神奇的数学代码
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恩尼格玛密码宣告了手工编码技术的结束,奠定了计算机加密技术的基础。
在二战中,德国凭借这种号称“永远无法破译的超级密码”取得了一个又一个令自己兴奋的战果。
可是当德国人还陶醉于自己的“无敌发明”时,恩尼格玛密码却已经悄悄地成为了英国人手中的利器……天上掉下馅饼1928年的一天,华沙海关检查站突然接到德国驻波兰大使馆的紧急通知,要求立即交付德国外交部邮寄给它的一包邮件。
看到德国人如此焦急,波兰人感到十分怀疑和好奇。
他们一方面敷衍说邮件尚未收到,另一方面则将这包邮件转交给了波兰情报部门。
波兰情报人员惊喜地发现邮件里装的竟是德国人吹嘘的“永远无法破译”的恩尼格玛密码机(“恩尼格玛”一词源自希腊语Enigma,意指“不可思议的东西”)。
得到这个从天而降的“宝贝”,波兰情报人员欣喜若狂。
他们在弄清其内部的连线关系和基本构造后,把邮件按原样封好,然后不动声色地交给德国大使馆。
随后,他们很快从波兹南大学调来3名数学家,开始了对恩尼格玛密码的破译研究。
经过艰苦的工作,终于到1934年,波兰人研究出了破译恩尼格玛密码的方法。
波兰人的信心因此而空前高涨。
可是,德国人在1937年又对恩尼格玛密码机作了大幅度改进。
如此一来,仅凭波兰的设备和财力,研究很难再继续维持下去。
无奈,1939年7月25日,波兰情报部门邀请英国和法国的情报部门共商合作破译恩尼格玛。
它们商定了具体的分工:波兰继续从事数学理论方面的工作,法国通过间谍活动获取相关情报,英国负责研制破译机器。
不过,仅仅两个多月后,波兰就在法西斯德国的铁蹄下亡国了。
华沙破译小组的部分成员被迫辗转法国继续进行研究。
可惜的是,1940年6月,法国也战败投降,研究人员们纷纷四散逃亡。
这样,破译恩尼格玛密码的重任全部落到了英国人身上。
神奇的图灵“炸弹”1939年7月,英国情报部门在伦敦以北约80公里的一个叫布莱奇利的地方征用了一所庄园。
一个月后,鲜为人知的英国政府密码学校迁移到此。
不久,一批英国数学家也悄悄来到这所庄园,破译恩尼格玛密码的工作进入了冲刺阶段。
教学内容:义务教育课程标准实验教科书《数学》(人教版)五年级上册第114页的例2,即数学广角中“数字编码”第二课时。
教材分析:《数学课程标准》在第二学段中指出,要让学生“进一步体会数在日常生活中的作用,会运用数表示事物,并能进行交流”。
本课内容是用数表示事物的典型课例,通过日常生活中的一些事例,使学生初步体会数字编码思想在解决实际问题中的应用,并通过观察、比较、猜测来探索数字编码的简单方法,让学生学会运用数进行编码,初步培养学生的分析、概括能力,通过实践活动加以应用,从而体会到数学应用的广泛性,提高学生学习数学的兴趣和积极性。
教学目标:1.让学生初步了解身份证编码在生活中的应用。
2.使学生通过观察、类比、分析、归纳等活动,探索身份证编码的编排方法和含义,体会到数字编码的优越性。
3.培养学生运用编码的思想和方法解决生活中的问题,并试着学习运用数字进行编码。
4.激发学生的学习兴趣及应用数学的意识。
教学重、难点:学生通过观察、比较、猜测和分析来探索数字编码的简单方法,并能运用数字进行编码。
教学准备:1.教师准备多媒体课件。
2.教师在黑板上提前画一个表格。
3.学生收集多人的身份证号码及个人信息。
教学过程:一、课前交流师:老师特别想和大家成为朋友,你们愿意和老师做朋友吗?生:愿意。
师:那么谁能给老师介绍一下你自己呢?生1:我叫王浩,我今年9岁,我是河北省邢台市平乡人。
师:很高兴认识你!师:既然我们已经成为朋友啦,那你想对老师有更进一步的了解吗?生:想。
师:那么,你们都想知道关于老师的哪些个人信息呢?生1:你是哪的人?生2:你的生日和你的爱好。
生3:你的年龄。
……师:这样,我把我的身份证号码写给大家。
【板书:******************】那么谁能根据这些号码,说出老师的一些个人信息?(没有学生举手)评析:课前交流,沟通了师生之间的情感,提出问题,引出了新知识的学习内容。
二、创设情境,激趣导入(上课)师:没有人能说出来呀,那老师倒是有一种非常特殊的本领,想知道吗?生:想!师:只要你们任意出示一个身份证号码,那么我就能说出这个人:他是老人还是小孩?是男人还是女人?他的年龄有多大?是什么地方的人?是山东人,还是咱河北人?甚至于,他是哪年哪月哪日出生的我都知道,您们相信吗?学生齐说:不信!(生摇头)师:不信啊?来,试试!师:谁愿意提供一个身份证号码?一位生出示:130532************。
生活中得数字编码1、身份证编码教学目标:1、了解生活中用到得数字编码,如电话号码、邮政编码、身份证号码等,使学生初步体会数字编码得作用。
2、让学生通过观察、比较、猜测来探索数字编码得简单方法。
让学生学会通过查询、上网等方法搜集相关得资料。
3、让学生尝试编出自己得学号,培养学生得抽象能力与概括能力。
教学重难点:重点就是让学生通过观察、比较、猜测来探索数字编码得简单方法,试着学习利用数进行编码,初步培养学生得抽象、概括能力。
难点在于如何让学生在辨析、实践中逐步体会数字编码在解决实际问题中得广泛运用.课前游戏师:同学们,我们做个游戏好吗?游戏之前,老师先提个要求,游戏过程中要做到快、静、齐。
我先说第一个游戏规则:我说“1”,男同学站起来,我说“2”女同学站起来,我们瞧瞧哪个同学反应快.“1、1、2、1、2、2……"我们换一种规则:我说“1",全体同学起立,我说“2”全体同学坐端正,听好了“1、2、2、1、1、2、2……”师:大家都做得很好,在游戏得第一个规则中,数字“1”表示什么?在游戏得第二个规则中,数字“1”又表示什么?师:那数字“1”在生活中还可以表示什么?数字“1”在不同得地方含义相同吗?师:同学们不仅游戏做得好,还知道同一数字在不同得地方含义不同,真不错!(设计理念:在游戏中让同学们感受数字得不同含义,为下面有关数字编码得教学内容做铺垫,体会数字可以传递不同得信息.)教学过程:一、导入新课在神奇得数字王国里,只有简简单单得十个数字,如果按照不同得要求,不同得顺序排列起来,就会千变万化、奇妙无穷,蕴含各种各样得信息,今天,就让我们探讨生活中得数字编码.(板书课题)二、基本活动师:您都就是知道生活中得哪些数字编码?(生答)昨天,我们各小组已经确定了自己得研究对象,并且老师让大家利用课余时间搜集相关得有规律得数字,您们搜集了吗?(生汇报)师:同学们收集得可真不少,那您在收集得过程中有什么疑问?(生回答)(设计理念:合理利用生活资源,激发学生得学习兴趣,提出问题,解决问题,提高学生得思维能立以及解决问题得能力、) 师:同学们提出了这么多得问题,说明您们在调查中认真观察,积极思考了,这就是一种重要得学习方法,身份证在我们生活中有着广泛得应用,下面,我们就先以身份证为例,来研究数字编码得结构与提供给我们得信息.师:拿出同学们课前搜集得家人得身份证号码,小组交流观察,瞧瞧您有什么发现?(生汇报)(设计理念:通过实践活动,让学生自己整理生活中得数字编码,初步培养学生自主探究得能力)师:同学们得发现都很有价值,比较手中得身份证号码,它可以告诉我们哪些信息呢?把您所知道得说给小组得其她同学听听。
数学建模课后习题数学建模课后习题:探索斐波那契数列的奥秘数学建模,一项充满挑战与乐趣的实践活动,让我们的思维在理论联系实际的道路上飞驰。
在完成了一系列的课堂学习后,我们迎来了第一道课后习题——探索斐波那契数列的奥秘。
斐波那契数列,一个古老而神奇的话题,早在中世纪就引起了数学家的关注。
这个数列由0和1开始,后续的数字是前两个数字之和,即0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34,等等。
这些数字在数学界被称为“斐波那契数”,而在生物学界,它们则被称为“黄金分割数”。
我们首先需要理解这个数列的定义和性质。
例如,斐波那契数列的每个数字都是前两个数字之和,且每个数字都无限接近于一个黄金分割比。
这些性质使得斐波那契数列在自然界的许多领域中都有应用,如植物生长、动物繁衍,甚至在人类的艺术和建筑设计中也有体现。
为了更好地理解和应用斐波那契数列,我们需要通过编程来实现它。
Python语言提供了一种简单的方法。
以下是一段Python代码,用于生成斐波那契数列:通过调用fibonacci(n)函数,我们可以得到前n个斐波那契数。
在完成这个函数之后,我们可以进一步思考如何利用斐波那契数列解决实际问题。
例如,我们可以使用斐波那契数列来优化矩阵乘法。
在传统的矩阵乘法中,我们需要进行一系列的加法和乘法操作,而这些操作的时间复杂度是O(n^3)。
然而,通过利用斐波那契数列,我们可以将时间复杂度降低到O(n)。
这是一个巨大的优化,尤其是在处理大规模数据时。
总的来说,斐波那契数列是一个充满挑战和乐趣的数学主题。
通过完成这个课后习题,我们不仅可以加深对数学建模的理解,还可以将所学知识应用于实际问题,实现从理论到实践的跨越。
让我们一起继续探索斐波那契数列的奥秘吧!数学建模习题及答案数学建模是一种将数学方法应用于实际问题求解的技能。
通过数学建模,我们可以将现实世界中的问题转化为数学问题,并运用数学工具和计算机技术进行求解。