有一位刘薰宇先生,他是位数学家,写过许多通俗易懂和极其有趣的数学方面的文章。我记得,我读了他写的关于一个智力测验的文章,才知道排列和奇偶排列这些极为重要的数学概念。
——杨振宁1983年和香港中学生的谈话
对我影响*的,是刘薰宇的《数学的园地》。它介绍的微积分和集合论的初步思想,把我带入了一个全新的世界。
——数学家、校长 谷超豪
我一直没有尝过数学的兴味,一直没有游览过数学的世界,到底是损失!*近给我稍稍补偿这损失的,便是这册书里的几篇文章。我与薰宇相识后,他便做这些文章。他每次发表,我都读,诱我读的,是它们的富有趣味的题材。我常不知不觉地被诱进数学的世界里去。
——丰子恺 《数学趣味》序言
解答如何产生——交差原理
“昨天讲的三个例子,你们总没有忘掉吧!——若是这样健忘,那就连吃饭、走路都学不会了。”马先生一走进门,还没立定,笑嬉嬉地这样开场。大家自然只是报以微笑。马先生于是口若悬河地开始这一课的讲演。
昨天的三个例子,图上都是一条直线,各条直线都表出了两个量所保有的一定关系。从直线上的任意一点,往横看又往下看,马上就知道了,合于某种条件的甲量在不同的时间,乙量是怎样。如图7,合于每小时走二里这条件,4小时便走了8里,5小时便走了10里。
这种图,对于我们当然很有用。比如说,你有个弟弟,每小时可走六里路,他离开你出门去了。你若照样画一张图,他离开你后,你坐在屋里,只要看看表,他走了多久,再看看图,就可以知道他离你有多远了。倘若你还清楚这条路沿途的地名,你当然可以知道他已到了什么地方,还要多长时间才能到达目的地。倘若他走后,你突然想起什么事,须得关照他,正好有长途电话可用,只要沿途有地点可以和他通电话,你岂不是很容易找到打电话的时间和通话的地点吗?
这是一件很巧妙的事,已落了中国旧小说无巧不成书的老套。古往今来,有几个人碰巧会遇见这样的事?这有什么用场呢?你也许要这样找茬儿。然而这只是一个用来打比方的例子,照这样推想,我们一定能够绘制出一幅地球和月亮运行的图吧。从这上面,岂不是在屋里就可以看出什么时候地球和月亮的相互位置吗?这岂不是有了孟子所说的“天之高也,星辰之远也,苟求其故,千岁之日至,可坐而致也”那副神气吗?算学的野心,就是想把宇宙间的一切法则,统括在几个式子或几张图上。
按现在说,这似乎是犯了夸大狂的说法,姑且丢开,转到本题。算术上计算一道题,除了混合比例那一类以外,总只有一个解答,这解答靠昨天所讲过的那种图,可以得出来吗?
当然可以,我们不是能够由图上看出来,张老大得九块钱的时候,宋阿二得的是六块钱吗?
不过,这种办法对于这样简单的题目虽是可以得出来,遇见较复杂的题目,就很不便当了。比如,将题目改成这样:
张老大、宋阿二分十五块钱,怎样分法,张老大比宋阿二多得三块?
当然我们可以这样老老实实地去把解法找出来:张老大拿十五块的时候,宋阿二一块都拿不到,相差的是十五块。张老大拿十四块的时候,宋阿二可得一块,相差的是十三块……这样一直看到张老大拿九块,宋阿二得六块,相差正好是三块,这便是答案。
这样的做法,就是对于这个很简单的题目,也需做到六次,才能得出答案。较复杂的题目,或是题上数目较大的,那就不胜其烦了。
而且,这样的做法,实在和买彩票差不多。从张老大拿十五块,宋阿二得不着,相差十五块,不对题;马上就跳到张老大拿十四块,宋阿二得一块,相差十三块,实在太胆大。为什么不看一看,张老大拿十四块九角,十四块八角……乃至于十四块九角九分九九九……的时候怎样呢?
喔!若是这样,那还了得!从十五到九中间有无限的数,要依次看去,人寿几何?而且比十五稍稍小一点儿的数,谁看见过它的面孔是圆的还是方的?
老老实实的办法,就不是办法!人是有理性的动物,变戏法要变得省力气、有把握,才会得到看客的赞赏呀!你们读过《伊索寓言》吧?里面不是说人学的猪叫比真的猪叫,更叫人满意吗?
所以算术上的解法必须更巧妙一些。
这样,就来讲交差原理。
《马先生谈算学》是数学教育家刘薰宇写给中小学生的数学科普经典。本书以第三人称——“马先生”的口吻进行书写,主要围绕如何用图解法求解一些算术四则问题,收集了100多道题目加以解释,充分体现了作者对数学严谨的态度。
《数学趣味》是数学教育家刘薰宇写给中小学生的数学科普经典。本书中所收录的都是作者从日常生活中随处拾来的数学文章。贴近人们日常生活的枯燥、繁难、令人头痛的数学题材和算法经过作者巧妙地书写,都变成趣味丰富、令人爱读的文字了。
《数学的园地》是数学教育家刘薰宇写给中小学生的数学科普经典。本书比较系统地说明了函数、连续、诱导函数、微分、积分和总集等概念及它们的运算法的基本原理。抽象、枯燥的高等数学内容,经过作者巧妙的手法写出来,只要学过初等代数和几何的人,就会很轻松、毫不费力读完并掌握,所以该书可以作为中小学生必备的重要自学书籍。
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