漫談?dòng)欣頂?shù)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
  在小學(xué)里,同學(xué)們學(xué)習(xí)了自然數(shù)、零和分?jǐn)?shù),現(xiàn)在,又學(xué)習(xí)了負(fù)數(shù)。這些數(shù)統(tǒng)稱為有理數(shù)。但是,你想過沒有,有理數(shù)是怎么產(chǎn)生的?

  很久很久以前,人類的祖先群居在森林里、山洞中,身上披的是獸皮和樹葉,吃的是山上的野獸、樹上的野果和水里的魚,終年靠狩獵為生。那時(shí)候,雖然每天獵取的食物不多,但仍然有一個(gè)記數(shù)的問題。開始,人們只是以”多”和“少來區(qū)分。漸漸地,有人想到可以扳著手指頭來數(shù)(shu)數(shù),因?yàn)槟菚r(shí)每天狩獵的結(jié)果也只是“屈指可數(shù)”的水平。再后來,狩獵的工具改進(jìn)了,水平也提高了,當(dāng)獵物超過十個(gè)以后,“屈指”已不可數(shù),于是又想到在一條繩子上打結(jié)來記數(shù)。周代(公元前10世紀(jì)前后)《易經(jīng)·系辭》中記載的“上古結(jié)繩而治”,指的就是那個(gè)遠(yuǎn)古的時(shí)代。又過了不知多少年代,人們漸漸感到“結(jié)繩’不但麻煩,而且時(shí)間一長(zhǎng)往往記不清這些“結(jié)”指的是什么了,終于想到要用一些符號(hào)來表示各種不同的東西和各種東西的數(shù)目,出現(xiàn)了最早的數(shù)字。例如,公元前三、四千年我國(guó)西安的半坡遺址和公元前近二千年的二里頭遺址的陶文中,就有 |  ||  |||  ||||× 或X ∧ 或個(gè) + 八  + |等符號(hào),它們分別表示
                   1  2  3  4  5  6  7  8  70。

  在殷墟的甲骨文卜辭中,也有許多數(shù)字(參見《中國(guó)數(shù)學(xué)的世界之最》一文)。在國(guó)外,大約在公元八世紀(jì)有一種印度的數(shù)字傳入阿拉伯,它們是:
      ?  ∧ ∨    10。等等,它們分別表示l:2、工4、5、5、7:8、9、10.這種數(shù)字后來由阿拉伯傳人歐洲,被歐洲人稱作阿拉伯拉字。這些數(shù)字符號(hào),在使用過程中經(jīng)人們不斷的改進(jìn),最后演變成現(xiàn)在我們所使用的數(shù)字。

  數(shù)字的出現(xiàn),給人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的方便。但如何用盡量少的數(shù)字來表示那么多的數(shù)呢?這個(gè)問題,在中國(guó)人首先創(chuàng)法了十進(jìn)位置制記數(shù)法以后,才最終得到圓滿的解決。

  打獵有時(shí)兩人合作才能獵獲一只兔子,有時(shí)五人合作一共獵獲二頭羊。如何分配這些食物呢?起初,人們只知道“二分一”、”五分二’;后來,才逐漸形成了分?jǐn)?shù)的概念,記錄下來,就是“二分之一”、“五分之二”、... ...,這也是中國(guó)人首創(chuàng)的!吨荀滤憬(jīng)》中已大量使用分?jǐn)?shù),《九章算術(shù)》(約公元前100~50年)給出了相當(dāng)完整的分?jǐn)?shù)理論,比歐洲同類著作大約早1400年。我們現(xiàn)在所說的分?jǐn)?shù)除法把除數(shù)“顛倒相乘”,就是我國(guó)古代教學(xué)家劉徽(公元前三世紀(jì))的原話。
 
  人類對(duì)零的認(rèn)識(shí)比較晚。打不到野獸,空手而歸,這是最初對(duì)“零”的印象──空虛、饑餓、一無所有。在記錄這種情況時(shí),各民族大多不約而同地用空位來表示。后來,又用符號(hào)“□”表示空位(有人推測(cè)這是個(gè)空無一物的牲畜欄),慢慢地就演化成現(xiàn)的“0”了。

  正如偉大導(dǎo)師恩格斯所精辟論斷的那樣“數(shù)和形的概念不是從其他任何地方,而是從現(xiàn)實(shí)世界中得來的”。

  在小學(xué)教學(xué)中,算式“2-3”給我們的印象是“不夠減”。但學(xué)習(xí)了《有理教》的知識(shí)以后,我們就能解決這個(gè)問題了。有理數(shù)包括正數(shù)、負(fù)數(shù)和0。正負(fù)效的概念也是從生產(chǎn)實(shí)際的需要中產(chǎn)生的。生產(chǎn)發(fā)展了,一方面,人們的“財(cái)富”多起來,同時(shí)也促使人們“互通有無”,進(jìn)行交換。于是,人們把私有財(cái)產(chǎn)記為正,欠債記為負(fù);收入記為正,支出記為負(fù);運(yùn)進(jìn)記為正,運(yùn)出記為負(fù);超出記為正,不足記為負(fù)... ...人們從這些具有相反意義的量中抽象出了正數(shù)和負(fù)數(shù)的概念。負(fù)數(shù)是相對(duì)于正數(shù)而言的。正數(shù)和負(fù)數(shù)既相互對(duì)立,又相互依存。我們的祖先不僅最早認(rèn)識(shí)到負(fù)數(shù)的存在,而且總結(jié)出正負(fù)數(shù)的加減運(yùn)算法則(如《九章算術(shù)》),這在當(dāng)時(shí)也是一件具有世界意義的重大創(chuàng)造。

    由于生產(chǎn)實(shí)踐的需要,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)的概念一直在不斷地?cái)U(kuò)充。目前,對(duì)于人類已經(jīng)掌握的數(shù)的概念,其關(guān)系可綜述為:



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