毕达哥拉斯学派的数学成就PPT课件.ppt

毕达哥拉斯学派的数学成就 1 毕达哥拉斯简介 关于毕达哥拉斯的生卒年份和他一生中重要事件发生的日子 在公元前3 5世纪的历史学家 数学家和哲学家的记录中存在着严重的分歧 各种记录中记载的日期之间有20多年的差距 这些原始资料显示 毕达哥拉斯出生于公元前584 公元前560年之间 他的故乡是萨摩斯 证明了直角三角形定理的古希腊人 2 毕达哥拉斯学派 毕达哥拉斯学派亦称 南意大利学派 是一个集政治 学术 宗教三位于一体的组织 公元前529年 毕达哥拉斯搬到了南意大利的克罗顿城 在那里 他创立了一个研究哲学 数学和自然学科的团体 毕达哥拉斯学派 毕达哥拉斯学派是一个有秘密仪式和严格戒律的宗教性学派组织 他们组织严密 遵守着严格的行为准则 需要保守的清规戒律很多 带有浓厚的宗教色彩 3 最完美的数多边形数完全数 盈数和亏数亲和数勾股数组毕达哥拉斯定理 数学成就 4 最完美的数 毕达哥拉斯根据 简单整数比 的原理 创造了一套音乐理论 例如用1 2 3 4这四个自然数 按1 2 2 3 3 4的比构成几个主要的音阶 而这四个数的和是10 于是 他们认为10是最完美的数 被用来作为神圣的象征 也有人把1看成是点 2看成是线 3看成是三角形 4成是四面体 这更增加了10的神秘性 5 多边形数 一切几何图形都是由数产生的 万物皆数 其数学家毕达哥拉斯发现和开创了 形数 的研究先例 对古希腊数学家毕达哥拉斯及其门徒 所情有独钟的图形数 这里 再比较详细地谈一谈 图形数中的多边形数 1 什么是多边形数如果把自然数看成点的集合 那么 能排成多边形的 就叫做多边形数 2 常见的几种多边形数常见的多边形数 有三角形数 正方形数 五边形数 六边形数等等 6 多边形数 一切几何图形都是由数产生的 万物皆数 其数学家毕达哥拉斯发现和开创了 形数 的研究先例 对古希腊数学家毕达哥拉斯及其门徒 所情有独钟的图形数 这里 再比较详细地谈一谈 图形数中的多边形数 三角形数四边形数五边形数六边形数 7 三角形数 第n个三角形数的公式是Tn n n 1 2 n 2 n 2为一抛物线程 第n个三角形数是开始的n个自然数的和 所有大于3的三角形数都不是质数 三角形数是所有多边形数的基础 它与其它多边形构成递推关系 8 四边形数 平方数也称正方形数 若n为平方数 将n个点排成矩形 可以排成一个正方形 若将平方数概念扩展到有理数 则两个平方数的比仍然是平方数 例如 2 2 3 3 4 9 2 3 2 3 9 五边形数与六边形数 10 多边形的公式 方程 常见的几种多边形数的基本数据 11 怎样判断一个自然数是否是多边形数 有一种简单的测试法 可以判断一个自然数是不是多边形数 只需把这个数乘以8 n 2 再加上 n 4 2 如果得到的结果是一个平方数 那么 这个数就是一个n边形数 否则 就不是 比如 想知道45是不是一个六边形数 取n 6 因为45 8 6 2 6 4 2 45 8 4 22 1440 4 1444 是一个平方数 1444 38 2 所以 45 是六边形数 12 1 完全数如果一个数等于除它本身以外的全部因数之和 这个数就叫做完全数 2 盈数如果一个数大于除它本身以外的全部因数之和 这个数就叫做盈数 3 亏数如果一个数小于除它本身以外的全部因数之和 这个数就叫做亏数 13 完全数的特征1 所有的完全数都是三角形数2 可以表示成连续奇立方数之和 除6以外的完全数 都可以表示成连续奇立方数之和 并规律式增加 3 都可以表达为2的一些连续正整数次幂之和 14 4 完全数都是以6或8结尾如果以8结尾 那么就肯定是以28结尾 科学家仍未发现由其他数字结尾的完全数 5 各位数字辗转式相加个位数是1除6以外的完全数 把它的各位数字相加 直到变成个位数 那么这个个位数一定是1 6 它们被3除余1 被9除余1 被27除余1除6以外的完全数 它们被3除余1 9除余1 还有的可被27除余1 15 现状 1 62 283 4964 8 1285 33 550 336 47 2 42643800X 2 42643801 1 48 2 57885160X 2 57885161 1 由于后面数字位数较多 例子只列到前5个 第13个有314位 到第39个完全数有25674127位数 据估计它以四号字打出需要一本字书 16 历史知识 公元前6世纪的毕达哥拉斯是最早研究完全数的人 他已经知道6和28是完全数 毕达哥拉斯曾说 6象征着完满的婚姻以及健康和美丽 因为它的部分是完整的 并且其和等于自身 有些 圣经 注释家认为6和28是上帝创造世界时所用的基本数字 因为上帝创造世界花了六天 二十八天则是月亮绕地球一周的日数 圣 奥古斯丁说 6这个数本身就是完全的 并不因为上帝造物用了六天 事实上 因为这个数是一个完全数 所以上帝在六天之内把一切事物都造好了 17 历史知识 在中国文化里 有六谷 六畜 战国时期的六国 秦始皇以六为国数 六常 仁 义 礼 智 信 孝 天上四方有二十八宿等等 6和28 在中国历史长河中 之所以熠熠生辉 是因为它是一个完全数 难怪生有的学者说 中国发现完全数比西方还早呢 18 历史知识 完全数诞生后 吸引着众多数学家与业余爱好者像淘金一样去寻找 它很久以来就一直对数学家和业余爱好者有着一种特别的吸引力 他们没完没了地找寻这一类数字 接下去的两个完全数看来是公元1世纪 毕达哥拉斯学派成员尼克马修斯发现的 他在其 数论 一书中有一段话如下 也许是这样 正如美的 卓绝的东西是罕有的 是容易计数的 而丑的 坏的东西却滋蔓不已 是以盈数和亏数非常之多 杂乱无章 它们的发现也毫无系统 19 梅森素数 梅森素数是由梅森数而来 所谓梅森数 是指形如2P 1的一类数 其中指数p是素数 常记为Mp 如果梅森数是素数 就称为梅森素数 用因式分解法可以证明 若Mp是素数 则其指数p也是素数 反之则不然 即当p是素数时 Mp未必是素数 比如当p 2 3 5 7时 Mp都是素数 但M11 2047 23 89却不是素数 前几个较小的梅森数大都是素数 然而梅森数越大 梅森素数也就越难出现 是否存在无穷多个梅森素数是数论中未解决的著名难题之一 目前仅发现48个梅森素数 最大的是257885161 1 即2的57885161次方减1 有17425170位数 20 亲和数 1 定义把一对存在特殊关系的数称为亲和数 在遥远的古代 人们发现某些自然数之间有特殊的关系 如果两个数a和b a的所有除本身以外的因数之和等于b b的所有除本身以外的因数之和等于a 则称a和b是一对亲和数 2 提出时间 公元前580 500年3 曾用名 相亲数 朋友数4 亲和数举例 220和284 1184和1210 2620和2924 5020和5564 6232和6368 21 亲和数历史 首先发现220与284就是一对亲和数 在以后的1500年间 世界上有很多数学家致力于探寻亲和数 公元九世纪 伊拉克哲学 医学 天文学和物理学家泰比特 依本库拉曾提出过一个求亲和数的法则 因为他的公式比较繁杂 难以实际操作 再加上难以辨别真假 所以他并没有给人们带来惊喜 或走出困境 数学家们仍然没有找到第二对亲和数 直到费尔马 1601 1665 才发现了另一对亲和数 17296和18416 22 1 定义 一般地 若三角形三边长a b c都是正整数 且满足a b的平方和等于c的平方 那么数组 a b c 称为勾股数组 勾股数组是人们为了解出满足勾股定理的不定方程的所有整数解而创造的概念 毕达哥拉斯学派也给出了表达该勾股数组的一般法则 即 m m 1 2 m 1 2 其中m为奇数 后来柏拉图也给出了类似的表达 2m m 1 m 1 欧几里得也给出过通解 2 2 其中 m n 然而 这三个公式都不能给出全部的勾股数组 勾股数组 23 常见的勾股数组及几种通式 1 3 4 5 6 8 10 通式 3n 4n 5n n为正整数 2 5 12 13 7 24 25 通式 2n 1 2n 2n 2n 2n 1 n为正整数 3 8 15 17 12 35 37 通式 2n n 1 n 1 n为正整数 n 4 4 m n 2mn m n m n m n均为正整数 24 毕达哥拉斯定理 定义 把直角三角形的两直角边平方和等于斜边的平方这一特性叫做勾股定理或勾股弦定理 又称毕达哥拉斯定理或毕氏定理 数学公式中常写作a b c 25 毕达哥拉斯定理的历史 公元前550年 毕达哥拉斯学派发现了勾股定理 因此 外国人通常称勾股定理为毕达哥拉斯定理 公元前1120年 我国商代数学家商高就提出 将一根直尺折成一个直角 如果勾等于三 股等于四 那么弦就等于五 即 勾三 股四 弦五 它们被记载于我国古代著名的数学著作 周髀算经 中 故又称为商高定理 公元前1700年从很多泥板记载表明 巴比伦人是世界上最早发现 勾股定理 的 26 毕达哥拉斯定理的曾用名 勾股定理在中国称为 商高定理 在外国称为 毕达哥拉斯定理 或 百牛定理 毕达哥拉斯发现这个定理后 即斩了百头牛作庆祝 因此又称 百牛定理 法国 比利时人又称这个定理为 驴桥定理 埃及称为埃及三角形 还有的国家称勾股定理为平方定理 27 定理证明方法的种类 a b c 勾股定理现发现约有500种证明方法 是数学定理中证明方法最多的定理之一 其中路明思 毕达哥拉斯命题 一书中总共提到367种证明方法 赵爽 刘徽 梅文鼎 项明达 赵浩杰 伽菲尔德 爱因斯坦 欧几里得等都