神奇的计算工具渗透数学思想(数学研究工具)

今日笑话 2022年09月27日

本文目录一览:

“数学英雄”欧拉的天才之作—欧拉公式,为啥被称为宇宙第一公式?

欧拉公式对于学习数学的人来说都不会陌生,他被数学家们称为“最美公式”、“上帝创造的公式”,甚至还有人说它是宇宙第一公式。这个公式不仅蕴含着数学思想,并且还包含了宇宙的哲理,欧拉将最基本的五个常数组在一起,却形成了如此优美的公式。它可能是让高中生甚至大学生最为头疼的,但是它是每个数学领域的财富。

数学英雄--莱昂哈德欧拉

欧拉是著名的数学家、自然科学家。1707年在瑞士出生的欧拉,在13岁就入读了巴塞尔大学,16岁就获得了硕士学位,年轻有为。

而且他在数学界的成就是无人能及的,每一个数学领域都可以看到欧拉的影子,欧拉也是解析数论的奠基人,就是我们所了解的欧拉公式,建立了数论和分之间的联系,同时欧拉也是历史最多产的数学家,现存的欧拉所留下的数学笔记就要比很多数学家一起写的还多,甚至还有的手稿在意外中丢失,不得不说欧拉是数学界中数一数二的天才。

欧拉公式--e^iπ+1=0

在这个公式里,都是平日里我们所见的常数,可以说有学习过数学的人见了都不会陌生。

了解两个超越数:自然对数的底e和圆周率Π,两个单位:虚数单位i和自然数的单位1,还有就是我们最最常见甚至幼儿园小朋友都认识的0,就是这些最为基础且普通的常数,在欧拉的手下成为几个世纪以来最美的发现。

这个公式不仅仅代表着数学思想,也有欧拉对自然的思考,e代表着自然,Π代表着无限循环的可能,i代表着虚拟的想象,1是万物的起点,0则是万物的终点。大自然充满着无限的想象,但最后都会回归终点,想必这才是欧拉公式中最想表达的。

为啥欧拉公式就是宇宙第一公式?

虽然这种说法比较夸大,毕竟宇宙的奥秘我们还有很多没有探索,但是这也说明了在几个世纪中,欧拉带给人们的影响是多么的深刻。欧拉公式最大的成功就在于,它涉及的方面、领域广泛,它不仅推动了数学的发展,而且让人们有了哲学方面的思考。更是有数学家高斯曾说:“一个人第一次看到这个公式如果感受不到它的魅力,他不可能时数学家”。

总之,我们对宇宙的了解是有无限可能的,所以我们现在科技的发展,都是在探索奥秘的路上,在未来的某一天我们可能会看到宇宙的尽头,看到宇宙的终点,那时也许我们也就回归到了最初的起点,看到了一切诞生时的样子。

神奇的幻方在生活中有什么样的应用

一、幻方应用于哲理思想的研究。

在数学中,幻方蕴涵的哲理思想是最为丰富的。《易经》 是一本哲学书,它几乎影响了国内外的各种哲学思想。而易学家们通过多方面研究发现,易 学来源于河图洛书,而洛书就是三阶幻方。幻方的布局规律、构造原理蕴涵着一种概括天地 万物的生存结构,是说明宇宙产生和发展的数学模型。拙文《四阶完美幻方的易理思想》、 《五阶幻方与易数系统》,是对高阶幻方蕴含的哲理思想的进一步探讨,有兴趣的读者可 参阅《周易研究》1999年第1期和2000年第1期。

二、幻方应用于美术设计

幻方可大量应用于美术设计,西方建筑学家勃拉东发现幻方的对称性相当丰富,它采用幻方组成许多美丽的图案,他把图案中的那些方阵内的线条称为“魔线”,并应用于轻工业品、封面包装设计中,德国著名版画家A·度勒的作品《忧郁症》中,因有一个能指明制作年代的幻方而闻名于世,艺术美与理性美的和谐组合,往往成为流芳千古的佳作。关于“魔线”图,日本幻方专家阿部乐方也做过许多工作,我国河南安阳一位教师姬广忠,曾研究出各种魔线图,奉献给了中央工艺美术学院。北京丁宝训在《幻方专辑》 登载了17幅“魔线图”,都十分漂亮。幻方中数学布局十分对称均衡,又有丰富的变化,因而 将其数字按序联起来,可形成一幅幅奇特的“魔方阵构造图”,经彩色处理可获得十分漂亮的美术图案,这种图案在表现出多样的对称美的同时,又有幻方原理的理性规律,因此耐人寻味,堪称天斧之工。

三、幻方的美学价值。

数学是美的,幻方更美。幻方是数学按着一种规律布局成的一种体系 ,每个幻方不仅是一个智力成就,而且还是一个艺术佳品,都以整齐划一,均衡对称、和谐 统一的特性,迸发出耀人的数学美的光辉,具有很高的美学价值。在数学美学当中,把幻方 中的美学价值推为至上,由于数学中的各个内容均同数字有密切联系,因而幻方这种美的结 构均可渗透在各种数学知识当中,显示出多样的妙趣来,使我们在幻方的欣赏中了解数学知 识的许多奥妙。

四、幻方的智力开发功能。幻方由于比较简单,容易入门,很快能引起青少年的探讨兴趣。 可以说幻方在智力开发方面已产生十分重要的作用。挖掘中国数学史,我们便会看到,趣味 数学、计算工具、棋类游戏都与幻方有着内在的联系。在算法的历史上,先有九宫算,后有 太乙算、算盘、电子计算机,在游戏的发展史上,最先有重排九宫,后有象棋、围棋、华容 道游戏等。围棋盘是一个19阶方阵,象棋盘是一个八阶方阵(其将帅宫是一个三阶方阵), 它 们的走法原理均同幻方的布局原理相关。电脑上的“挖地雷”游戏,同九宫图密切相关。

近年来,我国幻方研究者应用幻方原理发明了许多智力开发游戏。辽宁刘志雄设计出一种 “集图双面幻方器”获铜牌奖,安徽王忠汉设计出一种有趣的“幻方棋”,湖南江亚晶设计 了“幻方系列数字游戏机”,笔者也设计成功“九宫妙算棋”,具有九大功能,20多种游戏 方式,是小学生数学运算训练的极好园地。

五、幻方在数学教学中的影响。

幻方在数学教学中, 具有提高学生学习兴趣、美化教材、启 迪思维的功能。幻方中数字的丰富变化,把数学教材中的各个内容联系起来,如方程幻方、 根式幻方、分数幻方、黑洞数幻方、积幻方、差幻方、平方幻方等,它们都可用在数学教学 当中,使数学内容产生魅力。图1是一个五阶完美幻方,当初一学生学习了有理数的加减运 算后,将这个数字图交给学生探讨,学生就会以强烈的兴趣进行各方面的学习活动的,他们 会发现形如“十、一、×、/”所含五数和均为0, 图1中带“△”的6数之和,一定等 于带“○”中的数,这种普遍的规律,在幻方图中处处呈现,学生在这种趣味活动中得到了有理数运算的训练。当今的《奥林匹克数学》书中,幻方是一个重要内容。

六、幻方对科学的启迪。

河图可看成是二阶幻方模型,洛书是三阶幻方,由于它们流传甚广 ,从古到今给人们许多科学的启迪。例如,爱因斯坦的《相对论》,运用了11个公式推算时 空相对增减元数,而河洛数对他很有启发。美籍华裔学者焦蔚芳,曾写有洛书矩阵、洛书几 何、洛书空间方面的书,对数学的发展起了促进的作用。河南傅熙如运用洛书研究哥德巴赫 猜想。我们知道电脑的产生基于自动控制理论,而美国自动控制论的发明人是通过研究中国 的“三三迷宫图”(三阶幻方的联线图)突发奇想,做出一系列控制理论的。从这里的资料可 看出,现在风靡世界的电脑,挖根寻源竟然跑到了幻方领域里去了。幻方因具有一种自然的 属性,虽是数字关系,但往往抽象概括性特强,当人们反复深思以后,就有可能对某个科学 理论激发出灵感来,从而推动其发展。在中国的传统文化中,我们能够看到洛书运用于军事 、中医、天文、气象、气功等领域的大量资料,说明幻方与各种学科的密切关系是不可忽视 的。

七、幻方应用于科学技术之中。

幻方已应用于“建路”、“爵当曲线”、“七座桥”等的位 置解析学及组合解析学中。幻方引出了拉普拉斯的导引系数和哥斯定理、格里定理、斯笃克 定理,还引出了普生、布鲁汀两氏的电子方程式。幻方还引出了桑南的自动控制论,从而促 成了电子计算机的诞生,电脑有三个来源,即二进制(八卦)、算盘和幻方。电子科学已把幻 方的排列路线看成是一理想的电子回路网图形,我们从台湾黎凯旋的《易数浅谈》中可以看 到,从日本学习飞机知识的台湾驾驶员,第一堂课上的就是幻方知识课,因为幻方的构造原 理与飞机上的电子回路设置密切相关。台湾电机专家吴隆生创造了64阶方阵仪可用于计算 机 、测量仪、通讯交换仪以及水电、火力、航空等的管制系统,已获得专利。海上漂浮建筑, 首先要解决的问题,就是要将建筑面分割成方阵格,每格的建筑重量的确定,需要象构造幻 方一样巧妙布局,因为只要各线各方向上的重量处处均衡才不致于倾斜。陕西省政协田健先 生写成一书,正在应用幻方研究中医理论,他从幻方的数字结构研究人体病因的数字特征, 以及中药的配置。他的研究工作引起了许多医易学家的关注。笔者应用十阶幻方的构造原理 研究“505神功元气袋”的中医理论,取得了一定的成果。四川刘辑熙曾为玩具厂、手帕厂 、制球厂、制伞厂、瓷厂设计了幻方文化产品,江苏许仲义有“幻方地毯”的设计。北京高 学峰有“幻方布”及“幻阵治病”的多项专利。

八、幻方在前沿科学中的作用。

这里想着重介绍一下,北方工业大学副校长,博士生导师齐 东 旭教授的研究成果,他的书《分形及其计算机生成》中,其中有一节“矩阵的kronecker乘 积与幻方”,论述了幻方已从被认为仅仅是“奇怪的现象”而逐渐开发了它的应用。如果将 m阶幻方A、n阶幻方B作为矩阵,那么Kronecker乘积A?B也是一个幻方。如果在计算机屏 幕上设定m×n个正方形,每个正方形的灰度依序对应m×n矩阵A的元素数值,对应于aij的方块,每分割它为P×q个小正方形,按aij*B的数值对它着色,这一过程继续下 去,可以想象,由幻方得到的无穷嵌套的结构具有自相似性(外观的或内在的),可看作是一 种全息对应结构。因幻方是一种特殊的数值矩阵,齐东旭教授发现,以幻方为控制网数据矩阵而生成的Bezier -Bernstein曲面,具有单向积分不变的特性,而其他熟知的逼近方式,如B样条插值或磨光 、lagrange插值等,皆不具备这一性质。

齐东旭教授与他的博士研究生丁玮合写文章《数字图像变换及信息隐藏与伪装技术》发表在 计算机学报上。本文提出“按幻方的图像置乱变换”的技术,它可以将需保密的图像置乱后 ,再按幻方的原理复原,这种置乱变换还可以进行多次。笔者认为幻方的分类、计数及构造 程序和变换,均可用在信息隐藏技术中,应用前景将十分广阔。

笔者近来阅读了计算机网络系统,网络拓朴结构共有五种,它们各有优缺点,但当我们思考 五阶完美幻方的结构后,五种网络结构可融为一体,有可能成为最完美的网络体系结构,而 且它有些象我们人体中的“五行体系”(中医名词)。山东吴硕辛的α (q, A)理论 ,与电脑的基 本原理十分接近,这套从幻方中派生的理论,必定会在电脑中找到应用的前景的。甘肃黄均 迪应用二进制理论研究幻方,它将幻方分解成若干幅图块,这些图块都是由黑白两色构成, 并具有和谐均衡性,这些黑白图块肯定可以用在电脑技术中去,希望大家去研究开发。

随着电子计算机的进一步发展,幻方在人功智能、图论、对策论、实验设计、工艺 美术、电 子回路原理、位置解析学等方面有着更加广泛的应用。我们可以这样说,幻方在古老的过去 ,对人类的文明做出了重大的贡献,而在信息时代的今天,它也必将有一个广阔的应用前景 。

计算机出现之前,有哪些神奇的计算工具?

今天对财务管理课程的学习,真的是感受到了学习是多么多么开心的一件事情,今天的课程,让我了解到了计算器功能的强大。普通计算器、科学计算器以及金融计算器他们有着各自特殊的功能和作用。同时也为自己多年使用计算器从未发现其中的奥妙而感到悲哀,但也为发明计算机的这个人的聪明而骄傲,计算器的发明,最终给我们带来了方便,而且希望今后我们都可以好好充分利用我们手里的工具。

心里在想,谁发明的计算器呀,真的是太有才啦。继而我进行了百科:

计算器是最早的计算工具,例如:奇普(Quipu或khipu)是古代印加人的一种结绳记事的方法,用来计数或者记录历史。它是由许多颜色的绳结编成的。

筹策

还有古希腊人的安提凯希拉装置,中国的算盘等。中国古代最早采用的一种计算工具叫筹策,又被叫做算筹。这种算筹多用竹子制成,也有用木头,兽骨充当材料的。约二百七十枚一束,放在布袋里可随身携带。直到今天仍在使用的珠算盘,是中国古代计算工具领域中的另一项发明,明代时的珠算盘已经与现代的珠算盘几乎相同。

早期的计算器为纯手动式,如算盘、算筹等。算盘通常是以滑动的珠子制成。在西方,算盘在印度阿拉伯数字流行前使用了数个世纪,且在近代中国的记帐与商务上仍广泛使用。后来出现机械计算器。17世纪初,西方国家的计算工具有了较大的发展,英国数学家纳皮尔发明的"纳皮尔算筹",英国牧师奥却德发明了计圆柱型对数算尺,这种计算尺不仅能做加减乘除、乘方、开方运算,甚至可以计算三角函数,指数函数和对数函数,这些计算工具不仅带动了计算器的发展,也为现代计算器发展奠定了良好的基础,成为现代社会应用广泛的计算工具。

1642年,年仅19岁的法国伟大科学家帕斯卡(Pascaline)发明了第一部机械式计算器,在他的计算器中有一些互相联锁的齿轮,一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位,人们可以像拨电话号码盘那样,把数字拨进去,计算结果就会出现在另一个窗口中,但是只能做加减计算。1694年,莱布尼兹(Leibniz)在德国将其改进成可以进行乘除的计算。此后,一直要到20世纪50年代末才有电子计算器的出现。

19世纪,巴贝奇将计算工具的概念更往前推,试图创建第一个可编程式计算器,但他建造的机器太重了,因而无法操作。

20世纪,20世纪70年代开始,微处理器技术被吸纳进计算器制程,最初的微处理器是Intel于1971年为日本名为Busicom()的计算器公司生产的,1972年惠普推出第一款掌上科学计算器HP-35。

我来说两句
黑客技术 2年前 (2022-09-27) | 回复
代表着自然,Π代表着无限循环的可能,i代表着虚拟的想象,1是万物的起点,0则是万物的终点。大自然充满着无限的想象,但最后都会回归终点,想必这才是欧拉公式中最想表达的。为啥欧拉公式就是宇宙第一公式?虽然这种说法比较夸大,毕竟宇宙的奥秘我们还有很多没有探索,但是这也说
黑客技术 2年前 (2022-09-27) | 回复
有三个来源,即二进制(八卦)、算盘和幻方。电子科学已把幻 方的排列路线看成是一理想的电子回路网图形,我们从台湾黎凯旋的《易数浅谈》中可以看 到,从日本学习飞机知识的台湾驾驶员,第一堂课上的就是幻方知识课,因为幻方的构造原 理与飞机
黑客技术 2年前 (2022-09-27) | 回复
会回归终点,想必这才是欧拉公式中最想表达的。为啥欧拉公式就是宇宙第一公式?虽然这种说法比较夸大,毕竟宇宙的奥秘我们还有很多没有探索,但是这也说明了在几个世纪中,欧拉带给人们的影响是多么的深刻。欧拉公式最大的
黑客技术 2年前 (2022-09-28) | 回复
士学位,年轻有为。而且他在数学界的成就是无人能及的,每一个数学领域都可以看到欧拉的影子,欧拉也是解析数论的奠基人,就是我们所了解的欧拉公式,建立了数论和分之间的联系,同时欧拉也是历史最多产的数学家,现存的欧拉所留下
黑客技术 2年前 (2022-09-28) | 回复
二、幻方应用于美术设计幻方可大量应用于美术设计,西方建筑学家勃拉东发现幻方的对称性相当丰富,它采用幻方组成许多美丽的图案,他把图案中的那些方阵内的线条称为“魔线”,并应用于轻工业品、封面包装设计中,德国著名版画家A·度勒的作品《忧郁症》中,因有一个能指