这几天我们都在进行分数的学习,昨天有同学提出来一个问题,学习分数有什么用?这个问题提得很好,那么今天我决定给他们讲讲分数在生活中和纯数学中的用处和神奇。
我在黑板上出了四道题。
第一题是有两个面包,三个人分着吃,在没有其他工具的情况下,给你一张足够大的纸,你怎么才能分得均匀?(要知道在古代,食物分配不公平是可以引发血案的。)
第二题是再有了圆的知识和量角器后,怎么分?
第三题最简单,四个人平均分三个面包。
第四题是在一个正方形里,第一次分出一半,用分数表示出来,接下来在剩下的一半里再分出一半,用分数表示,以此类推,一直分下去,看看会出现什么神奇的现象。
同学们分成两个小组进行讨论,大家非常投入认真的讨论着。
第一题把大家难住了,他们首先想到把每个饼三等分,原理上是对的,但没有其他工具的时候(古代没有圆的角度概念和量角器),在实际操作中是几乎无法完成的,他们想了很多方法,都无法完成。后来我告诉他们古代埃及人是怎么做到的,古代埃及人先把两个圆二等分,只要对折就可以了,这样就得到4个半圆(4个½饼),每个人先拿半个饼(½个饼),这时还剩下半个饼,这时把半圆对折找到圆心,在纸上通过圆心把半圆三等分(不用工具通过尝试是可以做到的,),每个人再拿半圆三等分中的一份(半圆的1/3,整个圆的1/6),这时候三个人就拿到了相同份额的饼,避免了分配不均的冲突,我让同学们列出算式,1/2+1/6=3/6+1/6=4/6=2/3,即每个人拿到2/3个饼。大家觉得这种方法真的很神奇,我告诉大家,这就是分数的作用,古代埃及人真的很聪明,他们发明的这种方法就是单位分数,即分子是1,分母等于2或者大于2的分数,为了表达对古代埃及人的智慧的敬意,单位分数又被称为埃及分数。
第二题可以使用量角器,那就很容易了,通过把圆对折再对折,就找到了圆心,然后画出半径,用量角器量出120°,就可以把圆三等分了(3个1/3圆),然后每个人拿个1/3饼,拿两次就可以了,列出算式,1/3+1/3=2/3,同学们都做出来了。
第三题就简单多了,4人平均分3个饼,只要把圆对折再对折,就可以四等分(1/4个饼),每个人拿3个1/4个饼就可以了,列出算式是1/4+1/4+1/4=3/4。
第四题特别有趣,在面积为1平方米的正方形上分出一半,对折即可,写出所占原来正方形面积的分数1/2,在剩下的一半再分出一半,对折即可,写出所占原来正方形面积的分数1/4,以此类推,接下来,得到一分数1/8,1/16,1/32,就在这时,黄梦玲喊到,下一个分数是1/64,再下一个是1/128,每次只要前一个分母乘以2就是下一个分数的分母,我当时击节叫好,黄梦玲反应真快,她发现了规律,大家的兴致也到很好的程度。接下来,我们在黑板上写出这个算式,1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128+……,我问大家,这个分数算式能不能写完,大家异口同声喊到,写不完。我问为什么,赵皿说可以分到比纳米还要小都能一直分下去,我赞扬到,厉害。我接着问,如果把这个无穷尽的算式加起来会得到多少,黄梦玲说得到1,就是那个正方形,我说太厉害了。其实,这个算式是一个等比数列,他们通过自己动手动脑发现了一个等比数列,太牛了。他们在这个时候发现分数的神奇之处,也是数学的神奇之处,也是数学令人惊叹的美。
数学就应该这么学。