数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)

本文分为两个部分,首先请阅读《从刻度尺的使用谈测量》一文,接下来请看张景中先生的数学讲座。

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(1)

读后明白了一个道理:一个数学问题还没有解决之前,可以退一步想,简化问题,或者考虑特殊情况,极端情况以降低难度;当问题解决之后,就应当进一步想,考虑逐步推广你的结论,使问题一般化和普遍化,得到适用范围更广的结论。

观察与实验

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(2)

从刻度尺的使用谈测量

陈延沛(华东师范大学二附中,特级教师)

物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验少不了观察和测量,特别是长度、质量和时间的测量更为重要。所以,中学生学习物理时,第一章便是测量。

就以最最普通的刻度尺来说,也许不少中学生早已使用过,但一般说来离科学地使用刻度尺还是有距离的,这里还有一些学问呢。

你拿到一把刻度尺,在进行测量以前,先要观察这把尺一次能够测量多少长度,就是了解它的度量范围;再观察这把尺的最小刻度是多少?就是了解它的准确度;最后还要观察这把尺的零刻度线在哪里,有没有磨损,了解它的起点(零点)是否正确。就是说,先要对这几点了解清楚,才有可能正确使用这把尺。

当你需要测量某一物体的长度时,你就得考虑以上各点,以决定这把尺是否合用。显然,使用量度范围不够的测量工具是很麻烦的,准确度不够的测量工具更是几乎不能用。至于零刻度线损坏的刻度尺,有时还可另选取一个起始点。例如我们来测量窗框的长、宽,以便装配玻璃。选择刻度尺时就得考虑:尺的量度范围应适当大一点,这样既使用方便,又可减小误差;尺的准确度不能太差,避免由于估计误差而使玻璃装不上。假定选用1米长的毫米刻度尺来测量,零刻度线是完好的,那就可以从零线量起,读数较方便。如果零刻度线磨损了,那只好从10厘米的刻度线量起。测量结果要不要估计到0.1毫米,还要看装配玻璃所要求达到的精确度来确定。自然,对一些通常较多见的中型窗户,选用150毫米的钢皮尺是嫌量度范围不够的,而选用有毫米刻度的、量度范围大的卷尺来测量就较方便和精确。

另外,为了使测量结果更趋准确,通常要反复运用正确的方法进行多次测量,求其平均值,才能得到正确的测量结果,当然,在尺的刻度上不仅可读出数值,还有单位,千万不要把单位忽略了!

必须指出,对刻度尺的上述几点注意,也适用于其他一些测量工具。原来是刻度尺的家族很庞大,可以说凡是有刻度的测量工具(如弹簧秤、天平、温度计、电表等等)都和刻度尺有关。所以不要小看一把刻度尺,它是一批测量工具的基础,学好它对进一步学习较复杂的测量知识和技能有很大作用。我们应该到实践中去,从实际测量中来学习测量知识,从大量测量实践中来提高测量的技能。如果你能动脑筋、想办法,注意去测量周围一些不能用正规方法测量的物体,并能正确地算出测量的结果,你的学习成绩就不错了。如果你还会用学到的测量知识和技能去探索和掌握新的测量工具,就可以说你的能力是提高了。

逐步推广你的结论

文章来自《数理化生园地》创刊号。

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(3)

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(4)

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(5)

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(6)

数学测量在生活中的运用(张景中数学讲座)(7)

读后感:八年级学生开始学勾股定理和勾股定理的应用题了。本文适合八年级学生课外阅读。

作者出一个简单的测量问题谈起,起点低,循循善诱,引导读者从简到繁,由浅入深地思考问题。不仅是授人以鱼,更是授人以渔,通过简单的例子让读者一步步领会数学思想和方法。

勾股定理在《几何原本》出场较晚(需要作很多准备工作,勾股定理是命题47,逆定理是命题48),在书中很难找到勾股定理的应用。

而勾股定理在《九章算术》中地位高,有整整一章的篇幅是勾股定理的各种应用题。

在直角三角形中,有勾股弦以及它们之间的和差,共九个数。古代数学家通过研究得到结论,这九个数可以知二求七。

这九个数分别是:

1.勾(短直角边,像小腿),

2.股(长直角边,像大腿),

3.弦(斜边,像琵琶弦),

4.勾股和

5.股弦和

6.弦勾和

7.勾股差

8.股弦差

9.弦勾差

给八年级上期的学生布置一个课外作业:用直角三角形的九个数自己出题并解答,题目类型是知二求勾股弦这三个数。

举个例子,在直角三角形中,已知股弦和为10,勾为3,求股和弦。

如果你是学霸,请解题后再归纳总结出这个类型问题的解题公式。

完成作业后,八年级学生对勾股定理的理解掌握和运用都将大大提升一个档次。

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