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课程名称: 从数学中享受快乐 斐波那契数列 幻方 讲师:李尚志 开课时间: 我要学习

课程简介

课程背景
斐波那契数列指的是这样一个数列:1、1、2、3、5、8、13、21、34……这个数列从第三项开始,每一项都等于前两项之和。
斐波那契数列的发明者,是意大利数学家列昂纳多·斐波那契(Leonardo Fibonacci),自然中的斐波那契数列生于公元1170年,卒于1240年,籍贯是比萨。他被人称作“比萨的列昂纳多”。1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber Abacci)一书。他是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人。他的父亲被比萨的一家商业团体聘任为外交领事,派驻地点相当于今日的阿尔及利亚地区,列昂纳多因此得以在一个阿拉伯老师的指导下研究数学。他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯研究数学。
这样一个完全是自然数的数列,通项公式却是用无理数来表达的。而且当n趋向于无穷大时,后一项与前一项的比值越来越逼近黄金分割0.618.(或者说后一项与前一项的比值小数部分越来越逼近黄金分割0.618、前一项与后一项的比值越来越逼近黄金分割0.618)
  幻方:在一个由若干个排列整齐的数组成的正方形中,图中任意一横行、一纵行及对角线的几个数之和都相等,具有这种性质的图表,称为“幻洛书,一个3阶幻方
”。中国古代称为“河图”、“洛书”,又叫“纵横图”。
  九宫洛书蕴含奇门遁甲的布阵之道。九宫之数源于易经中,《易经》。幻方也称纵横图、魔方、魔阵,它是科学的结晶与吉祥的象征,发源于中国古代的洛书——九宫图。公元前一世纪,西汉宣帝时的博士戴德在他的政治礼仪著作《大戴礼·明堂篇》中就有“二、九、四、七、五、三、六、一、八”的洛书九宫数记载。洛书被世界公认为组合数学的鼻祖,它是中华民族对人类的伟大贡献之一。同时,洛书以其高度抽象的内涵,对中国古代政治伦理、数学、天文气象、哲学、医学、宗教等等都产生了重要影响。在远古传说中,于治国安邦上也具有积极的寓意!包括洛书在内的幻方自古以来在亚、欧、美洲不少国家都被作为驱邪避凶的吉祥物,这种古代地域广泛的图腾应该说是极其少见的。1975年上海人民出版社出版的自然辩证法丛书《自然科学大事年表》,对于幻方作了特别的述说:“公元前一世纪,《大戴礼》记载,中国古代有象征吉祥的河图洛书纵横图,即为九宫算,被认为是现代‘组合数学’最古老的发现。”还附了全书唯一的插图!
  2500年前,孔子在他研究《易经》的著作《系词上传》中记载了:“河出图,洛出书,圣人则之。”最早将数字与洛书相连的记载是2300年前的《庄子·天运》,它认为:“天有六极五常,帝王顺之则治,逆之则凶。九洛之事,治成德备,监照下土,天下戴之,此谓上皇。”明代数学家程大位在《算法统宗》中也曾发出“数何肇?其肇自图、书乎?伏羲得之以画卦,大禹得之以序畴,列圣得之以开物”的感叹,大意是说,数起源于远古时代黄河出现的河图与洛水出现的洛书,伏羲依靠河图画出八卦,大禹按照洛书划分九州,并制定治理天下的九类大法,圣人们根据它们演绎出各种治国安邦的良策,对人类社会与自然界的认识也得到步步深化。大禹从洛书中数的相互制约,均衡统一得到启发而制定国家的法律体系,使得天下一统,归于大治,这是借鉴思维的开端。这种活化思维的方式已成为科学灵感的来源之一。从洛书发端的幻方在数千年后的今天更加生机盎然,被称为具有永恒魅力的数学问题。十三世纪,中国南宋数学家杨辉在世界上首先开展了对幻方的系统研究,欧洲十四世纪也开始了这方面的工作。著名数学家费尔玛、欧拉都进行过幻方研究,如今,幻方仍然是组合数学的研究课题之一,经过一代代数学家与数学爱好者的共同努力,幻方与它的变体所蕴含的各种神奇的科学性质正逐步得到揭示。目前,它已在组合分析、实验设计、图论、数论、群、对策论、纺织、工艺美术、程序设计、人工智能等领域得到广泛应用。1977年,4阶幻方还作为人类的特殊语言被美国旅行者1号、2号飞船携入太空,向广袤的宇宙中可能存在的外星人传达人类的文明信息与美好祝愿!
完全幻方
  完全幻方指一个幻方行列、对角线,及“折断”了的对角线各数之和相等。
乘幻方
  乘幻方指一个幻方行列、对角线各数乘积相等。
n阶幻方与高阶幻方
  n阶幻方是由前n^2(n的2次方)个自然数组成的一个n阶方阵,其各行、各列及两条对角线所含的
       反幻方
  反幻方的定义:在一个由若干个排列整齐的数组成的正方形中,图中任意一横行、一纵行及对角线的几个数之和不相等,具有这种性质的图表,称为“反幻方”。
  反幻方与正幻方最大的不同点是幻和不同,正幻方所有幻和都相同,而反幻方所有幻和都不同。所谓幻和就是幻方的任意行、列及对角线几个数之和。如下图3阶反幻方的比较。
  反幻方图中边框外围的数字之和就是幻和。红色为偶数,黑色为奇数。
  可以说反幻方是一种特殊的幻方。反幻方的幻和可以全部不同,也可以部分相同。如下图多种3阶反幻方。
培训收益
   学习数学的同时改变对数学的固有印象,生活中处处有数学,善于捕捉数学中不同的地方,更要专注每一个相同的地方,把困难的分解或转化成一个个简单的,化繁为简。同时更要注重数学与生活的关系,例数学建模,把困难的实际问题转变成数学问题来解决。

【授课时间】
45分钟    
【学员对象】
全体人员
课程大纲
一、斐波那契数列
二、二维子空间
三、数学抽象
四、幻方





李尚志

李尚志教授是我国自己培养的首批18名博士之一,是教育部2003年授予的首届“国家级教学名师师奖”100名获奖者之一,领导的“数学基础课程”教学团队是教育部2007年批准的首批100个国家级教学团队之一。1991年受国家教委表彰为“做出突出贡献的中国博士学位获得者”。1999年获宝钢教育基金会优秀教师奖特等奖。现任国务院学位委员会学科评议组成员,安徽省学位委员会委员; 教育部高等学校数学与统计学教学指导委员会委员、非数学类专业数学基础课程教学分委员会副主任; 中国数学会理事、安徽省数学会秘书长、中国工业与应用数学学会理事