数学史部分1-古埃及的数学
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埃及对数学的贡献—数学起源(一)一万二千年前,两河流域开始进入新时期时代,出现农业、畜牧业,人们开始定居。
自然而然,在生产实践中人们对数学的需求越来越多。
根据目前发现的文物,人们有理由相信数学起源于两河流域和埃及。
而两河流域和埃及数学虽然有不少相同之处,但他们又有各自的特点。
埃及注重实用,而两河的数学难度大,理论水平更高。
先谈谈埃及数学尼罗河下游每年定期发大水,带来了淤泥和肥料。
水退去后,埃及人开始播种,之后无需更多的管理,静等收获。
这种大自然的恩赐也带来了一个小小的问题,埃及人每年必须重新测量被大水淹没的自家土地。
另外,埃及人在建造金字塔时,必须计算土方和需要的石块数量,以及计划相应的运输。
在生产实践中,埃及人有了面积和体积的“定义”,创造了乘与除的“算法”以及如何求解“方程”。
各种语言中都有表示“数”的文字,比如“百”“千”等数量词。
“五百七十”清楚表示了数的大小。
但是,必须强调的是,五百七十归根结底是“文字”不是“数字”。
数字是用于表示数目大小的“专用符合”,能参与运算。
今天全世界都在用的0到9十个“数字符号”是印度在2千年前发明的。
而5000年前的埃及数字当然还非常原始。
数字“1”就是一竖,数的写法本身是加法。
从而相加相减无师自通。
应该说清楚的是,埃及数字虽然是“十进制”,但它是“自然十进制”。
人有十个手指,每次用手数到十后就数不下去了,只有做个记号才能继续数,这里做个记号实际上是“进位”。
显然“自然十进制”与我们今天使用的、含有“0”和“位数”的十进制有本质区别。
数字的出现不仅因为记录的需要,更是因为计算的需要。
换句话说,没有数字就没有计算。
那时的计算过程不过是加减乘除和开根号。
乘法是加法的自然延伸,除法出自减法。
这种逻辑关系在埃及的乘法运算过程中非常清晰。
除法中会出现除不尽的情况,所以埃及人发明了分数。
下面的例子解释了埃及乘法,比如47乘24,表中第一列是47每次翻倍的数值,即下一列等于自己加自己,第三列从1开始,下一列也是自己的倍数;“1”,“2”和“4”等。
选修3-1数学史选讲第一讲早期的算术与几何第一节古埃及的数学教学目标:1.知识目标(1)了解古埃及的代表性文明成就,理解它们对于人类文明发展的意义;(2)了解古埃及数学中象形文字的数字记法、单分数的由来以及简单的算术运算;(3)理解“莫斯科纸草书”和“莱茵德纸草书”在古埃及数学中的重要地位;(4)理解几何学在古埃及诞生的历史背景及广泛运用。
2.能力目标(1)通过对古埃及的数学的探究,引导学生认识古埃及,是古埃及文明的象征;(2)通过学习古埃及几何学的诞生,认识古埃及人惊人的创造数学的能力。
3.情感、态度与价值观目标(1)通过了解古埃及的数学,认识古埃及文明的特征,感受古埃及文明的灿烂与辉煌;(2)通过了解古代埃及的文明,感受人类文明的伟大,激发学生对古埃及文明的崇敬之情;(3)通过学习古埃及的数学,培养学生的探索精神。
教学重点:古埃及的数学成就:象形文字中的数字记法、单分数、简单的算术运算及几何学的诞生。
教学难点通过对古埃及的数学的学习,认识和理解古埃及悠久的历史文化。
教学准备教师准备:运用网络,查阅古埃及概况、了解尼罗河风光,搜集金字塔、狮身人面像、埃及艳后等相关图片,力图了解储备更多的古埃及历史知识,并在此基础上设计制作多媒体课件等。
学生准备:预习课文,了解古埃及的地理位置,搜集古埃及文明的相关资料。
教学过程:情境导入:[播放《木乃伊》视频,创设情景、激发兴趣] 师:同学们,这段视频是2001年上映,曾风靡一时的电影《木乃伊》,本电影就是以古埃及为背景,讲述古埃及古老而神秘的传说。
今天,就让我们一起来走进古埃及,了解古埃及灿烂悠久的历史文化讲授新课:一、象形文字中的数字记法1.尼罗河下游的古埃及、两河流域的古巴比伦、恒河与印度河畔的古代印度以及黄河与长江流域的古代中国,并称为“四大文明古国”。
请你说说这四大文明古国有什么共同特点?四大文明古国都位于河流附近,所以又称为“河谷文明”,而早期的数学就诞生在这些地方,其中又以古埃及文明最为有名。
古埃及数学埃及是世界上文化发达最早的几个地区之一,位于尼罗河两岸,公元前3200年左右,形成一个统一的国家。
尼罗河是埃及人生命的源泉,他们靠耕种河水泛滥后淤土覆盖的田地谋生.尼罗河定期泛滥,淹没全部谷地,水退后,要重新丈量居民的耕地面积。
由于这种需要,多年积累起来的测地知识便逐渐发展成为几何学.由于他们也得准备好应付洪水的危害,因此就得预报洪水到来的日期。
这就需要计算。
埃及人还把他们的天文知识和几何知识结合起来用于建造他们的神庙,使一年里某几天的阳光能以特定方式照射到庙宇里.公元前2900年以后,埃及人建造了许多金字塔,作为法老的坟墓。
从金字塔的结构,可知当时埃及人已懂得不少天文和几何的知识。
例如基底直角的误差与底面正方形两边同正北的偏差都非常小。
金字塔是代表埃及人对几何的另一种用法.坐落在基沙地区的埃及金字塔群是人类史上最伟大最古老的建筑物之一,由其建筑技术上的高超、定位技术的精确,一直以来使世人惊叹不已。
你看见过埃及金字塔吗?几百年来,它以宏伟高大的气势,吸引了无数观光旅游的人们.这么高大的金字塔,建造精度如此之高,古埃及人是怎么建成的呢?当科学家破译了古埃及人流传下来的草片上的文字之后,发现古埃及人已经掌握了丰富的几何知识.有一位研究“埃及金字塔建造史”的学者葛瑞姆·汉卡克,他提供了一些有关埃及金字塔的非常有趣和有参考价值的数据资料。
在平均边长9063英寸的底座上,金字塔四边互相的误差率还不到1%;现代建筑的一大难题“正直角技术”甚至被古建筑大师们游刃有余应用于金字塔的转角建构上.而且达到令人惊讶精密的程度,只有“2秒之微”的误差;金字塔虽不是建造在正北纬30度线上,却也在非常接近的29度58分51秒,所存在的细微的误差是有意加上去的。
假设原始设计者希望以肉眼,而非心眼,从大金字塔的底边看到太空的极点的话,将大气中光线的曲折方式也计算在内后,大金字塔所在的位置一定要在29度58分22秒,而非30 度的位置不可。