数学文化赏析
《数学文化欣赏》课件
02
数学的历史
数学的起源
01
02
03
数学的萌芽
早在原始社会时期，人类 在生产实践中就开始积累 数学经验，如计数、测量 等。
古埃及数学
古埃及人发展了数学符号 系统，并开始使用数学来 管理国家和建造金字塔。
古印度数学
古印度人将数学与宗教相 结合，发展了印度数学文 化。
古代数学的发展
古希腊数学
古希腊数学家如毕达哥拉 斯、欧几里得等对数学基 础和几何学做出了重大贡 献。
盾来推翻某个结论。
证明与反驳是数学中相互补充 的过程，有助于推动数学的发
展和进步。
04
数学的现实应用
数学在科学中的应用
数学在物理学中的应用
数学在生物学中的应用
从牛顿的万有引力定律到爱因斯坦的 相对论，数学为物理学提供了强大的 工具，帮助我们理解宇宙的基本规律 。
从遗传学到生态学，数学在解释生物 现象、预测生物行为等方面发挥着重 要作用，如种群增长模型、基因序列 分析等。
数据科学
随着大数据时代的到来，数学在数据科学中的应用将更加广泛，如 数据挖掘、统计分析等。
金融科技
数学在金融科技领域的应用将更加深入，如量化投资、风险管理等， 将促进金融行业的创新发展。
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《数学文化欣赏》ppt 课件
目录 CONTENT
• 数学与文化 • 数学的历史 • 数学的哲学思考 • 数学的现实应用 • 数学的未来展望
01
数学与文化
数学与人类文明
数学在人类文明中的地位
数学作为一门基础学科，对人类文明的发展起到了至关重 要的作用，从古至今，数学在科学、技术、工程、经济等 领域都发挥了巨大的作用。
数学文化欣赏剖析
大约公元前５世纪，不可通约量的发现 －－－－ 毕达哥拉斯悖论
▪ 毕氏的学生、学者希帕索斯发现直角三角形直角 边都取1，则斜边就不可度量，与毕氏理论产生 矛盾
▪ 毕氏也发现不可通约量的存在 ▪ 学派进入两难境地，学派内部所有成员立誓保密，
因而无理数有个外号“不可说”（Alogon) ▪ 希帕索斯说了，学派就此开始瓦解。 ▪ 学派解决矛盾的方法是把希帕索斯抛进爱琴海喂
万物皆数
▪ 他们把线段的长度看作是线段锁包含的原子数 目，因而任意两条线段长度之比就是它们各自 原子数之比。
▪ 由此观点出发，毕氏研究了音乐美术天文地理。 ▪ 应用在数学上，从埃及的黄金三角形（各边之
比为3：4：5）发现5：12：13，8：15：17， 这就是中国说的“勾股定理” ▪ 它们只相信直角三角形的三边之比都应该是整 数比
于是究竟是谁首先发现了微积分，就成了一个需要解决的问 题了。1711年，苏格兰科学家、英国王家学会会员约翰·凯尔在致 王家学会书记的信中，指责莱布尼茨剽窃了牛顿的成果，只不过 用不同的符号表示法改头换面。同样身为王家学会会员的莱布尼 茨提出抗议，要求王家学会禁止凯尔的诽谤。王家学会组成一个 委员会调查此事，在次年发布的调查报告中认定牛顿首先发现了 微积分，并谴责莱布尼茨有意隐瞒他知道牛顿的研究工作。此时 牛顿是王家学会的会长，虽然在公开的场合假装与这个事件无关 ，但是这篇调查报告其实是牛顿本人起草的。他还匿名写了一篇 攻击莱布尼茨的长篇文章。
这说明希腊人已经看到无穷小与“很小很小”的矛盾。当然他 们无法解决这些矛盾。
无穷小分割是主要方法
▪ 无穷小分割求和： ▪ 关于切线：笛卡儿与费尔玛认为是两个交点重合
时的割线。罗伯瓦等认为是描绘曲线的运动在这 点的方向 ▪ 众多数学家加入到这场争论中，拉开流数术和微 分法的序幕 ▪ 费尔玛是除去牛顿莱布尼兹外做得最多的人，他 走到大门口，但没有进入。主要是他没有它的理 论与求积的关系
数学文化赏析
数学之魂
数学的对象：数与形式，万物之本。 数，可以表达事物规模，也可以表达事物的次序，万象共有； 形，是人类赖以生存的空间形态，万物共存。 数与形两者相互联系，对立统一。 数学中研究数量关系或数的部分属于代数学范畴；研究空间
形式或形的部分属于几何学范畴；研究两者联系或数形关系 的部分属于分析学范畴。 代数学中，数量关系、顺序关系占主导，培养计算与逻辑思 维能力；几何学中，位置关系、结构形式占主导，培养直觉 能力和洞察力；分析学中，量变关系、瞬间变化与整体变化 关系占主导，函数为对象，极限为工具，培养周密的逻辑思 维能力和建模能力。
数学之趣
数字黑洞：某些数字组成的数字串，经过一定的 变换 规则后，都要列一例外走向这一数字串。
自恋性黑洞153
对一个给定的数，求其各位数字的立方和，得到 一个新数，这个过程 称为立方和变换。
1的立方+5的立方+3的立方=153
神奇的1089
任意取一个三位数（个位 与百位 不能相等）A， 把该数倒序排列成另一个数B，将两数相减得到 一个三位数M= ∣ A-B ∣（不足三位时前面补0） ， 将M倒序排列成另一个数N，计算M+N=？1089
这句话比较通俗, 颇为深刻; 2.一个国家科学的进步，可以用他消耗的数字
来度量。 这句话比较高雅,也非常精彩!
数学文化赏析
数学对人类生存、生活以及社会进步、科技发 展有重要影响；
数学源于实践，追求永恒，强调本质，关注共 性，识方圆曲直，判正负盈亏，时时为人解难。 数学思想深刻，方法巧妙，内容广阔，形式优 美，析万物之理，解万象之迷，处处引人入胜。
发现数学结论依靠归纳、类比等合情推理；确 定数学结论则依靠演绎推理。
以数学的推理方法得到的结论是可靠的，不会 被证伪。
影视中的数学文化赏析
影视作为一种流行的文化媒体，常常借助数学文化来传递思想、展示情感和呈现故事情节。
以下是一些影视中的数学文化赏析的例子：《美丽心灵的永恒阳光》（A Beautiful Mind）：这部影片以数学家约翰·纳什的生平为基础，讲述了他的数学成就和与精神疾病的斗争。
电影中通过数学公式和游戏来呈现他的天才思维和数学研究，同时也展示了精神健康的重要性。
《黑板》（Good Will Hunting）：这部影片讲述了一个年轻天才数学家威尔·亨廷顿的故事，他在波士顿的一所大学做清洁工，却被发现拥有非凡的数学才能。
数学公式和问题贯穿整个电影，体现了数学的美和智慧。
《费马大定理》（Fermat's Room）：这部西班牙惊悚电影中，一组数学家和数学爱好者被困在一个装满数学谜题的房间里，他们必须合作解开谜题才能逃脱。
电影中的数学文化突出了数学的挑战和解谜乐趣。
《数学怪才》（The Man Who Knew Infinity）：这部电影以印度数学家拉马努金的生平为基础，讲述了他与英国数学家哈代的合作与友情。
影片中展示了数学的美和无限可能性。
《数学公式》（Agora）：这部历史戏剧片讲述了公元4世纪的古希腊数学家希波阿克斯（Hypatia）的生平，她是历史上最早的女性数学家之一。
电影中展示了数学和哲学在古代文化中的重要性。
《逃离德黑兰》（Escape from Tehran）：这部影片中，一名美国外交官在伊朗危机中使用了数学和密码学的知识，以获得情报并逃离伊朗。
数学在解决问题和生存中的关键作用得到了突出展示。
这些电影通过数学文化元素，向观众展示了数学的美丽、挑战和重要性，同时也突出了数学在解决问题、促进合作和传达情感方面的作用。
它们为观众提供了更深刻的数学体验，同时也传递了数学所蕴含的智慧和启发。
数学文化赏析读后感
《数学文化赏析》读后感通过半个学期的学习，我大概对数学文化有了进一步的了解，但是首先还是得对数学文化有一个基本的了解，比如可以对其内涵有个基本概念，以下是我从书上摘抄的权威内容：数学文化的内涵(一)文化的含义文化问题是随着19世纪下半叶人类学、社会学、文化学等学科的兴起才受到人们的重视的. 1871年泰勒在《原始文化》一书中提出了文化的经典定义:“所谓文化或文明，就其广泛的民族学意义来说，乃是知识、信仰、艺术、道德、法律、习俗和任何人作为一名社会成员而获得的能力和习惯在内的复杂整体.”现在的文化定义也许有上百种.一般来说，文化有广义和狭义之分，广义的文化，是与自然相对的概念，它是指通过人的活动对自然状态的变革而创造的成果，即一切非自然的，由人类所创造的事物或对象看成文化;狭义的文化，则是指社会意识形态或观念形态，即人们的精神生活领域.(二)数学文化的含义1.数学是一种文化.数学是一种文化的观点，可以说是数学观的“现在时态"，但若是因为数学与宗教有关，数学像哲学，数学与逻辑是孪生姐妹，数学美具有艺术美的特征等缘故，而给数学贴上文化的标签，这未免太牵强附会了，那么我们从历史的角度来看，考察人类文明史，数学与文化曾有过三次结合紧密的鼎盛时期，第- -次是以毕达哥拉斯( Pythagoras )学派为代表的古希腊时期;第二次是以达.芬奇(Da Vinei)为代表的欧洲文艺复兴时期;第三次是20世纪中叶以来，随着科学一体化、系统化，以及大科学时代的到来和全球文化讨论热，数学与文化的关系受到人们相当的关注。
然而，如果据此把数学说成是一种文化，还未免有点牵强，我们必须从数学这门学科自身的特点方面阐释论证.数学作为一种量化模式，显然是描述客观世界的，相对于认识的主体而言，数学具有明显的客观性，但数学对象终究不是物质世界中的真实存在，而是抽象思维的产物，数学是一种人为的约定的规则系统。
为了描绘世界，数学家总是在发明新的描述形式，同时，数学家发明的量化模式，除了在科学技术方面的应用外，同样具有精神领域的效用。
数学文化赏析
人们从自然界中抽象出数学的过程令人觉得奇妙。
而人类本身认识到年月日这些知识更是一个奇迹，从埃及到巴比伦最后到希腊，毕达哥拉斯亚里士多德柏拉图阿基米德到欧几里得，都是奇迹，公理体系一旦建立，人类的意识水平都上升到一个新高度了。
和所有文化现象一样，数学文化在历史中开始慢慢直接支配着人们的行动。
孤立主义的数学文化，一方面拒人于千里之外，使人望数学而生畏；另一方面，又孤芳自赏，自言自语，令人把数学家当成"怪人"。
优秀的数学文化，会是美丽动人的数学王后，得心应手的仆人，聪明伶俐的宠物。
为了能些许的改变人们对数学文化错误的认识，下面从几个方面来欣赏数学文化之美。
一、数学与建筑贝津铭曾经说过：空间与形式的关系是建筑艺术和建筑科学的本质。
土木工程中数学的方面体现的太多太多了。
例如，三角函数，用在测量定位中；概率统计用在硂块实验合格判断中；黄金分割法用在弯矩计算和最危险荷载的计算值；超静定计算应用在大跨度，悬挂支模架中；面积计算用在界面受力计算中；体积计算用在土方计算中。
最小二乘法在拟合曲线中的运用；微分方程在建立平衡微方程中的运用等。
在实际上有很多著名的建筑都和数学密不可分，例如雅典的提帕农神殿，圣索菲亚大教堂，久负盛名的清真寺，伟大的罗马式，哥特式及文艺复兴时期的大教堂，帕拉罗迪园厅别墅，悉尼歌剧院，毕尔巴鄂的古根海姆博物馆，以及罗马的圆形大剧院和万神殿。
这些经典的建筑设计都与数学文化有着不可分割的关系。
这些从历史的角度逐步阐明当前的初等数学，包括欧几里得集合的部分知识，三角学，向量的性质，二维和三维解析集合以及微积分基础。
数学使人们对建筑的理解清晰化，而建筑则是应用抽象数学的舞台。
二、数学与电影不少人都看过《达芬奇密码》，那一定会对里面的斐波那契数列印象深刻，而菲波那契数列又与黄金分割密不可分。
菲波那契数列与黄金分割有什么关系呢？经研究发现，相邻两个菲波那契数的比值是随序号的增加而逐渐趋于黄金分割比的。
数学中的数学文化与数学艺术
数学中的数学文化与数学艺术数学是一门古老而又充满魅力的学科，它渗透了人类文化的方方面面。
在数学中，不仅有着精确的逻辑，严密的推理，更蕴含着丰富的文化内涵和独特的艺术价值。
本文将探讨数学中的数学文化与数学艺术，展示数学的魅力所在。
一、数学中的文化内涵数学作为科学的基石，承载着人类文明的智慧和创造力。
在数学发展的历程中，各个文化背景下的数学家们创造出了独具特色的数学理论和技巧，丰富了数学的文化内涵。
1. 数学中的文化符号数学的符号系统代表了各种文化所独有的表达方式。
例如，阿拉伯数字一直以来都是广泛使用的数字符号，这源于阿拉伯数学家在中世纪的贡献。
而某些数学符号则反映了特定文化的认知方式和审美观念，如中文中的数学符号“〇”以及古代印度的闪崩数字。
2. 数学中的文化问题数学中一些经典问题和定理也反映了当时社会文化的特点。
例如，古希腊的毕达哥拉斯定理和欧几里得几何中的黄金分割等都蕴含着古希腊人追求和谐与美的审美观念。
而中国古代的《九章算术》中所涉及到的算术和几何问题，也反映了当时中国社会生活和生产实践的特点。
3. 数学中的文化方法不同文化背景下的数学家们通过各自独特的思维方式和方法论推动了数学的发展。
例如，古希腊的几何思维注重推理和证明，而印度数学家在代数和数论方面有着独特的方法和技巧。
这些不同的方法和思维方式在一定程度上反映了当时文化的不同。
二、数学中的数学艺术数学与艺术有着密切的联系，它们相互借鉴、相互启发，共同创造出了数学艺术的奇妙之处。
数学艺术将抽象的数学概念与形象的艺术表现相结合，给人们带来了视觉和思维的双重享受。
1. 几何艺术几何艺术是数学艺术中的一个重要领域，通过运用几何图形和形式，艺术家们创造出了无穷的美感。
例如，埃舍尔（M.C.Escher）的作品中，他通过几何变换和递归的手法，创造出了令人眼花缭乱的视觉错觉。
2. 曲线艺术曲线艺术是数学与艺术结合的另一个重要方面。
通过运用数学中的曲线和函数，艺术家们能够表现出丰富多样的艺术效果。
（完整版）《数学文化赏析》mooc答案
（完整版）《数学⽂化赏析》mooc答案第⼀章⼀、多选题(共100.00 分)1.以下关于数学的描述，正确的有（A B）。
A.数学是研究现实世界的空间形式与数量关系的科学。
B.数学是研究模式与秩序的科学C.数学研究事物的物质属性D.数学只是研究数的科学2.以下表述中正确的有（A B C）。
A.数与形是数学科学的两⼤柱⽯；B.数与形是万物共性和本质；C.数与形是⼀个事物的两个侧⾯，⼆者有密切联系；D.数与形是不同的事物，也没有关系。
3.下列运动或变换中，属于拓扑变换的有（A C）。
A.橡⽪筋拉伸；B.电风扇旋转；C.纸张折叠；D.投影。
4.以下各选项属于数学的特点的有（A C D）。
A.概念的抽象性；B.公式的简洁性；C.推理的严密性；D.结论的确定性。
5.以下选项中，属于数学关注的内容的部分有（A B C D）。
A.⼀种对象的内在性质；B.不同对象的联系；C.多种对象的共性；D.⼀组对象的变化规律。
6.数学中概念或定义的形成主要是（A B C）的结果。
A.分类；B.抓本质；C.抓共性；D.推理。
7.按照结构数学的观点，以下对象属于代数结构的有（A C）。
A.加法运算；B.⽐较⼤⼩；C.乘⽅运算；D.数轴。
8.以下关于公理系统的描述中，正确的有（A B D）。
A.公理之间应该相容；B.公理之间应该独⽴；C.公理需要证明；D.公理是数学理论正确性的前提。
9.以下推理形式中，属于合情推理的有（A B D）。
A.归纳；B.类⽐；C.演绎；D.联想。
10.以下关于归纳推理的叙述中，正确的是（A B D）。
A.归纳推理是从个体认识群体的推理；B.归纳推理是从特殊到⼀般的推理；C.归纳推理是从⼀个个体认识另⼀个个体的推理；D.归纳推理不能保证结论的正确性。
11.以下关于类⽐推理的叙述中，正确的是（A C D ）。
A.类⽐推理是发散性思维；B.类⽐推理是从⼀般到特殊的推理；C.类⽐推理是从⼀个个体认识另⼀个个体的推理；D.类⽐推理不能保证结论的正确性。
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数学文化赏析
————浅谈对数学文化的认识及三次数学危机
学号：2011025207G
班级：20110252
姓名：陈拾
经过几周的《数学文化赏析》课的学习，我对数学有了全面的认识和新的了解。
下面我将结合这次课程的所学和自己的感悟谈谈对数学文化的认识以及历史上三次数学危机。
首先来谈谈我对数学文化的认识。
数学和其他科学一样，是人类共同的精神财富，数学是人类智慧的结晶。
它表达了人类思维中生动活泼的意念，表达了人类对客观世界深入细致的思考，以及人类追求完美和谐的愿望。
早在古希腊时代，哲学家柏拉图把数学看作是文化的最高理想。
他说：“几何学可以将灵魂引向真理，并且创造出理性精神”。
他认为学习数学不只是为了求真，也是为了求善、求美。
他认为人通过研究几何同时也不断地塑造自己，使自己成为更高尚、更丰富、也更有力量的人。
既人们在认识宇宙同时，也认识人类自己。
在这个认识过程中，数学起着独特的作用。
现在它几乎是任何科学都不可缺少的，它是现代科学技术的语言和工具，它的成果为众多学科所共识，积极推动着这些学科理论的建立和深化，它的思维方式和方法渗透到各学科，为这些学科的发展增添了活力。
大家普遍认为数学是很具有抽象性的，理论性的，逻辑性的，因此也是枯燥乏味的！但是通过这次课程的学习，我发现数学也是具有美的一面的！
数学美可以分为形式美和内在美。
数学中的公式、定理、图形等所呈现出来的简单、整齐以及对称
的美是形式美的体现。
数学中有字符美和构图美还有对称美，数学中的对称美反映的是自然界的和谐性，在几何形体中，最典型的就是轴对称图形。
数学中的简洁美，数学具有形式简洁、有序、规整和高度统一的特点，许多纷繁复杂的现象，可以归纳为简单的数学公式。
数学的内在美有数学的和谐美，数量的和谐，空间的协调是构成数学美的重要因素。
数学中的严谨美，严谨美是数学独特的内在美，我们通常用“滴水不漏”来形容数学。
它表现在数学推理的严密，数学定义准确揭示概念的本质属性，数学结构系统的协调完备等等。
总之，数学美的魅力是诱人的，数学美的力量是巨大的，数学美的思想是神奇的，数学是一个五彩缤纷的美的世界。
美(有限美、神秘美等)会给学生以美的熏陶。
数学所揭示的规律会加深学生对美的理解，而学习数学的过程也会使学生体验数学作为人类智慧的结晶所洋溢出的精神美。
下面我再来简单的谈谈历史上三次数学危机。
第一次数学危机：由毕达哥拉斯提出的著名命题“万物皆数”和“一切数均可表成整数或整数之比”。
毕达哥拉斯定理提出后，其学派中的一个成员希帕索斯考虑了一个问题：边长为1的正方形其对角线长度是多少呢？他发现这一长度既不能用整数，也不能用分数表示，。
希帕索斯的发现导致了数学史上第一个无理数根号2的诞生。
小小根号2的出现，却在当时的数学界掀起了一场巨大风暴。
它直接动摇了毕达哥拉斯学派的数学信仰，使毕达哥拉斯学派为之大为恐慌。
第二次数学危机导源于微积分工具的使用。
伴随着人们科学理论与实践认识的提高，十七世纪几乎在同一时期，微积分这一锐利无比的数学工具为牛顿、莱布尼兹各自独立发现。
这一工具一问世，就显示出它的非凡威力。
许许多多疑难问题运用这一工具后变得易如翻掌。
但是不管是牛顿，还是莱布尼兹所创立的微积分理论都是不严格的。
两人的理论都建立在无穷小分析之上，但他们对作为基本概念的无穷小量的理解与运用却是混乱的。
因而，从微积分诞生时就遭到了一些人的反对与攻击。
罗素悖论与第三次数学危机：十九世纪下半叶，康托尔创立了著名的集合论，1903年，英国数学家罗素提出著名的罗素悖论。
罗素构造了一个集合S：S由一切不是自身元素的集合所组成。
然后罗素问：S是否属于S呢？根据排中律，一个元素或者属于某个集合，或者不属于某个集合。
因此，对于一个给定的集合，问是否属于它自己是有意义的。
但对这个看似合理的问题的回答却会陷入两难境地。
如果S属于S，根据S的定义，S就不属于S；反之，如果S不属于S，同样根据定义，S就属于S。
无论如何都是矛盾的。
罗素悖论一提出就在当时的数学界与逻辑学界内引起了极大震动，引起的巨大反响则导致了第三次数学危机。
这次课程的学习使我深刻的意识到了数学学习的重要性和使命感！数学可以说是其他自然科学的基础学科，所以学好数学的重要应不言而喻！。