這幾天我們都在進行分數的學習,昨天有同學提出來一個問題,學習分數有什么用?這個問題提得很好,那么今天我決定給他們講講分數在生活中和純數學中的用處和神奇。
我在黑板上出了四道題。
第一題是有兩個面包,三個人分著吃,在沒有其他工具的情況下,給你一張足夠大的紙,你怎么才能分得均勻?(要知道在古代,食物分配不公平是可以引發血案的。)
第二題是再有了圓的知識和量角器后,怎么分?
第三題最簡單,四個人平均分三個面包。
第四題是在一個正方形里,第一次分出一半,用分數表示出來,接下來在剩下的一半里再分出一半,用分數表示,以此類推,一直分下去,看看會出現什么神奇的現象。
同學們分成兩個小組進行討論,大家非常投入認真的討論著。
第一題把大家難住了,他們首先想到把每個餅三等分,原理上是對的,但沒有其他工具的時候(古代沒有圓的角度概念和量角器),在實際操作中是幾乎無法完成的,他們想了很多方法,都無法完成。后來我告訴他們古代埃及人是怎么做到的,古代埃及人先把兩個圓二等分,只要對折就可以了,這樣就得到4個半圓(4個?餅),每個人先拿半個餅(?個餅),這時還剩下半個餅,這時把半圓對折找到圓心,在紙上通過圓心把半圓三等分(不用工具通過嘗試是可以做到的,),每個人再拿半圓三等分中的一份(半圓的1/3,整個圓的1/6),這時候三個人就拿到了相同份額的餅,避免了分配不均的沖突,我讓同學們列出算式,1/2+1/6=3/6+1/6=4/6=2/3,即每個人拿到2/3個餅。大家覺得這種方法真的很神奇,我告訴大家,這就是分數的作用,古代埃及人真的很聰明,他們發明的這種方法就是單位分數,即分子是1,分母等于2或者大于2的分數,為了表達對古代埃及人的智慧的敬意,單位分數又被稱為埃及分數。
第二題可以使用量角器,那就很容易了,通過把圓對折再對折,就找到了圓心,然后畫出半徑,用量角器量出120°,就可以把圓三等分了(3個1/3圓),然后每個人拿個1/3餅,拿兩次就可以了,列出算式,1/3+1/3=2/3,同學們都做出來了。
第三題就簡單多了,4人平均分3個餅,只要把圓對折再對折,就可以四等分(1/4個餅),每個人拿3個1/4個餅就可以了,列出算式是1/4+1/4+1/4=3/4。
第四題特別有趣,在面積為1平方米的正方形上分出一半,對折即可,寫出所占原來正方形面積的分數1/2,在剩下的一半再分出一半,對折即可,寫出所占原來正方形面積的分數1/4,以此類推,接下來,得到一分數1/8,1/16,1/32,就在這時,黃夢玲喊到,下一個分數是1/64,再下一個是1/128,每次只要前一個分母乘以2就是下一個分數的分母,我當時擊節叫好,黃夢玲反應真快,她發現了規律,大家的興致也到很好的程度。接下來,我們在黑板上寫出這個算式,1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128+……,我問大家,這個分數算式能不能寫完,大家異口同聲喊到,寫不完。我問為什么,趙皿說可以分到比納米還要小都能一直分下去,我贊揚到,厲害。我接著問,如果把這個無窮盡的算式加起來會得到多少,黃夢玲說得到1,就是那個正方形,我說太厲害了。其實,這個算式是一個等比數列,他們通過自己動手動腦發現了一個等比數列,太牛了。他們在這個時候發現分數的神奇之處,也是數學的神奇之處,也是數學令人驚嘆的美。
數學就應該這么學。