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  • 歐幾里得《幾何原本》的設準與公理(Postulates and common notions in Euclid’s Elements) 2011/03/31

    歐幾里得《幾何原本》的設準與公理(Postulates and common notions in Euclid’s Elements)
    國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授/國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授責任編輯

    設準與公理之別已經不見於今日數學,不過,釐清它們將可大大地幫助我們進入歐幾里得的幾何世界之中。 

    現代數學的公設主義源自古希臘歐幾里得的《幾何原本》。因此,吾人若有意體會數學公設系統之精神,那麼,好好地研讀這一本流傳僅次於《聖經》的經典作品,向歐幾里得大師學習,的確是不二法門。

    《幾何原本》以下列五個設準(postulate)作為基礎:設定下面敘述成為準則:

    1. 從任何一點到任何一點可畫一直線。
    2. 且一條有限直線可以持續地延長。
    3. 且以任意點為圓心及任意距離可以畫圓。
    4. 且凡直角都相等。
    5. 且如果一條直線與另兩條直線相交,若同一側的兩個內角和小於兩直角,則這兩條直線不斷延長後(if produced indefinitely),會在內角小於兩直角的那一側相交。

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  • 數學是什麼?(What is mathematics?) 2011/03/25

    數學是什麼?(What is mathematics?)
    國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授/國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授責任編輯

    何謂數學?這個問題的答案隨著數學的發展歷程,而有了越來越豐富的說法。目前,數學家較有共識的答案是:數學是一種研究模式(pattern)的科學
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  • 為什麼要用弧度制? 2011/01/27

    為什麼要用弧度制?(Why use radians?)
    臺北市立大直高級中學數學科高子婷老師/國立臺灣大學數學系翁秉仁教授責任編輯

    課堂上每次教到弧度制,不管老師還是學生心底都會有股疙瘩感,\(360^\circ\) 的雲霄飛車硬要說它旋轉 \(2\pi\) 弧度(弧度兩字還經常被省略),任誰都會覺得拗口;曾經聽到有人認為:「在同一個圓內,圓心角張開的程度越大,其所對應到的弧長也越長,因此一個角所對應到的弧長,即可代表角的大小程度,所以我們可以沿用數學裡最基本的長度單位去表示角的大小,不需要另外發明新的單位。」當下有人認同有人反對,筆者倒是認為這個理由還挺有趣的;其實,許多人都曾經試圖為弧度制的存在辯駁,以下就提供各家道理供大家參考。 Continue reading →

  • 從 y=2sin x.sin 20x 的圖形談起(The graph of y=2sin x.sin 20x) 2011/01/27

    從 $$y=2{\sin}x\cdot\sin{20}x$$ 的圖形談起(The graph of $$y=2\sin{x}\cdot{\sin}20x$$)
    台北市立大直高級中學數學科高子婷老師/國立台灣大學數學系翁秉仁教授責任編輯

    以下先讓大家看一題教科書內有趣的習題:

    許多美麗的波形都可由不同頻率的餘弦波疊合而成,
    下圖的波形即為兩個頻率相差頗大的正弦波的乘積:$$y=2\sin{x}\cdot{\sin}20x$$,
    若此波形可視為$$y=\cos(ax)-\cos(bx)$$,求正數對$$(a,b)$$。

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  • 橢圓規(Ellipsograph) 2011/01/27

    橢圓規(Ellipsograph)
    台北市立大直高級中學數學科高子婷老師∕國立台灣大學數學系翁秉仁教授責任編輯

    利用簡單定義的橢圓規

    圓規的原理是利用圓的定義「到定點(圓心)距離等於定值(半徑),在課堂上只需要一條無彈性的線加上教師的手固定圓心即可。想仿造圓規利用橢圓定義「到兩定點(焦點)距離和等於定值(長軸長)製造橢圓規,卻沒那麼容易:用兩隻手固定焦點後,還得生出第三隻手畫圖,就算真有神來一手(例如磁鐵)能同時固定兩個焦點,實際上畫圖時,線也會不斷卡住。有人腦筋動得快,線不固定在焦點,將定義引申為「到兩焦點距離和加上兩焦點距離等於定值」,便成了最簡易版橢圓規,如圖,只要隨時繃緊三線段,就能畫出橢圓。 Continue reading →

  • 橢圓齒輪(Elliptical Gear) 2011/01/27

    橢圓齒輪(Elliptical Gear)
    台北市立大直高級中學數學科高子婷老師/國立台灣大學數學系翁秉仁教授責任編輯

    擁有無限多條對稱軸的「圓」堪稱是世界上最對稱的圖形了,所以在一般印象裡,我們熟悉的齒輪都是圓形。任兩個圓形齒輪隨意擺在一起,只要一開始它們是相切的,那麼只要以它們的圓心為軸旋轉,在旋轉的過程中它們仍然會保持相切。 Continue reading →

  • 微積分初階-歷史發展的眼光(1)前言(First Course in Calculus-A Historical Approach 1. Introduction 2011/01/18

    微積分初階-歷史發展的眼光(1)前言(First Course in Calculus-A Historical Approach 1. Introduction)
    國立臺灣大學數學系蔡聰明副教授/國立臺灣大學數學系蔡聰明副教授責任編輯

    數、函數、空間是數學研究的主要對象,分別發展出代數學、分析學幾何學函數(function)是微積分的主角。我們要對函數做微分並且做積分,然候作各種的應用,包括應用到數學本身以及大自然的變化與運動現象。 Continue reading →

  • 微積分初階-歷史發展的眼光(2)促動微積分誕生的四類問題(First Course in Calculus-A Historical Approach 2.Four kinds of problems in Calculus 2011/01/17

    微積分初階-歷史發展的眼光(2)促動微積分誕生的四類問題(First Course in Calculus-A Historical Approach 2.Four kinds of problems in Calculus)
    國立臺灣大學數學系蔡聰明副教授/國立臺灣大學數學系蔡聰明副教授責任編輯

    連結:微積分初階-歷史發展的眼光(1)前言

    問題是數學探索與思考的出發點。數學之發源於問題,就好像人類古文明之發源於大河旁一般,非常自然。提出問題,再尋求問題的解答(The art of problem posing and problem solving)乃是啟開智慧與思想的最佳法門。更確切地說,數學是人類在長期探索自然的過程中,不時地叩問自然乃至逼問自然,所創造發展出來的產物。 Continue reading →