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正是出于对被置于此种状况下的高中生的强烈关注,科学带头人才应运而生。我开始讲一些和课堂无关的话题,只为大家讲述“什么是数学”。
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人类创造的数学,在过去、现在、将来都是非常宏大的“故事”。一本超越数千年、只呈现出世间的真实的卓越的厚书——这正是“数学”。人类编织的数学故事不能“教授”,只能“讲述”,这一发现对我来讲非常重要。
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函数藏在盒子里
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这一部分的主人公是苏格兰数学家科林·麦克劳林(1698~1746)。他的优秀才华甚至得到了微积分奠基人艾萨克·牛顿(1643~1727)的认同。
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我能邂逅活跃在18世纪的麦克劳林的功绩,是以一个身边的用具为契机。
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那就是“科学计算器”。科学计算器是一个可以应用于科学、工学、数学等不同领域的特殊计算器,可以计算平方根()、对数(log)和三角函数等。
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其实我之所以对数学怀有如此深厚的兴趣,契机之一就是计算器的存在。虽然一言不发,但是只要你按下按键,它就一定会以数字回应你。现在想想,其实这就是“函数”本身啊。
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函数定义的关键是“一一对应”。x的值一旦设定了,一定会有一个y与它对应,这时候我们就可以说“y是x的函数”。科学计算器正是这样一种能让你切实感受到一一对应的机器。
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函数原本在日语里也写作“函数”。科学计算器就像它看上去那样,可以说是一个塑料“盒子”。向塑料盒子里输入数字,然后液晶屏上立刻显示出数字。
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计算器根据复杂的三角比来计算
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若直角三角形的斜边(c)与底边(b)之间的锐角为θ,则底边与斜边的比(b/c)为cosθ,高(a)与斜边的比(a/c)为sinθ,高与底边的比(a/b)为tanθ。
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三角比
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古希腊天文学家喜帕恰斯(约前190~约前120)总结出了最初的三角法数表,因此他被称为“三角法之父”。
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接下来,让我们实际操作一下科学计算器。
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查询sin30°的值时,科学计算器返回了如下答案。
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想必有很多人记得sin30°的值为0.5,用分数表示为1/2,也就是先前定义的2:1:√3的三角定律中两边之比。
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接下来,我们来查一查sin31°的值。这个数值无法立刻想出来。但是你看,科学计算器不是一下子就给出了答案嘛。
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