愚公老師的一節(jié)數(shù)學(xué)課

愚公是誰冀宴?愚公者,一個笨老頭也枕荞。愚公老師造烁,卻不是一個笨老師。中學(xué)語文課文里的《愚公移山》汽摹,那絕對是東方的經(jīng)典李丰,是我國傳統(tǒng)文化的一個優(yōu)秀故事。

近日逼泣,和學(xué)生一道再學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)歸納法趴泌,數(shù)學(xué)歸納法是演繹推理的一種方式舟舒。對于和正整數(shù)有關(guān)的命題,大都可以考慮這種方法嗜憔。就是要證明對于所有的正整數(shù)n秃励,命題P(n)都成立,一個也不能少吉捶。

以前在引導(dǎo)學(xué)生感受這一方法時夺鲜,通常用多米諾骨牌來說明。借助多媒體呐舔,學(xué)生可以真切地看到多米諾骨牌倒下的壯觀和氣魄币励。當(dāng)然,除了用多米諾骨牌來表現(xiàn)外珊拼,還可以用圖書食呻、人體等來替代骨牌。表達的意思是一樣的澎现,推倒第一塊仅胞,接著便會推倒第二塊、第三塊昔头,直至成千上萬塊饼问。有好事者還創(chuàng)造出多米諾骨牌吉尼斯世界紀(jì)錄。

然而揭斧,多米諾骨牌無論制作得怎樣的精致莱革,數(shù)量仍舊是有限的,總有結(jié)束的時候讹开。能夠推倒的盅视,依然只是有限塊。然而旦万,數(shù)學(xué)歸納法所要解決的闹击,對所有正整數(shù)命題皆成立,要求從有限深入到無限成艘。這樣看來赏半,用多米諾骨牌來解釋數(shù)學(xué)歸納法,只是表面淆两,沒入實質(zhì)断箫;只是形似,難表其神秋冰。

中國傳統(tǒng)文化博大精深仲义,老子在《道德經(jīng)》中說“道生一,一生二,二生三埃撵,三生萬物”赵颅,寥寥數(shù)句,刻畫出來的“無限”暂刘,言簡意賅饺谬,淋漓盡致。所謂“萬物”泛指的“無限”鸳惯,乃是不斷“生”出來的啊商蕴。

對數(shù)學(xué)歸納法闡述最為精準(zhǔn)的,應(yīng)當(dāng)數(shù)愚公移山里的“愚公”芝发,愚公老師用他樸素的語言,構(gòu)造了一個“生生不息”的無限思維模型苛谷,給我們上了一節(jié)生動的數(shù)學(xué)課辅鲸。

愚公老師說:“雖我之死,有子存焉腹殿;子又生孫独悴,孫又生子;子又有子锣尉,子又有孫刻炒;子子孫孫無窮匱也,而山不加增自沧,何苦而不平坟奥?”

在這節(jié)課上,愚公老師沒有去談什么多米諾骨牌拇厢,而是用自己的切身體會爱谁,從生活的角度表達了自己對數(shù)學(xué)歸納法的理解。在這里孝偎,愚公老師高調(diào)宣布了用“無限”戰(zhàn)勝“有限”的勝利访敌。即是以自己擁有的世代永續(xù)的無限家族,戰(zhàn)勝了“山不加增”的有限山體衣盾。

有同學(xué)可能要反問愚公老師了寺旺,如果你愚公老師不能“生子”怎么辦,既使你愚公老師能生势决,又如何能保證你的子孫中哪一輩不會“絕戶”阻塑,甚至遇到計劃生育時怎么辦?問題可能令愚公老師很尷尬徽龟,甚至很難堪叮姑。

我想,學(xué)生能提出各種質(zhì)疑愚公老師的問題,那將是絕對的好传透,說明學(xué)生在思考數(shù)學(xué)歸納法了耘沼!數(shù)學(xué)歸納法能證明和正整數(shù)有關(guān)的問題,就是要使得每一步都能成立朱盐,這里面的“成立”群嗤,或者“滿足”,就是學(xué)生質(zhì)疑愚公老師“能不能生”兵琳,以及愚公老師的后輩“會不會絕戶”的問題狂秘。

所以愚公老師首先就要保證,自己和自己的各代子孫都能生育這個“前提條件”躯肌。不過學(xué)生和愚公老師的擔(dān)憂者春,國家也都考慮到了,現(xiàn)在已經(jīng)放開二胎了清女。

這樣的話钱烟,愚公老師的家族就成為“一代接著一代、沒有‘窮匱’嫡丙、沒有中斷拴袭、沒完沒了、無窮無盡”的一個無限世代序列曙博。這是實實在在的無限拥刻。

把愚公老師的生子計劃轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,按世代的順序依次記下來就是正整數(shù)1父泳、2般哼、3……。愚公老師用“子孫都能生育”換來了“世代永續(xù)”尘吗、“無窮匱”的無限家族逝她,終于跨越有限、成功進入無限的大門睬捶。

好了黔宛,愚公老師自己的故事說完了。那么我們來看看愚公老師的高明之處擒贸,既然愚公老師的子孫序列可以做到“無窮匱”臀晃,那么對于和正整數(shù)有關(guān)的命題列P(n)可不可以呢? 這時候就要看命題列P(n)是否具有愚公老師子孫序列的特性了徽惋。

如前所說,愚公首先要獲得了他的子孫都能夠“生子”的保證座韵。類比到數(shù)學(xué)歸納法上踢京,就是看P(n)的每一代能不能“生子”了宦棺,也就是說需要檢驗瓣距。事實上,數(shù)學(xué)歸納法本身正是在做這樣的檢驗!

首先代咸,數(shù)學(xué)歸納法的第一步是要驗證n=1時P(1)成立蹈丸。當(dāng)然呐芥,有的時候不一定是從1開始,那要看初始值是什么思瘟。這相當(dāng)于檢驗P(1)的正確性荸百,就是愚公老師自己必須能“生子”一樣,即有子存焉潮太。

其次管搪,對任意的正整數(shù)n铡买,假設(shè)具有正確性的P(n),可以推導(dǎo)出P(n+1)也是正確的奇钞。就像判斷愚公老師的每一代子孫都能“生子,子又能生孫”景埃。一旦這兩步都成立了顶别,P (n) 的正確性序列能夠一代代地“生”出下一代了,就可以像愚公老師所說的那樣驯绎,“子子孫孫無窮匱也”完慧,無一例外地全部都成立剩失。

從《道德經(jīng)》 的三生萬物,愚公老師的生生不息拴孤,到“野火燒不盡,春風(fēng)吹又生”鞭执,中國傳統(tǒng)經(jīng)典的無限觀一直和“生”聯(lián)在一起。一個“生”字兄纺,使得數(shù)學(xué)歸納法不再神秘。

很多的學(xué)生對數(shù)學(xué)歸納法那兩步的檢驗始終不明不白囤热,為什么要奠基,又為什么進行遞推旁蔼,一直不知所云。如果能聆聽愚公老師的一節(jié)數(shù)學(xué)課伞租,大概就能“會心一笑”限佩,覺得那不過是在進行能不能“生”的檢驗而已葵诈!

一直以來祟同,從事著高中數(shù)學(xué)的教學(xué)和研究,許多年的經(jīng)驗告訴我晕城,數(shù)學(xué)是根植于生活之中,數(shù)學(xué)理論知識的提煉離不開我們的生活贰锁。然而純粹的數(shù)學(xué)問題又是枯燥無味的滤蝠,很多學(xué)生說“我待數(shù)學(xué)如初戀豌熄,數(shù)學(xué)虐我千百遍”,和數(shù)學(xué)的抽象難懂有關(guān)物咳。

于是锣险,我常常想所森,能不能把數(shù)學(xué)和傳統(tǒng)文化與實際生活結(jié)合起來,把數(shù)學(xué)課上得學(xué)生更愿意去聽纷妆,學(xué)生感到了興趣,感覺到有意思掩幢,這樣才能喜歡數(shù)學(xué),愛上數(shù)學(xué)际邻,才能領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)是好玩的。

愚公老師給我們上了很精彩的一節(jié)課缨恒,謝謝愚公老師,也謝謝傳統(tǒng)文化骗露。

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