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验证二次方程求根公式(写给全人类的数学魔法书摘录)

不仅仅是“知识”,更要多一些“智慧”

在数学当中,定义也好,公式也好,这些都是知识。那么,怎样才能把定义、公式这些知识向智慧升华呢?那就是验证。在验证的过程当中,你能够体会到,前辈们在发现定义和公式的时候那种惊讶和感触。自己亲自动手来验证,你就会有所感触,

“啊,真厉害。还真是这样啊!”

而这种体会,就是知识向智慧的转变。

知识就仅仅只是从别人那里学来的单纯的知识。但是,通过验证,体会到它的正确性之后,这就不仅仅是知识了,而变成了智慧。

对定理和公式进行验证

在一开始,我想先给大家介绍几句名人名言。

“问题不在于告诉他一个真理,而在于教他怎样去发现真理。”(哲学家、教育思想家卢梭)

“我喜欢旅行,但不喜欢到达目的地。”(物理学家爱因斯坦)

“哥伦布感到幸福不是在他发现了美洲的时候,而是在他将要发现美洲的时候。他的幸福达到最高点的时刻大概是在发现新大陆的三天以前。问题在于生命,仅仅在于生命,在于发现生命的这个不间断和无休止的过程,而完全不在于发现结果本身。”(小说家陀思妥耶夫斯基)

“通常,人们把登上山顶作为目的,把登山作为手段。或许,二者也可以颠倒一下。”(乐天会长兼社长三木谷浩史)

实际上,这些名人名言都只说明了一个意思,那就是,从事物的本质上来说,结果并不是最关键的,重要的是它的过程。

就好比说金字塔,当我们看到金字塔的时候,会有一种敬畏的感觉,这是为什么呢?是因为金字塔看上去特别的宏伟壮观吗?我不是这么认为的。在当今的科技产业下,比金字塔看上去更加宏伟、更加壮观的现代建筑是数不胜数。这是因为几千年前的人类在当时的科技水平下,就能够创造这样的奇迹,我们为此而感到震惊。更进一步的说,在当时的时代背景之下,那些石头是怎样堆积上去的,这一点让人感到神秘和不可思议。要说金字塔真正的价值,无非就是它的建造方法。

那些数学公式和定义也是同样的道理。它们的本质并不在于结果的完美和得到结果的便捷,而是在于它是如何得出的,是如何推演的,这样一个验证的过程。

定理和公式是“人类智慧的结晶”

说起数学的历史,那是非常的久远。早在公元前7万年左右,人们的绘画中就出现了几何图案。而在公元前3万年左右留下的历史遗迹当中我们就可以看出,当时的人们已经掌握了时间。就拿我们日常生活当中耳濡目染的算术和几何学来说,都已经有5000多年的历史了。

从小学到初中再到高中,总共是12年。在这12年的教学计划当中,包含了数学史上5000多年以来的最重要也是最完美的数学定义和公式。每一个时代都有在当时世界上最顶尖的数学家,而我们在小学、初中和高中时代所学的数学定义和公式,实际上已经涵括了所有这些人的智慧的结晶。这些数学定义和公式的结果并不是智慧的本质,而本质的体现,就在于推算的过程。

在验证的过程当中有所感动

当我们聆听莫扎特的音乐,欣赏毕加索的绘画的时候,会为此而感动。同样,在数学定义和公式当中也有感动。然而这种感动,绝不是因为只看到了结果,或者是因为能够把这些公式和定义“运用”到数学题当中去,而是因为通过数学的验证,让我们感受到了前人的伟大。

“啊,真厉害啊!”

“啊,真是天才啊!”

在验证的过程当中,我们会发出这样的感慨。这种感动也是数学的趣味性所在,我们能够借此而感受到数学当中有趣的一面。不过遗憾的是,学校的教学安排总是让学生们一刻不停的写作业、考试,学生们根本就没有多余的时间让学生们来感受这些。如今日本的教学方式就是这样:

“看,这就是二次方程式的运算公式,你们要牢牢的记住它。”

遗憾的是,用这种方式来教学生的老师不在少数。故而有那么多的人在学生时代对数学产生了厌恶的情绪。正因为如此,我希望大家能够再次拿起数学,把当年老师要我们背诵的那些定义和公式进行验证,从中得出体会,并得到感触。希望有更多的人发现数学的乐趣,喜欢上数学。

通过验证提高“数学的能力”

如果说数学的能力就是逻辑判断能力的话,那么,如何才能提高逻辑判断的能力呢?在前文当中,我曾拿金字塔来举了个例子。而逻辑判断能力,就好比是如何用一块块的石头来堆成金字塔一样,是一种对事物进行判断思考的能力。

说到金字塔的建造,在堆积石头的时候如果只是这么随意的往上堆的话,那么金字塔很快就会倒下来的。必须要知道下一块石头该放在什么地方。而前人留下的金字塔,就是对这种逻辑的验证和实践,我们可以从中学习到逻辑性的堆积方法。同样,历史上的那些数学天才们留下来的定义和公式,我们拿来一一验证,就等同于在向那些前辈们请教数学。拿到一道数学题该如何着手,变换方程式的方法和窍门,如何作辅助线等等,有太多的地方值得我们去学习。对于我们来说,恐怕没有比这些数学天才们更好的老师了。

之前我已经说过许多次了,如果仅仅只是把每一种数学题的解题方法都记下来,这样对提高你的数学能力,是没有任何帮助的。至于死记硬背那些定理和公式,更是毫无意义。在学习数学的过程当中,如果说有什么东西是值得背下来的话,那么就只有一个:对定义和公式的验证方法。

有一句话是我们耳熟能详的,无论多么天才的发明和创造,最初也是从模仿开始的。就算是公认的天才莫扎特,也需要海顿老师的教导。既然要模仿,那就应该模仿最好的、最顶级的。因此,我们才要去学会如何验证那些数学天才们留下来的定义和公式。在验证的过程当中,能够感觉得到,他们所留下来的逻辑理论,都会变成属于你自己的东西。到那个时候,你就真正的掌握了数学的能力。

对勾股定理的验证

在上一章节,我们讲到了对定理和公式的验证,那么接下来,我们举一个具体的例子,就拿著名的勾股定理来举例好了。首先我们来回忆......略

对2次公式的验证

在学生时代,我们学到了许多数学定理和公式。这当中有一些虽然能够背下来,却不能够验证。而其中具有代表性的例子就是2次公式。现在就让我们来试着验算一下2次公式。而在验算之前,先让我们来确认一下2次公式是什么:

【2次公式】


参考阅读
https://m.toutiao.com/is/MCx1DrH/ - 转载:丑陋却万能的二次方程求根公式 - 今日头条


如上所述,这就是2次公式。(啊,如果你不记得了也没有关系!)

在验算2次公式之前,我们先来回想一下,2次方程式的运算究竟是怎样的。我们拿2次方程式当中最简单的类型来举例子,比如:

x²=p

就是最简单的一个2次方程式。我们即使不用任何公式,也能够得出:

x =±√p

如果我们把 ax² + bx + c =0按照:

( )²=p

的形式进行变形,那么就应该可以得出:

( )=±√p

然而,真的可以得出这样的结果吗?

在变形之前,我先给大家介绍一个非常重要的运算技巧,那就是“平方的转换”。

【平方的转换】

把2次方程式 ax + bx + c 按照

ax² + bx + c = a ( x + p )²+ q

的方式进行变形,我们将它称之为“平方的转换”。(顺便说一下,“平方”就是“2次方”的意思。)

平方的转换,绝对不是简单的方程式变形就可以完成的,接下来请大家仔细阅读。

首先,让我们来学习一下“平方转换的基本公式”(这个是我自己命名的)。当你把:

( x + m )²= x +2mx+m²当中的 m 进行移项,就可以得出“平方转换的基本算式”。

【平方转换的基本公式】



图片

接下来,我们就用“平方转换的基本公式”对 ax² + bx + c 进行平方的转换。

图片

这样一来平方的转换就搞定了。

肯定有人会觉得,这真的是太难了。就像我之前所说的那样,这绝不是简单的变形,因此,在一开始的时候,你肯定会感到不知所措(我一开始也这样)。但是无论如何你都要习惯它。

找一张白纸,尽量把这个算式多练习几遍,这只是一个纯粹的技巧,你肯定能掌握的。


把a从左移到右。


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