夏國海 柳 瑛
(重慶市巫山大昌中學校 重慶巫山 404700)
作為美學中的不變的基本法則之一——對稱美,在數(shù)學之中,數(shù)學的美同樣也體現(xiàn)在它的對稱性,例如我們熟知的軸對稱圖形和中心對稱圖形,其中的對稱性和平衡性,讓我們直觀的感受到數(shù)學圖形的對稱魅力。誠然,不是任何人都喜歡對稱美,但在數(shù)學中,能給人心情愉悅的感覺的美,往往都是樸實無華的對稱。就如數(shù)學中常見的一些概念:奇數(shù)對偶數(shù),曲線對直線,正比例與反比例等等概念,無一不充分的顯示出對稱在數(shù)學中的穩(wěn)定、和諧、平衡之美。
在數(shù)學上有這么一個被傳頌至今的佳話,運用構思巧妙以及簡捷方法的解題思路,這就是人們熟知的高斯問題:通過簡簡單單的數(shù)字之間結合,方便快捷的運算出數(shù)據(jù)結果,并且給人一種賞心悅目的既視感,這無疑是一種美的享受。
又如這樣一個公式:
只是一串從1-9的數(shù)字,當用簡簡單單的運算法則將其聯(lián)系到一起時,無論是數(shù)字還是運算過程,一切都是顯得那么工整對稱,不僅令人賞心悅目,而且美妙絕倫!
因為按照黃金分割比例制造出來的事物十分和諧美麗,所以人們也把黃金分割叫作中外比。
黃金矩形的本質是通過黃金分割數(shù)設計出來的平面矩形。首先假設一個兩邊之比為1:∮的矩形,再由這個矩形的最短邊為邊,在原矩形內部做一個正方形,剩下的矩形部分兩邊之比仍是1:∮,這樣的過程可以無限進行。這種矩形就稱為黃金矩形。而1:∮的比值就是黃金分割數(shù)。歐幾里得曾構造黃金矩形:
圖1
延長EA于點F,使得EF=BE=,延長DB于點G使得GF||AB,得到矩形CDGF,則有
∮的導數(shù)正好就是黃金分割數(shù)。
數(shù)學中的和諧美并不只是在數(shù)學領域中才顯得美麗,在我們的日常生活中也是隨處可見的,例如人們的膝蓋骨居然是大腿與小腿的黃金分割點;許多名畫的主題都是提在整個畫面的618:1000處……在日常生活中對于黃金分割的運用十分廣泛,不僅僅只有黃金分割在實際生活中運用廣泛,還有許許多多數(shù)學公式、運算法則等都在日常生活中有著相當重要的作用。
奇異性是數(shù)學的一個基本屬性。普遍地說,奇異美是很新穎的,有種出人意料的意味。在數(shù)學中有許多被稱為很奇異的東西(如數(shù)學中的公式定理、方法等),引起了許許多多的贊嘆和詫異。
數(shù)學中關于奇異美的案例多不勝數(shù),其中最為典型的莫過于歐拉求自然數(shù)平方的倒數(shù)之和了,他運用類比的方法解決出這個令貝努利頭疼萬分的無窮級數(shù)和的問題
對于這個令人頭疼的無窮級數(shù)問題,歐拉用發(fā)散性思維將這個問題進行三角代換,然后用三角函數(shù)和代數(shù)的方程進行解答,歐拉運用類比的方法,極其完美的解答出答案。這是歐拉在數(shù)學研究中第一次使用類比法,雖然并不嚴格,但為數(shù)學的另類解題思路具有啟發(fā)性作用。
我們學習的過程若是細心就可以很容易找到數(shù)學的奇異美,對于一個問題始終無法用傳統(tǒng)的方法解決時,不妨試試換個角度換個思維,往往能帶來不一樣的效果。
數(shù)學美學是對于數(shù)學進行審美活動的一種科學,數(shù)學審美無處不在,它不僅是數(shù)學家在數(shù)學創(chuàng)造的過程中被發(fā)現(xiàn),更存在于對數(shù)學的學習與傳授過程之中。數(shù)學之美不是一個籠統(tǒng)的概念,它具有客觀的豐富的內容,對于數(shù)學美學的討論不能只停留在口頭上的感慨,而是應該用數(shù)學的觀點去探究分析數(shù)學內容,這才是數(shù)學之美研究的重點。數(shù)學之美多種多樣,發(fā)現(xiàn)數(shù)學之美需要我們在學習數(shù)學的過程,仔細品味其中的魅力。