)學(xué)充滿著樂趣,小的時候我們都玩過排積木,其中有種類似圖一,圖二的排法的過程,先放一個,在放兩個,再放三個這樣一個“小山形”,一個“小山形”排出來了。你不僅僅覺得它有趣而且還知道每次要加幾個才能排好這個圖形。其實在這個過程中,天真的我們已經(jīng)通過自己動手以及我們的眼睛,將整數(shù)通過形狀進(jìn)行了分類。圖一實際是個三角數(shù),圖二實際是四角數(shù),除此之外還有五角數(shù),六角數(shù)……你排的過程中其實你已經(jīng)角數(shù)之間的關(guān)系,每個四角數(shù)都是兩個相繼三角數(shù)之和。其實不僅僅如此,實際我們從書上還學(xué)到第n-1個三角數(shù)與第n個k角數(shù)之和為第n個k+1角數(shù)。只是簡單的從書上學(xué)這個規(guī)律,應(yīng)該沒有直接動手排出來記憶猶新。想想我們經(jīng)常遇到的排列組合問題何嘗不可以將其轉(zhuǎn)換為我們能看到圖形來記憶它。
數(shù)學(xué)在我們?nèi)粘I钪幸彩呛艹R姷?,平時我們見到的地板形狀都是三角形、四邊形,而我們數(shù)學(xué)中學(xué)過很多的圖形,如多邊形可以分為正多邊形和非正多邊形、凸多邊形、凹多邊等等,可能有些多邊形來鋪地板會更好看些,為什么不去選擇它們呢?原因是鋪地板需要考慮地板要鋪滿、無重疊、無縫隙。如果地板之間無縫隙,則k個正n多邊形必須滿足kan=360°則實際所需要的圖形應(yīng)該內(nèi)角度需要滿足如下的公式:帶入a=,則化簡后得k=,很容易看出n=3,4,6時k是整數(shù),這就是為什么我們通??吹降牡匕迨撬倪呅?,當(dāng)然正四邊形也是相對讓人看起舒服的圖形。生活中很多展現(xiàn)給我們的都是數(shù)學(xué)的表達(dá)。
數(shù)學(xué)不僅僅展現(xiàn)在我們的日常生活中,還表現(xiàn)在藝術(shù)與文字之中。達(dá)·芬奇通過《神奇的比例》,將人體與幾何中最完美而又簡單的圖形圓和正方形聯(lián)系聯(lián)系在一起,這幅作品可以堪稱詮釋黃金分割數(shù)的經(jīng)典之作。很多的繪畫大師都是這樣用圖像來表達(dá)數(shù)學(xué)家們想去表達(dá)又無法具體表現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想和理論,有時那么鮮活、具體,以至于令數(shù)學(xué)家無限感嘆和佩服。除了畫之外,詩歌也常被選來表達(dá)所見事物其所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)含義,如“平平湖水清可鑒,石上半尺生紅蓮;出泥不染亭亭立,忽被吹到清水面。漁人觀看忙向前,花離原位二尺遠(yuǎn);能算諸君請解題,湖水如何知深淺。”其實這是一首那么富有詩情畫意的代數(shù)題,詩人看到長在湖里的紅蓮,露出湖面的長度是半尺,它被風(fēng)吹向一邊,很自然的想到了問“湖有多深”,它并沒有直接說我們用勾股定理就直接可以算得到,而是用美妙的詩詞表達(dá)出來。經(jīng)典的明代程大位《算法統(tǒng)宗》是一本通俗實用的數(shù)學(xué)書,里面很多首歌謠都是將枯燥的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化成了美妙的詩歌,都是講所看到的事物引發(fā)的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化詩歌來表達(dá)“肆中飲客亂紛紛,薄酒名醨酒醇。好酒一瓶醉三客,薄酒三瓶醉一人。共同飲了一十九,三十三客醉顏生。試問高明能算士,幾多醨酒幾多醇?”其實本就是喝酒的事情,卻用詩歌來表述類似二元一次方程組的飲酒歌。
數(shù)學(xué)是一種模式的科學(xué),是我們看待世界,包括外在的物理、生物與社會世界,和內(nèi)在心智世界的一種方式。通常藝術(shù)家追求的美中形式是特別重要的,如泰山的雄偉,華山的險峻,黃山的奇特,峨眉山的秀麗,青海的幽深,滇池的開闊,黃河的蜿蜒,長江的浩瀚……常常是藝術(shù)家們渲染的不同的形式與角度。其實數(shù)學(xué)中也有很多形式美的,盡管有時含義可能比較深邃,但是只要我們有著對數(shù)學(xué)的熱愛,隨處都能看到數(shù)學(xué)表現(xiàn)出來的美。