數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用

周艷鵬

數(shù)學(xué)這一學(xué)科在我們學(xué)習(xí)和生活中是無(wú)可替代的，而要說(shuō)人們對(duì)數(shù)學(xué)的了解可以追溯到人類誕生的那一刻。比如，“涉獵計(jì)數(shù)”“結(jié)繩記事”等一些傳說(shuō)，在遠(yuǎn)古的時(shí)候就已經(jīng)被人類所應(yīng)用了。所以，人們?cè)谶h(yuǎn)古時(shí)期就已經(jīng)對(duì)數(shù)學(xué)有了一定的認(rèn)識(shí)和了解。

早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，就有著著名的“田忌賽馬”的故事。田忌和齊威王賽馬，兩人的馬都是上中下三個(gè)等級(jí)，但是田忌的馬明顯比齊威王的品種差很多，謀者告訴田忌用你的下等馬和他的上等馬比，用你的上等馬和他的中等馬比，用中等馬和他的下等馬比，結(jié)果田忌以2比1戰(zhàn)勝了齊威王，從而得了千金。這是數(shù)學(xué)中對(duì)策論在古代生活中的體現(xiàn)。

黃金分割這個(gè)觀點(diǎn)最早提出的是古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派，他在進(jìn)行線段分割時(shí)發(fā)現(xiàn)了這一黃金分割定律。它是將一段直線分成長(zhǎng)短兩段，使小段與大段之比等于大段與全段之比，比值為1：1.618。這種比例自古希臘至19世紀(jì)一直被認(rèn)為最佳比例，這一定律在生活中都有應(yīng)用到。

中國(guó)最古老的古琴，處處透著黃金分割的神奇，琴背兩池，左龍右鳳?？刂魄傧野l(fā)音的樞紐有三個(gè)：軫、鳧掌、鳳嗉；琴有五弦，音有八度，琴節(jié)為徽。“以琴長(zhǎng)全體三分損一，又三分益一，而轉(zhuǎn)相增減”，全弦共有十三徽，把這些排列到一起就是二池，三紐，五弦，八音，十三徽。多么奇妙的排列，恰是費(fèi)波納奇數(shù)，而兩個(gè)相鄰費(fèi)波納奇數(shù)比率則越來(lái)越接近黃金分割率，看來(lái)，中國(guó)古人對(duì)黃金分割的領(lǐng)悟與運(yùn)用與西方確有異曲同工之妙。

并且這一定律在很多著名的建筑上都有運(yùn)用，早在公元前五世紀(jì)，希臘建筑家就知道0.618的比值是協(xié)調(diào)、平衡的結(jié)構(gòu)。文明世界的古埃及金字塔在它的建造中就體現(xiàn)出了這一黃金比，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這一建筑它的底邊長(zhǎng)和高的比值就是0.618，相傳在這金字塔的黃金比位置放置東西都會(huì)永久的保存下去?？梢?jiàn)這一定律在以前就得到了人類的廣泛運(yùn)用。

其實(shí)在我們?nèi)梭w本身上面就可以發(fā)現(xiàn)很多黃金指數(shù)。比如，反映鼻口關(guān)系的鼻唇指數(shù)，鼻翼寬與口角間距之比近似黃金數(shù)；反映眼口關(guān)系的目唇指數(shù)，口角間距與兩眼外眥間距之比近似黃金數(shù)0.618，作為一個(gè)人體健美的標(biāo)準(zhǔn)尺度之一，是無(wú)可非議的，但不能忽視其存在著“模糊特性”，它同其他美學(xué)參數(shù)一樣，都有一個(gè)允許變化的幅度，受種族、地域、個(gè)體差異的制約。

現(xiàn)如今，世界上無(wú)處不有數(shù)學(xué)的貢獻(xiàn)，數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪杏袠O其廣泛的應(yīng)用。我們?cè)谄綍r(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí)并教會(huì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際生活中所遇到的問(wèn)題，這既提高了數(shù)學(xué)能力又達(dá)到了教學(xué)的目的。

在低年級(jí)的教學(xué)中，教師常常提出這樣的問(wèn)題：你今年幾歲啦？多高呀？身體有多重？比一比你和你同桌誰(shuí)重……在我們生活的任何地方都可以發(fā)現(xiàn)很多涉及數(shù)學(xué)知識(shí)的問(wèn)題。比如，在家庭中，一扇門有多高多寬，家里種的地有幾畝等，這些種種的問(wèn)題都可以在低年級(jí)的教學(xué)中讓學(xué)生動(dòng)手去完成。其實(shí)在我們自己的身上也可以發(fā)現(xiàn)一些有關(guān)數(shù)學(xué)的問(wèn)題，比如，拳頭滾一周的長(zhǎng)度和腳底的長(zhǎng)度大概比例為1：1，一般人的腳底長(zhǎng)與身長(zhǎng)大概為1：7；警察一般通過(guò)罪犯留下的腳印就能大概推算出他的身高。這些生活和學(xué)習(xí)中一直會(huì)涉及的問(wèn)題，其中都反映出數(shù)學(xué)的重要性，也說(shuō)明了數(shù)學(xué)與我們?nèi)祟惖纳钍窍⑾⑾嚓P(guān)的。

從我們上幼兒園開(kāi)始就已經(jīng)開(kāi)始接觸簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)，一開(kāi)始老師叫我們認(rèn)識(shí)數(shù)字，進(jìn)而接觸簡(jiǎn)單的加減法，只是對(duì)數(shù)字的計(jì)算。但是數(shù)學(xué)不是開(kāi)始簡(jiǎn)單的混合運(yùn)算，這僅僅是對(duì)這些簡(jiǎn)單的阿拉伯?dāng)?shù)字的演算，我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是為了讓它來(lái)解決生活中所遇到的一切可以用它來(lái)解決的問(wèn)題，數(shù)學(xué)也不是剛剛所講的幾個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字而已。

小學(xué)數(shù)學(xué)講的也就是一些簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算及一些最基本的數(shù)學(xué)知識(shí)，上了中學(xué)之后我們就開(kāi)始逐步地加深對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始接觸一些幾何圖形，掌握這些圖形的規(guī)律及涉及的幾何知識(shí)，然后進(jìn)一步的接觸集合、不等式、函數(shù)、三角函數(shù)以及向量和一些簡(jiǎn)單的排列組合問(wèn)題。上了大學(xué)之后，就可以更加深入的了解數(shù)學(xué)，大學(xué)一般會(huì)開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)，以及積分、微積分等更高級(jí)別的數(shù)學(xué)課程……

所以說(shuō)數(shù)學(xué)知識(shí)是無(wú)窮盡的，活到老學(xué)到老，現(xiàn)在數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)更是形影不離了，在計(jì)算機(jī)中很多的程序都涉及數(shù)學(xué)問(wèn)題，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)的發(fā)展離不開(kāi)數(shù)學(xué)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展更進(jìn)一步地推進(jìn)著數(shù)學(xué)的發(fā)展，兩者現(xiàn)在是不可割舍的。因?yàn)椋?jì)算機(jī)的很多程序都是用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)編寫，一個(gè)好的程序員都能稱得上半個(gè)數(shù)學(xué)家了，就像平常大家說(shuō)的一個(gè)物理老師都能算是半個(gè)電工一樣。所以，計(jì)算機(jī)是我們生活中必不可少的，人們也離不開(kāi)數(shù)學(xué)。

總而言之，數(shù)學(xué)廣泛地運(yùn)用于生活中，生活同時(shí)也離不開(kāi)數(shù)學(xué)。由此可見(jiàn)，古往今來(lái)，人類社會(huì)都是在不斷了解和探究數(shù)學(xué)的過(guò)程中得到發(fā)展進(jìn)步的。數(shù)學(xué)對(duì)推動(dòng)人類文明的進(jìn)步起了舉足輕重的作用。

（作者單位：荊楚理工學(xué)院）