在小学数学阶段,我们一共学习了三大板块,算数,几何,统计与概率。看似我们学习了非常多的内容,但是如果你能够明白每一章之间的关联,便会发现一切都变得简洁了很多。数学正是要探索事物之间的关联,如果只是单纯知识的堆积,是没有太大意义的。而我们所学习的方法是极为特殊的,因为我们是以建构的思想去探索每一章节的。接下来,请大家跟着我一起回顾整个小学所学习的数学内容吧!相信在这个过程当中,你也能领略到数学大厦的奥秘与神奇!
首先让我们来看一下算数篇。大体的学习过程是这样的,如图:
从一年级到六年级,我们学习了很多不同的数,那么它们可不可以进行分类呢?而且一定要做到不重不漏。
刚开始,我觉得可以将它们分为四类。第一类就是自然数,第二类是小数,第三类是分数,还有一类是百分数。分完之后我们要来看一下,有没有做到不重不漏。肯定没有漏掉的,因为我把我们小学所有那些数都已经罗列上去了。这时要来看一下,有没有做到不重复。百分数和分数是不是一类?仔细想一下,它们其实都是分数。百分数只不过是分母为100的分数而已,所以可以把它们归为一类,统称为分数。这时再来看一下,分数和小数有没有必要同时存在?只要是分数,就都可以转化成小数。但是任何小数都可以转化成分数吗?可能有一些小数是可以的,但是无限不循环小数可就不行了。我们知道任意两个整数相除一定是一个整数,或有限小数或循环小数,但绝对不会是一个无限不循环小数。因此我们可以看出,小数包含的范围是更广的,所以小数里也包含着分数。这时我们可以将小数和分数在归为一类,就是小数。但是这并不代表小数和分数的意义就全部是一样的。小数和自然数显然是没有任何关系的,谁也不包含着谁,所以这两类可以同时存在。到此,我们就把小学所有学过的数归为了两类:一类是自然数,一类是小数。
当然,后来我们知道还有负数的概念,因此说自然数和小数就不太准确了,应该是整数和小数。但是在小学阶段我们只是简单的设计,并没有过多的学习,所以按照我们刚才的分类标准也是可以的。
首先我们来关注一下自然数。自然数的含义是什么?它是如何诞生的?我认为古人发明自然数,就是为了计数。比如在生活中,他们打到了两头羊,就会计为2,也就是两个一。或者在测量一段距离的的时候他们也会用到数。首先统一测量基准,然后拿这个测量基准去量一段距离,看有几个这样的测量基准,那么长度就是多少。其实也就是系数乘基准,简称拉伸系数。
自然数,当然也有自己的四则运算。加法的含义就是多个集合合并。比如1+2就是——1这个集合,和两个1这个集合相合并,得到新集合,有三个一,也就是3。(加数+加数=和)。而减法代表从一个集合中减去一部分,得到的差是多少。(被加数-减数=差)比如5-3=2。这时我发现,如果我们把集合中减去的部分再放回去,就又得到了原来的集合,比如原来有5个,拿走了3个还剩下2个,此时如果再拿回来3个就又变成了5个。也就是说5-3=2如果反过来的话就变成了相应的一道加法:2+3=5。(被减数-减数=差),(差+减数=被减数),通过这样的概念解释,我们就可以发现加减可以互逆!
而乘法就代表有几个几,或者几的几倍。比如说2×3,可以代表两个三相加,也可以代表三个二相加,2×3=2+2+2,3×2=3+3=6。这也说明了乘法与加法之间有关系,可以相互转化。同时他也代表倍数的意思——2的3倍,或者3的2倍。(乘数×乘数=积)。除法有两个含义,一个是平均分,一个是包含。平均分意思就是将一个整体平均分成几份,每份得到多少?比如说10÷2=5,把10平均分成2份,每份就是5。而包含的意思,就是说看这个整体里有几个几。比如说6÷2=3,就代表着六里面有三个二,或者也可以反过来说6÷3=2,代表六里面有两个三。这时我又发现,6里面有3个2倒过来说就是3个2等于6,2×3=6。如果用符号语言表示的话就是:被除数÷除数=商,商×除数=被除数,乘除可以互逆!
但如果是很多算式综合在一起,比如乘法和加法混合运算,连乘,连除...该如何快速计算呢?有没有简便的运算方法?首先我们看一下加法,比如:25+17+25=? 25+17一时间不是很好算,但是25+25一下就可以得到是50,直接+17=67。如果都是加法,那么几个加数最终都是要合并在一起,无论怎么合并,最终的结果都是一样的,所以可以任意交换顺序,这就是加法交换律。还有一种简便运算方法就是加法结合律,可以先让后面的运算,就是给后面加一个括号,最终也不影响结果。那么减法有什么简便运算呢?比如:100-24-16=?如果一个一个按照顺序算,会很慢。24,16两个数都是要减去的,那么他们也可以一起减去,所以可以转化成100-(24+16),100-40=60,非常容易的就得到了结果。
乘法有什么简便运算呢?比如说:15×25×4=?如果直接算会很麻烦,但我们可以先计算后面的25×4,因为这两个数字非常特殊,相乘等于100,将式子变成15×(25×4)=15×100=1500,这就是乘法结合律。我们再举一个例子(5×2)+(5×3)=?这时将如何简便运算?2个5+3个5,其实就是(2+3)个5,所以可以转化成(2+3)5,最后得到结果是25,这就是乘法分配律。那么除法,有什么简便运算?50÷5÷5=?除除就变成了乘,第二个五被除了两次,所以他就变成了乘五,50÷(5×5)=50÷25=2。
学完自然数之后,我们可以将它们分一下类,但一定要做到不重不漏这一条原则。首先我先罗列一下自然数都分为哪几类——第一类:基数。第二类:偶数。第三类:质数。第四类:合数。我来解释一下每个数的定义。偶数其实就是0,2,4,6 ,8,10...他们其实就是二的整倍数,用符号可以表示成2n。记住0一定不能忘掉,为什么呢?因为它是2的0倍,也可以被2整除,这符合我们的归类标准。基数就是1,3,5,7,9...他们总是比偶数多1或者少1,用符号可以表示成2n+1。质数就是,因数只有1和自己本身,比如:2,3,7...而合数就是,因数有除了1和自己本身之外还有别的数,比如:4,6,9...现在我们来看一下,有没有做到不重。偶数和合数可不可以相互包含。可以举个例子,比如说偶数的2,他是不是合数呢?2的因数只有1和自己本身,并不是合数,所以无法包含。现在我们来看一下,质数和基数。比如说基数的9,它不是质数,它的因数有除了1和它自己本身之外的数,所以他们也没有关系。基数偶数,质数合数肯定也不会相互包含。所以,这样的分类没有任何问题。完全做到了不重不漏。
接下来我们来聚焦一下小数。小数是怎样诞生的呢?可以想象一下,古人在测量的时候,如果发现所要测量的长度不正好是系数×基准,有的时候会少一点或者多一点,这个时候该怎么办呢?于是人们发明了小数,他们将一个基准再平均分成几份,得到一个更小的基准去测量。当时,人们认为平均分成10份更好,因为每一次计算更加方便,10的乘法和除法只用在末尾加0,去0就可以。比如把一米平均分成10份,每一份是1/10米,也就是一分米。接着,再把一分米平均分成10份,每份是一厘米,相邻的两个基准的进制都是10。或者可以反过来说,一分米等于0.1米,1厘米等于0.1分米,问题就这样巧妙的被解决了。
一个小数由三部分组成,一个是他的整数数位,另一个数的小数数位,中间还有一个小数点(为了区分整数部分和小数部分)。它的小数数位的第一位叫做十分位,因为平均分成了10份,从左往右,每一次都要再乘一个10,就比如说第二位就叫百分位,因为是平均分成100份。以此类推……
小数分为三类,第一类是有限小数,也就是说,他们的数位是有限制的。第二类,是无限循环小数,它们的小数数位一直循环不断出现一组数,就比如说一除三,等于0.3三循环。我们一般会在它循环的数上面点一个点,代表一直循环这个数。如果循环好几个数,我们就在他循环数的第一位和最后一位上加一个点。还有一类是无限不循环小数,它的小数数位没有尽头,并且是没有规律的出现很多数,不会循环。
那么小数竟然是一个数,肯定可以比大小,它究竟如何比大小?我认为应该先从大的数位开始比,再依次往小的数为准。首先我们先要看他的整数数位,因为整数数位更大,从它的最高位开始往右看,如果有一个比另一个更大,那么这个数肯定更大。如果整数数位都一样,那么就要开始看小数数位。还是从最高位往右看,如果有一个数的数位比另一个更大,那么这个数就更大。如果最后发现后面的小数数位也都一样,说明这两个数相等。还有无限循环小数,首先看他的整数位,还是从左往右看。如果都一样,就看小数数位。如果直接一看,可能不知道哪个大,所以最好将它的循环写下几组,然后再来比较。当然无限不循环小数也是可以比较大小的,还是从左往右开始比,直到发现了一个小数比另一个小数数位大的时候,就比较出来了。但我们一般不会比较这类小数。
那么小数如何四则运算呢?首先来看一下小数的加法。比如说1.3+2.1=?其实就是他的整数位为相加,然后是小数位相加,最后再加在一起。我们可以先把它看成13+21,转到竖式里其实就是个位相加,十位相加,最后十位,个位相加。现在换成了小数,只不过原来的个位变成了十分位,原来的十位变成了个位。只是位置变了,但是他还是同样的方法相加。但是小数在竖式计算的时候,小数点一定要对齐,因为它们是每一个位数和相对应的位数相加,最后算完之后一定要把小数点落下来。那么小数的减法,其实和小数的加法是同样的,都是要小数点对齐, 最后算完之后把小数点落下来。
那么小数的乘法怎么算呢?比如说:1.2×3.9=?首先我想到了一种方法,可以将两个乘数同时乘十,让两数都变成一个整数,算出结果之后再除10×10。或者也可以把它转化成竖式,把它写成整数乘法的格式,最后算出结果之后小数点再向左移两位即可。但还有一种情况1.2×3.27=?这时我们为了让他们都变成整数,可以分别把数两位小数乘100变成整数成100,把一位小数×10,最后算出结果之后再除100×10。转换到竖式里就是小数点向左移三位。那么小数的除法如何算呢?比如说:2.5÷1.2=?我们同样可以把两个数同时乘10让它变成一个整数,然后得到结果,除法的被除数和除数同时乘一个数,商不变,所以就直接得到了结果。但如果是一个两位小数除一位小数怎么办?那么我们可以把那个两位小数先变成整数,然后一位小数跟着它同样变化,这样商还是不变,并且两数都变成了整数。
那么小数有没有简便运算呢?小数既然是一个数,就肯定有简便运算。首先我们来看一下加法。2.5+3.4+6.6=?如果直接计算还需要一点时间,但是我们看一下,如果先加后面的两数是不是会更方便。直接等于10+2.5=12.5,这样便很方便地得到了答案。他应用到了加法结合律。那么小数的减法如何将它化简呢?5.2-1.1-3.1=?我们可以把分别减去的加的一起减去,最后变成5.2-(1.1+3.1)=5.2-4.2=1。而小数的乘法简便运算运用到的也是乘法分配律,还有交换律和结合律。而除法也是除除变为乘。在此就不举例了。
接下来到了分数,那么分数他又是如何诞生的呢?试想一下,当人们想表示一个部分与整体的关系的时候,人们需要用到分数。或者当一个量不足一个完整基准的时候,也需要用到分数。一个分数由三部分组成,第一个是分子,第二个是分数线,第三个是分母。他的意思是将一个整体平均分成几份。我们可以举例来理解一下分数,比如说将一个蛋糕平均分给三个人,每个人得到多少块蛋糕?我们可以直接用1除3得到,“1”就是整体1这个蛋糕,3是平均分成的份数,所以根据分数的意义可以直接得到每个人得到占整体三分之一。这个三分之一可以代表其中一块站整体的三分之一,但是也可以说他就是一个具体的数量,是三分之一块。因此,一个分数代表两个意思,一个是部分整体的关系,另一个就是具体的数量。而我发现1÷3就等于1/3,被除数就是分数的分子,除号就是分数线,除数就是分母。除法和分数之间是有联系的,并且他们可以相互转化。
分数分为几类,第一类是真分数,分子小于分母。第二类是假分数,分子大于或者等于分母。第三类是带分数,他由一个整数和一个分数组成,一个整数带一个真分数。
既然分数也是一个数,就可以比大小。先说一下真分数比大小。真分数比大小分为两种情况,一个是两数分母一样,另一种是两数分母不一样。如果分母一样,就代表将这个整体平均分成的份数一样,那么我们只用看取得的份数是多少就可以比较了,取的份数越多,分数越大。相反,取的份数越少,份数越小。也就是说同分母的分数只需要比分子大小即可。那么如果分母不一样,该如何比较大小呢?不可能直接比较分子,因为分母不一样。如果想比较,分母就必须一样。就比如说5/6和3/4。这时我想到了将它们化成除法,也就变成了5÷6,3÷4,我们为了让它的除数变得一样就要找到它们的最小公倍数,也就是12。6×2,4×3,除数乘几,被除数跟着乘几,最后的商不变。这样我们就得到了10÷12和9÷12,这时他们俩数的大小都没有变,而且他们的分母也都变成了同样的,这样就可以比较出来了。刚才我们所做的过程就叫通分。
接下来我们来看一下假分数,如何比大小?分为两种情况,一个是分母相同,一个是分母不相同。如果分母相同,那么看分子即可,哪个分子大,哪个分数大,如果一样的代表这两个数相等。那么如果分母不相同怎么办?同样我们要将它的分子转化成一样的,找到它们的最小公倍数,然后分子跟着转化,最后比较。那么带分数如何比较大小呢?首先你可以看它的整数位,哪个大,哪个分数就大。那么如果整数部分一样的话,就看分数部分,把分数部分比较出来就可以了。
分数既然是一个数,肯定也可以四则运算,首先让我们来看一下加法。比如说1/2+1/2=?那么首先我们知道,二分之一就是一半,2个1/2加在一起就是一个整体,也就是1。或者也可以把二分之一转化成1除2等于0.5,0.5+0.5=1,这也说明了分数与小数之间是有联系的。但我们也可以从图形语言上来解释,最终我发现每次的结果都是,如果是同分母相加,直接分子相加就可以,因为分子代表有几个这样的分数单位,如果是异分母可以转为同分母,然后分子相加,这个过程就叫通分。那么如果是分数的减法,如果是是同分母肯定是分子相减,因为分子代表他有几个这样的分数单位,自然是要减去分子。
那么分数的乘法该怎么计算呢?分为两部分,一个是分数乘整数,一个是分数乘分数。首先让我们来看一下分数乘整数,比如:1/4×2=?我们可以将分数转换成小数,但是如果是一个非常大的计算量就难以计算,这样实在是太麻烦了,并且有的时候可能会遇到转化成无限循环小数情况,那要怎么办?我们必须得找到一个普遍适用的公式。既然用符号语言表示没有头绪,我们就可以先用图形语言来解释。如图:
首先将一个整体平均分成四份,取其中的一份,其中一份占整体的四分之一,现在拿两个这样的四分之一。直观上来看就占整体的2/4,但是2/4这个分数他并不是最简的。可以把它化成除法来理解2÷4=1÷2,被除数和除数同时除以一个数,商不变。那么分数也是一样的,一定要让它保持到最简,不然2/4和1/2都代表同样的意义,这样就重复了,分子分母要互质才达到最简分数形式,分子分母化简的过程叫约分。我用图形语言算了很多次之后,发现每次的结果都是整数乘分数的分子。因为分子代表有几个分数单位,那么整数其实就是系数,再将原本的分数单位×整数就得到了现在应有的分数单位。我们还可以通过推理证明的方式来证明一下:
我们同样也可以通过图形语言来表示。如图:
首先将一个整体平均分成两份,取其中的一份,然后再将这一份平均分成两份,取其中的一份,这一份占整体的直观上来看就是四分之一。异分母的乘法同样也会用这种图形语言来表示,如:2/3×1/2=?如图:
首先,我们将一个整体平均分成三份,取其中的俩份,然后再将这两份平均分成两份,取其中的一份,直观上来看就是整体的三分之一。后来我发现,每次的结果都是分子乘分子,分母乘分母得到的。有没有方法来证明一下呢?如图:
这样我们就得到了分数的普遍乘法运算法则,分子乘分子作为积的分子,分母乘分母作为积的分母。我们还可以用图形语言来证明,如图:
比如说b/a×d/c,首先,我们将一个整体平均分成a份,取其中的b份。现在再将b份平均分成c份,取其中的d份,最终得到的,也就是阴影部份。最终一共将这个整体平均分成了a×c份,一共取了b×d份。通过图形,我们也可以印证分子乘分子,分母乘分母这个说法,最后算完之后一定要记得约分。
接下来我们看一下分数的除法。比如说:6÷1/3=?我们同样可以把它转换成小数来进行运算,但如果数字比较大,就比较麻烦,所以我要试着找到一个普遍适用的公式。首先我看到它是没有什么头绪的,也不知道该如何来画图。因为除以1/3,不是把整体平均分成三份,那他到底应该怎么分呢?我也不知道。但,现在我们可以先假设6÷1/3=A。那反过来,根据乘除互逆,就是A×1/3=6。我们可以发现A是6的三倍。并不是6的三分之一。所以在画图的时候绝对不是把它平均分成三份,而是原来的三倍。我发现了一个很有意思的现象。6÷1/3=6×3,也就是说一个数除以一个分数,就等于乘以分数的倒数。但是这不一定是普遍使用。我要通过字母来验证,如图:
虽然这样确实也得到了答案,但是这样是没有意义的,因为你在算之前就已经知道了结果,你再反过来印证,这样是完全没有用的。所以必须一步一步推导,最后得到这个结果才可以。于是我换了一种方法。如图:
这样才是证明的过程。这样我每次看到一个分数除法算式都可以把它转化成乘法,最后得到结果。我还有几种方法可以得出分数除法的结果,如图:
在分数中还有一种特殊的,就是百分数。百分数在生活中什么地方可以见到呢?比如说,在衣服的标签上会写到什么材料站整体的百分之几?或者说在超市里打几折,比如打九折其实就是现在的价钱是原来的90%。可是问题来了,百分数也是分数,为什么不直接用分数来表示?非要研发一个百分数呢?我觉得可能是因为分数可以约分。但是百分数则不同,它的分母永远是100,无须约分,这样人们再提起某个部分与整体占比时会很方便,他也被称为百分比,百分率。人们通常用“%”一符号来表示。
比如说现价是原价的50%,意思就是把原价平均分成100份,其中的50份就是现价,他是两数之间的比例。同时百分数也可以转化成小数或者分数。比如说25%,就是1/4,或者0.25。在转化成分数的时候,我们只用把它写成分母是一百的分数,然后约分就可以。如果是转换成小数,直接小数点往左移两位即可。百分数也可以以比的形式存在,比如说一个数是另一个数的20%,那这两数之比就是20:100,中间的“:”就是比,其实意思也就是除,因为当你说20占100的20%的时候,其实就是20除100。20在这个比里叫前项,100在这个比里叫后项。但是我们一定要让这个比变成最简整数比。
至此算术篇就结束了,但是我们并没有就此停步,我们以后还要学习更多的数,比如说负数(挑战完成)函数(动态的图像就更难了,但也更加好玩)还有代数,(比如二元一次方程...)
接下来让我们看一下几何篇。从一年级学到六年级的知识,其实就是围绕着一维线,二维面积,三维体积展开学习的。大体思路框架是这样的:
让我们先来看第一个部分,一维的线。说到线我们都知道它分为三种,射线,直线,线段。但是对于这些线我们可以用来干什么呢?它到底有什么用处呢?它为何会诞生呢?在生活中,人们可能需要测量一段距离,也就是说我们需要知道一条线段的长度。首先,我们需要一个测量基准,然后看有几个这样的测量基准,它就有多长。但我们必须统一测量基准,如果标准不统一最终测量的结果也是不一样的。因此统一测量基准至关重要。当然是哪个国家的实力强,谁就来规定。在那个时候,英国人较为的强大,所以他们统一了基准。分别是厘米,分米,米这三个常用测量基准。而这三者之间也有进制,十厘米等于一分米,十分米等于一米,一百厘米等于一米。有了统一的测量基准,我们只用看这一条线段有几个这样的测量基准就可以了。而长度基准我们一般称它为系数,所以线段的长度就是系数×数量,简称拉伸系数。
在二维平面方面。就是在线的基础上又多了一个维度。在学二维的时候,我们最开始学习的是正方形和长方形的面积。首先,既然要研究一个长方形的面积,我们可不可以先已知一个小正方形的面积?比如面积为一平方厘米。然后利用它来铺满这个长方形或者正方形,把所有的加在一起就是它的面积。我们可以先横着铺a个,然后再纵向铺b个。那一共就是b个a排,或者a个b列,这类似于图形运动当中的平移,每平移一格长度增加一厘米。因此,我们只需要分别将横,纵的正方形数量相加再相乘便能得到面积。除了这种解释方法外,大家还可以想象一下拿一个橡皮泥先横着拉伸a倍,再纵着拉伸b倍,最终他一共拉伸了a×b倍,这里用到的是乘法。因此,我们可以通过两种解释方法顺利的得到正方形和长方形的面积,分别是:边长×边长 和 长×宽。
接下来我们研究了三角形的面积。首先我看到一个三角形,感觉它就是把长方形或正方形沿着对角线切开形成的图形。找这个思想,这样分成的三角形面积,其实就是正方形或长方形的面积除二。按照这种方法所分出来的三角形只可能是直角三角形,而这个直角三角形的底和高正好就是长方形的长和宽,也就是说这个直角三角形的面积等于底乘高除二。这样我们便顺理成章的得到了直角三角形的面积公式,可是三角形不只有直角三角形,我们还要验证一下其他的三角形是不是也是如此。如图:
这是一个一般三角形。我们可以从他的高将它分为两个直角三角形,同时这两个直角三角形是同高,我们可以把高设为h。这两个直角三角形面积分别是1/2abh,和1/2bch。现在这两个面积部分加在一起,也就是整个三角形的面积此时,我们可以利用乘法分配律提取1/2和h,1/2h(ab+bc)=1/2h×ac。我惊奇的发现ac其实就是这个三角形的底,其面积公式依然是底×高÷2。任何三角形都可以分为这样的两个直角三角形,所以所有三角形的面积公式都是底×高÷2,这是一个普遍适用公式。在这个过程当中我们利用了割补变换,求出了三角形的面积。
接下来我们可以再利用三角形的面积公式,探索其他平面图形的面积公式。依然可以采用割补的方法,将一个平面图形切割成多个三角形。我们分别探索了平行四边形的面积公式,梯形的面积公式。具体证明如下:
最后我们学习了圆的面积,虽然圆的面积公式证明也是割补变化,但它是无限分割,是一种极限思维。如图:
这是一个圆形。我们将它平均分割成无数个一模一样的等腰三角形。然后,我们将圆所分成的三角形分为两半,然后将它拼插在一起,其实就是一个近似的长方形。三角形分的越细就越接近长方形,但是但凡能够用手切成的小三角形就一定是存在误差,它所拼成的长方形只能无限接近长方形,但永远不是。所以我们要想象将其无限分割,具备无限的思想,此时拼成的长方形面积就等于长乘宽。长方形的宽其实也正好是圆的半径,它的长也就是周长的一半。用符号语言表示的话就是1/2πd×r=πr×r=πr²。这就是圆的面积公式。
接下来就到了三维的立体阶段。此时又多了一个维度——高。首先我们研究了长方体和正方体。分为了两个方面来研究,体积和表面积。
首先让我们探索一下正方体,长方体的体积。我们同样可以用单位小木块,体积为一立方厘米,铺满这个正方体或长方体,看有几个这样的小正方体,它的体积就是多少。我们可以先把一层铺满,然后看有几层。这个过程也就类似于图形的平移,先横着平移一段距离,再竖着平移一段距离,再向上平移段距离,相当于是在做加法运算。或者我们也可以利用拉伸变化来解释,比如一块橡皮泥,先横着拉伸a倍,再竖着拉伸b倍,最后向上拉伸c倍,一共拉伸了abc倍。通过这两种方法,我们就可以得到它的体积公式:长×宽×高。
那么长方体和正方体的表面积如何计算?正方体有六个面,并且都是相同正方形,面积一样。所以我们只用算出一个面的面积再乘六就可以了。长方体的表面积也很简单,我们只需要把每一个面的面积分别加在一起,便可以得到结果。
现在让我们看一下圆柱和圆锥的体积和表面积。圆柱的表面积分为两个部分。第一部分是下底面和上底面的两个面积一样的圆形,第二个部分就是圆柱的侧面,它的展开图是一个长方形,分别算出来再加在一起就可以了。如图:
这两个圆形的面积很好算,分别是πr²。而它侧面的展开图是一个长方形,这个长方形的宽正好是圆柱体的高,可以假设为h,而它的长则正好是上下底圆形的周长,也就是πd,因此这个长方形的面积也就顺利的求出来等于πdh。最后我们分别把几个部分的面积相加在一起,就可以得到圆柱体的表面积:πdh+2πr²就是圆柱体的表面积了
如图:
首先我们将一个圆柱沿它的上底面。平均分成多个等腰三角体。然后再把分成的三角体再分为两半,将它们拼接。最后发现他是一个近长方体。但是要注意,但凡我们手动的去切割就一定会存在误差,我们需要做一个思想实验,想象着把这个圆柱体平均分成无数个等腰三角体,这样所拼成的才是一个长方体。长方体的宽是圆的半径,它的长是周长的一半,它的高也就是圆柱的高。长方体的体积等于周长的一半×半径再×高,1/2πd×r×h=πr×r×h=πr²h。所以,圆柱的底面积乘高等于它的体积。
现在再让我们看一下圆锥的表面积和体积,圆锥的表面积展开图是一个圆形,还有一个扇形
这样我们只需要分别求出来两部分的面积即可。圆的面积我们会求,而这个扇形的弧长就是底面圆的周长,最后我们只需要知道这个扇形的母线是多少就可以,相当于就是这个扇形的半径。我们知道扇形的面积等于1/2弧长×半径,因此这部分的面积就等于1/2hπd,最后我们只需要将两部分的面积相加即可:πr²+1/2hπd。
而圆锥的体积怎么求呢?我觉得他和圆柱的体积有关系,因为它们的底面都是一个正圆,如果一个同底等高的圆柱和圆锥放在一起,我们可以看看几个圆锥的体积可以填满一个圆柱,比如将其中放入沙子来进行实验。最后我们实验的结果是,等底等高的圆柱体和圆锥体的体积之比是3:1。(但是我们只是采用最基础的手动验证法,没有通过严谨的推理证明,后续还有待证明)因此如果以后我们想求一个圆锥的体积,只需要用底面积×高÷3,即可得到结果。
这也就是一到六年级学的全部关于几何的知识了,可是我们学完这些之后,以后就不会再学几何了吗?我想肯定不会的,我们还可能会学球的体积,表面积,有关四维空间的知识等等……
接下来我们来看一下统计与概率。何为概率?概率其实就是只在同一条件下随机分布出现的可能性大小。假如一共进行了a此实验,其中有n次的都一样,那这种可能出现的几率就是n/a。通过大量的实验对一种可能性出现的几率进行预测,经过大数实验之后,这种可能性出现的几率会在一个大概的范围内浮动,是一个常数。如果你想发现一个规律,那将是非常非常困难的,但是不代表这个世界上就没有规律。这个世界上的规律,无处不在。甚至一些非常细微的事情,它们之间都有联系,存在着密码。如果你真的想找到他们,就需要大数实验,以及长时间的观察。因为你第一次看到的现象,不代表他一直都会出现。随机分布中的可能性也就是概率,但是并不能说概率就是完全确定的,因为一切都是在变化的。假如天气预报说明天有60%的可能都会下雨,但是没有下雨也是很正常的。但是概率与统计的章节,我们在小学阶段并没有过多的涉及,可能要到以后通过更多的数学知识,才能够更深入的掌握本章节内容。
这也就是整个一到六年级我们学习的所有知识点,看似学了很多,但最后其实都可以归纳总结,要不然所有学的东西都是散的,他们之间并没有联系。这样只是记住了好多个知识点而已,并没有将他们贯通起来。但如果通过建构式的学习,会发现数学是一环扣一环的,其中任意一个环节出现问题,另外的部分也都无法解释通。