著名数学家陈省身先生说:数学好玩。吴正宪老师也说过:数学特好玩,数学很神奇,数学真有用。
所以,我总希望给课堂多增加一些“料”,让它有趣有效。
今天的小组展示活动,张彦霏同学给大家出了一道趣题。
8个数字8,用上运算符号,如何让它等于1000。
同学们大显身手,有的甚至用上了开方。
还有哪些简单的算式呢?
如:
1. 888+(8+888)÷8=1000
2. 8+8+8+88+888=1000
3. (8-8÷8)×(8+8)+888=1000
4. (8888-888)÷8=1000
在课堂上,讲到数学文化时,我问了大家这样一个问题:整数比偶数多吗?目的就是引起同学们的辩论。果然意见不一。
看上去,整数比偶数多。
因为先不说负数,就是正整数,1、2、3、4、5、6、7、8,正偶数只是2、4、6、8,看起来就比整数少,你要是问100以内整数多还是偶数多,那答案一定是整数比较多。
但一旦涉及到无穷大∞,这个事就不能这么看了。
首先整数和偶数都是有无穷多个的,两个无穷大的集合要比较大小,就不可能一一穷举,所以数学上是比较“势”的大小,如果两个集合之间的所有元素都能建立一一对应关系,那我们就说两个集合是等势的,也就是数量一样多。
所谓一一对应,其实很好理解。在有限集合的情况下,比如我有一袋零钱,你有一袋糖果,都有很多个,我们想比较一下硬币多还是糖果多。除了各自去数,更直观的方法就是我拿出一枚硬币,你拿出一颗糖,放在一起,然后我再拿出一枚硬币,你再拿颗糖,再放一起,直到有一方拿不出东西了,还有剩余的一方就比较多,这就是一一对应。
把这个定义拓展到无限,道理也是相同的,但是涉及到∞的运算会产生一些反直觉的效果,比如整数明明包含了偶数,却和偶数“一样多”。
关于无限,我们可以了解一下希尔伯特的酒店这个问题。
有个酒店,房间有无穷多个,而且都已经住满了人,这时又来了一个人想住宿,怎么办呢?
如果是普通酒店当然就没办法,但无穷多房间的希尔伯特酒店可以办到。
老板让1号房间的人搬到2号房间,2号房间的人搬到3号房间,3号房间搬到4号房间,以此类推,因为房间有∞个,所以无论怎么+1,都可以找到下一个房间。那么,n号房的人搬到n+1号房,这样1号房就空出来了,那个人可以住下。
这其实就是∞和∞+1哪个更大的问题,因为可以建立一一对应关系,所以∞=∞+1。
还有0.999……=1
是不是觉得无法理解?这就是“无限”的神奇之处。
数学的世界里有着无限的奥秘,等你来。
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