方程的魅力
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数学方程式不仅能够帮助人们解决知识上的问题,同时,从某种角度来看,它们本身也是非常美丽的。
许多科学家都曾坦承,自己非常喜欢某些方程式,并不仅仅因其功能,更在于它们所表现出的那种简约而不简单、形式如诗句般优雅的美感。
以下,便是由LiveScience 网站刊登出的世界各国科学家们鼎力推荐的美丽方程:一、广义相对论该方程式由20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦于1915年提出,是开创性理论——广义相对论的组成部分。
它颠覆了科学家们此前对于引力的定义,将其描述为时空扭曲的结果。
“直到现在,我依然为单独一个数字方程就可以完整覆盖时空的定义而感到震惊。
”美国空间望远镜研究所天体物理学家马里奥·利维奥表达了自己对该方程的推崇,“这个方程式堪为爱因斯坦天才智慧的结晶。
”利维奥解释道:“该方程式的右边部分,代表着我们所在宇宙,包括推动宇宙膨胀的暗物质在内的总能量。
左边则表述了时空的几何形式。
左右两边合起来描述了爱因斯坦广义相对论的实质,即质量和能量决定了时空的几何形式以及曲率,表现为我们俗称的引力。
”“这是个优雅的方程。
”纽约大学的物理学者凯尔·克兰默尔对利维奥的意见表示赞同。
同时,他还指出该方程式展示了时空、质量与能量之间的关系。
“这个方程式告诉人们三者之间的相互关联,比如太阳的存在是如何扭曲了时空,导致地球围绕它进行轨道运动。
它还解释了宇宙自大爆炸之后的进化情况,以及预言了黑洞的存在。
”二、标准模型这是另外一条被物理学界奉为经典条文的方程式。
标准方程描述了那些被认为组成了当前宇宙的基本粒子。
它还能够被压缩为以18世纪法国著名数学和天文学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日命名的简化形式。
美国加州斯坦福直线加速器中心理论物理学家兰斯·迪克森推荐了该方程式。
在他看来,它成功地描述了除重力之外,人们迄今为止在试验室中所发现的基本粒子与力,其中就包括新近被发现的被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子,即该方程式中的希腊字母“φ”。
一元二次方程比赛问题在这个阳光明媚的下午,咱们来聊聊一元二次方程的比赛问题。
听到“方程”这个词,很多人可能脑袋就开始疼了,心里默念着“数学真无聊”,但咱们可以把它想得轻松点儿。
比方说,想象一下,你正在参加一个比赛,跑步的。
可是,这可不是普通的跑步,而是需要解决一些数学难题的跑步。
想象一下,一个大大的赛道上,各路英豪齐聚,个个都想在这场比赛中赢得桂冠。
嘿,别急,让我慢慢跟你讲。
这时候,咱们的主角就来了,一个一元二次方程,比如说“ax² + bx + c = 0”。
听起来有点儿高深,其实简单得很。
就像是你在赛道上,想知道自己能跑多快,得先知道你的起跑速度、跑的时间还有最后的距离。
这就跟咱们的方程似的,a、b、c分别代表了不同的条件,弄清楚这些,才能算出比赛的结果。
别看它们的名字好像很复杂,其实它们就像是比赛中的选手,谁快谁慢,一目了然。
想象一下,一个小伙伴,名叫小明,他的目标是跑出最好的成绩。
小明站在起跑线上,心里想着:“这回我可得加把劲儿。
”不过,小明并不知道自己能跑多远,这就像不知道自己的方程根在哪儿。
于是,他开始研究起方程来,努力算出自己的最佳路线。
哎,听起来是不是有点儿滑稽?可是,生活中不就是这样的嘛,大家都在寻找自己的“解”。
再说说赛道旁边的观众们。
他们热情高涨,手里挥舞着加油棒,边喊边助威。
就像咱们在解方程时,得有个好方法去“助威”。
咱们可以用求根公式来帮助小明找到答案。
公式就像是观众们的一声声呐喊:“加油,跑起来!”结果小明心里一阵振奋,心想:“有希望了!”他开始拼命地往前冲,心中默念着:“快点儿!快点儿!”跑着跑着,小明发现,前方有个选手领先一步,心里顿时一紧。
这就像一元二次方程的“判别式”一样,决定着这场比赛的胜负。
小明的心里有点儿慌,但这也是比赛的一部分。
每个人都想追赶,想超越。
可是,能不能超越就看他有没有掌握方程的“秘密武器”了。
这里面可是有很多变数的,有时候方程有两个解,有时候只有一个,甚至没有解,就像小明有时能追上,有时却被甩得远远的。
片断一:感受价值,建立关系师:一个未知数,怎样才能变成已知数呢?知道张老师今年多大吗?生:不知道。
师:既然不知道,那它就是个未知数,在座谁的年龄是已知数?一学生示意他的年龄是11岁,教师在已知数下面板书:11。
师:现在,如果我告诉大家,我的年龄和他的年龄之间的某种关系,你能不能知道我的年龄?生:(很肯定地)能!师:(神秘地)偷偷告诉大家,如果把我的年龄减去20岁,还要比他大,谁知道,我今年多大?生:不能确定。
师:看来,根据这一年龄关系,还没法确定我的年龄,这样吧,我再换一条试试:如果我的年龄减去30岁,就要比他小了。
生:还是没法确定。
师:奇怪了,给你这样的关系不行,那样的关系也不行。
那你们到底要知道怎样的关系?生:不能大也不能小,要正好相等。
师:好厉害的想法!那行,如果现在我告诉你们,把我的年龄减去25岁,正好和他的年龄相等。
生:36岁!师:奇怪,三句话,同样都告诉了“我的年龄”和“他的年龄”之间的关系,为什么前两回都不行,而这回却又行了呢?生:因为前两回只说了你的年龄减掉几岁后,要么比他多,要么比他少,所以我们无法确定。
但这一次直接告诉相差25岁。
师:说得真好!不过,数学问题,如果用数学的方式来观察和思考,或许会显得更清楚、更简洁。
张老师建议,下面我们试着把这三组关系,用含有字母的式子表示出来,看看大家会有什么新发现。
生:我发现,只有有了等号,我们才能知道未知数是多少。
师:可别小看这个等号哦,正因为有了它,我们才能够在未知数x 和已知数11之间建立起某种等量关系,并根据等量关系找到未知数的结果。
像这样,在未知数和已知数之间建立的等量关系式,我们就把它叫做方程。
【赏析:方程是建立未知与已知之间等量关系的模型。
张老师立足于这一本质。
以猜年龄的情境,引导学生将已知与未知建立联系,在经历两次不等关系的“失败”之后,已知与未知之间的等量关系呼之欲出,从而凸显了方程的价值。
这正是这一设计的独特之处,特别注重方程的价值,也就是在解决问题的过程中建立等量关系,理解方程的意义,而不是为了方程而方程,方程的意义与解决问题相分离,使方程的意义退化成一堆堆无用的符号碎片,造成对方程的认识僵化。
《方程的意义》教学设计教材分析:本单元是小学五年级上册第四单元第二节的内容,学生在学习本节课之前,在一二年级的数学学习中均有填算式中的括号,也就是未知数,在本单元学生已经会用字母表示数,表示数量,表示数量间的关系,表示运算定律等的基础上进行学习的。
而方程这部分知识,在初等代数中占有重要地位,对于小学生来说,现在由具体的,确定的数过渡到用字母表示抽象的可变的数,更是认识上的一个飞跃。
在用字母表示未知数的基础上,使学生解决实际问题的数学工具,从列出算式发展到列出方程,是数学思想方法上的一次飞跃,他将是学生运用数学知识解决实际问题能力提高到一个新的水平。
方程这部分的学习,能使学生摆脱算术思维方法中的某些局限性,为进一步学习代数做好铺垫。
学生在本节课认识方程的意义是最为的关键一课,同时也为解方程做下铺垫。
认识方程是解方程的基础,教材通过利用天平平衡与不平衡列出等式与不等式,通过等式的再观察,并用下定义的方式得到方程的概念。
所以本节课起着承上启下的作用。
学情分析:学生有了用字母表示数的意识,但对方程是初次认识,难免有认知上的冲突,行为上的反感。
再加上本班学生的基础差,思维定势。
所以教学本节课有一定的难度。
教学目标:1、初步理解方程的意义,体会等式与方程的关系,会判断一个式子是否是方程,会用方程表示出数量关系。
2、经历将现实问题抽象成数学算式的过程,积累将现实问题数学化的经验,发展抽象思维能力和符号感。
3、培养学生观察、比较、分析、概括、交流的能力。
教学重点:理解方程的意义。
教学难点:体会等式与方程的关系。
教法学法:引导法,探究合作交流法。
教具学具:课件,天平,卡片,磁铁教学设计:一、创设情境,导入新知1、了解跷跷板游戏。
2、认识天平。
学习方程的意义我们要用到一种重要的称量工具:天平。
天平由天平称与砝码组成,当放在两端托盘的物体的质量相等时,天平就会平衡,我们根据这个原理,从而称出物体的质量。
二.动手操作,探究新知,1、情境一:观察天平两边物体的质量关系,并用式子表示。
五年级上册数学说课稿《方程的意义》人教版一. 教材分析《方程的意义》是人教版五年级上册数学的一课。
这一课的内容是在学生已经掌握了四则运算的基础上,引入方程的概念,使学生了解方程的意义和作用,学会用方程解决问题。
教材通过生动的例题和丰富的练习,引导学生理解和掌握方程的基本性质,培养学生的数学思维能力和解决问题的能力。
二. 学情分析五年级的学生已经具备了一定的数学基础,对于四则运算有一定的掌握,但是对方程的认识还很模糊,对方程的意义和作用还不够理解。
因此,在教学过程中,我将以学生为主体,注重引导学生从实际问题中发现方程,通过合作交流,让学生在探究中理解方程的意义,提高学生的数学素养。
三. 说教学目标1.知识与技能目标:通过本节课的学习,使学生了解方程的意义,理解方程的本质,能够运用方程解决实际问题。
2.过程与方法目标:通过观察、操作、交流等活动,培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。
3.情感态度与价值观目标:激发学生学习方程的兴趣,培养学生积极思考、合作交流的学习习惯,感受数学的魅力。
四. 说教学重难点1.重点:使学生理解方程的意义,掌握方程的基本性质。
2.难点:理解方程的本质,能够运用方程解决实际问题。
五. 说教学方法与手段本节课采用情境教学法、探究教学法和合作交流法。
通过设置情境,引导学生发现问题,激发学生的学习兴趣;运用探究教学法,让学生在操作实践中体验方程的意义;采用合作交流法,让学生在合作中发现问题、解决问题,培养学生的团队协作能力。
六. 说教学过程1.导入:通过一个有趣的故事,引出方程的概念,激发学生的学习兴趣。
2.新课导入:介绍方程的定义,让学生理解方程的意义。
3.实例讲解:通过具体的例题,使学生了解方程在实际问题中的应用。
4.课堂练习:设置一些练习题,让学生巩固所学知识,培养学生的解决问题的能力。
5.总结提升:对本节课的内容进行总结,使学生形成系统性的认识。
6.课后作业:布置一些作业,让学生进一步巩固所学知识。
方程的意义(教案)-五年级上册数学人教版教学目标:1. 让学生理解方程的意义,能够识别方程。
2. 培养学生运用方程解决问题的能力。
3. 培养学生对方程的数学美感的欣赏。
教学重点:1. 理解方程的意义。
2. 能够识别方程。
教学难点:1. 方程意义的理解。
2. 方程的识别。
教学准备:1. 教师准备:多媒体课件、教学用具。
2. 学生准备:练习本、铅笔。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 教师出示一个简单的方程:2x 3 = 7,让学生观察并思考。
2. 提问:这个式子有什么特点?它和普通的数学式子有什么不同?3. 学生回答,教师总结:这个式子中有未知数x,并且有一个等号,这就是方程。
二、探究(10分钟)1. 教师出示一些方程,让学生观察并分类。
2. 提问:这些方程有什么共同点?3. 学生回答,教师总结:方程都有一个未知数,并且都有一个等号。
4. 教师引导学生理解方程的意义:方程是描述两个数量相等的关系,未知数就是我们要找的那个数量。
三、巩固(10分钟)1. 教师出示一些数学问题,让学生用方程来解决。
2. 学生独立完成,教师巡视指导。
3. 教师出示答案,学生自我检查。
四、拓展(10分钟)1. 教师出示一些生活中的问题,让学生用方程来解决。
2. 学生独立完成,教师巡视指导。
3. 教师出示答案,学生自我检查。
五、总结(5分钟)1. 教师引导学生总结本节课的学习内容。
2. 学生回答,教师总结:本节课我们学习了方程的意义,知道了方程是描述两个数量相等的关系,并且能够识别方程。
教学反思:本节课通过观察、分类、解决实际问题等方式,让学生理解了方程的意义,并且能够识别方程。
在教学过程中,教师应注重启发学生思考,引导学生主动探索,培养学生的数学思维能力。
同时,教师还应注重培养学生的数学美感,让学生在学习中感受到数学的魅力。
重点关注的细节:在以上教案中,最需要重点关注的是“探究”环节。
这个环节是学生理解和掌握方程意义的关键步骤,教师在这个环节的设计和引导将直接影响学生对方程概念的理解和应用能力。
数字的秘密密码算式与方程在日常生活中,我们经常会遇到各种各样的数字,它们扮演着重要的角色。
有时候,数字之间的关系和运算可以形成一种看似神秘的密码算式与方程。
本文将探讨数字的秘密密码算式与方程的一些有趣应用和解决方法。
一、数字的秘密密码算式数字的秘密密码算式是指一种将数字和运算符号相结合的方式,通过计算得到特定结果的过程。
这种算式经常会在一些谜题和解谜游戏中出现。
下面我们来看一个例子:假设有一组数字:5,8,2,10。
现在的任务是通过加减乘除运算使得这些数字结果等于100。
我们可以有多种组合方式来得到这个结果,比如:8 * 2 + 10 * 5 = 100这个算式中的加减乘除运算符号可以任意组合使用,只要最后的结果等于100即可。
当然,数字的秘密密码算式并不仅限于求解得到特定结果,有时候也可以通过给定算式来计算得到缺失的值。
比如:2 +3 = 7 - ?通过解方程 ? = 7 - 2 - 3,我们可以得到缺失的值为2。
二、数字的秘密密码方程数字的秘密密码方程是指一种将数字和未知数相结合,通过运算求解未知数的过程。
方程常常用于解决实际问题,其中包含了数字之间的关系和约束条件。
举个例子来说,假设我们想要知道一个数加上20等于50,可以写成如下方程:x + 20 = 50通过解这个方程,我们可以得知未知数x的值为30。
在解方程的过程中,常常需要运用一些基本的数学法则和技巧,比如移项、合并同类项、消元等。
这些技巧可以帮助我们简化方程,使得求解过程更加高效。
除了简单的一元一次方程外,还有一些更加复杂的方程形式,比如二元一次方程、高次方程等。
这些方程的求解方法也会更加繁琐,需要运用更复杂的技巧和数学知识。
三、数字密码的应用数字的秘密密码算式与方程在生活中有着广泛的应用。
它们不仅仅是用于解谜游戏和数学问题,还可以应用于实际情境中。
比如,在商业领域中,数字的秘密密码算式可以用于计算销售成本、利润率和税率等。
通过运用不同的运算方式和参数,可以得到不同的结果,从而为商业决策提供有力的支持。
数学里的浪漫词汇数学里的浪漫词汇,让我们一起来探索一下这个神奇而浪漫的世界吧!一、对称性对称性是数学中一种美丽的性质,它存在于各个角落。
无论是几何中的镜像对称,还是代数中的函数对称,都展现出了数学的优雅和浪漫。
在对称性的世界里,一切都如诗如画,宛如一幅幅画作般美不胜收。
二、黄金分割黄金分割是一种特殊的比例关系,它具有神秘而美妙的魅力。
黄金分割是指将一条线段分成两部分,使得整条线段与较短部分之比等于较短部分与较长部分之比。
这种比例关系被广泛应用于艺术和建筑中,赋予作品以和谐和美感。
三、无穷大与无穷小在数学的世界里,无穷大和无穷小是两个极端但又相互依存的概念。
无穷大代表了无限的扩张和广阔无边的世界,而无穷小则代表了微小到极致的精确和细腻。
它们如同一对恋人,相互吸引又相互依赖,构成了数学的基石。
四、曲线与曲面曲线和曲面是数学中的两个重要概念,它们是数学艺术的精髓所在。
曲线如同一条优美的弧线,勾勒出了数学世界中的风景线;而曲面则如同一片广袤的大海,给人以无边无际的遐想。
曲线与曲面相遇,仿佛是数学与艺术的浪漫约会。
五、极限与收敛极限与收敛是数学分析中的重要概念,它们代表了数列和函数的趋势和性质。
极限是数学中的一种无限接近的概念,它使得数学与无限相遇;而收敛则是一种趋近稳定的状态,如同两颗心相互靠近,最终融为一体。
六、群论群论是数学中一门研究抽象代数结构的学科,它揭示了一种神秘而浪漫的数学结构。
群论中的群如同一群舞者,相互配合、呼应,形成了一幅幅美丽的舞蹈图景。
群论是一门让人沉醉其中的数学艺术。
七、拓扑学拓扑学是数学中研究空间连续性质的学科,它展现了数学中的另一种浪漫和魅力。
拓扑学中的拓扑空间如同一幅幅绘画,勾勒出了空间的形态和结构;而拓扑变换则是一种神奇的变幻,使得数学与几何相互融合。
八、微积分微积分是数学中的一门基础学科,它是数学中的一颗明星。
微积分中的导数和积分如同一对恋人,相互依存、相互补充。
微积分是数学中的灵魂和核心,它的魅力无法言喻。
初中时期的数学故事:方程的历史(08级数学教育(1)班1号郭司玮)与初中知识的联系方程是初中七年级上册第三章的学习内容,其内容是利用移项和合并同类项解一元一次方程,是本教材中的重点内容,也是以后学习的基础。
方程是分析和解决问题的一种很有用的数学工具,通过方程的学习能进一步了解从算术到方程是数学的进步。
方程的定义及解法方程是在列方程时先设字母表示未知数,然后根据问题中的相等关系,写出含有未知数的等式。
分析实际问题中的数量关系,利用其中的相等关系列出方程,是用数学解决实际问题的一种方法。
方程的发展人们对方程的研究可以上溯到远古时期。
大约3600年前,古代埃及人写在纸草书上的数学问题中就涉及了含有未知数的等式。
秦汉时期,天文历法有了较大的发展,为了编制历法,当时的中国数学家就已经知道了一些方程的解法。
约公元50年成书的《九章算术》,是中国流传至今最古老的一部数学专著。
在这本书中已经使用了“方程”这个名词,并且出现了解一元一次方程和一元二次方程等许多代数问题。
之后,东汉末年至三国时代的赵爽研究了二次方程的求根问题;他还研究了根与系数的关系,得到了一元二次方程的求根公式以及与“韦达定理”相似的结果。
南北朝时期的数学家张邱建在《张邱建算经》一书中给出了一个用文字写出的方程。
在以后的各个朝代中,中国数学家对方程的研究都有过重要成就,例如唐朝王孝通、张遂,北宋时期的贾宪、刘益,南宋时期的秦九韶等,他们对方程的解法或有所改进,或有所创新。
但是,如何去表示一个方程却一直是很困难的,因为用字母代替未知数,用符号表示代数式这种方法自创立至今也不过400年的历史。
在这之前都是用文字叙述的,为了简明地列出方程,古人们想了许多改进办法。
公元11、12世纪,中国产生了“天元术”,13世纪数学家李冶将其整理、简化。
李冶的天元术中,先“立天元为一某某”就是设未知数,然后根据问题的条件列出天元式。
在未知量的一次项旁边记一“元”字,在常数项旁记一“太”字,并按高次幂在上低次幂在排列,还可两个天元式相减进行“同数相消”。