趣味探究聚纸成峰与棋盘中的麦粒适合4

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《爱弥儿》卢梭是构思20载和撰写3载的不朽之作。有的教育学者说,只要柏拉图《理想国》与卢梭的《爱弥儿》留存在世,纵令其他教育著述被毁,教育园地也是馥郁芬芳的。人类的教育得自三个来源:即天性、人事和事物。天性指的是善良秉赋;人事指教导者的启发培养;事物指教育环境。——卢梭《爱弥儿》中的论述通过本探究能够帮助学生巩固所学知识,激发学生数学学习的兴趣,引导学生动手操作和观察实践,让学生学会举一反三,培养学生思维的灵活性和开放性,增强学生数学学习的信心,拓展学生数学学习的视野。喜马拉雅山被称为“世界屋脊”,据最新数据,其平均高度为千米,喜马拉雅山的主峰珠穆朗玛峰,海拔是.86米,是世界第一高峰。现在,我们来做一个有趣的探究:我们用折纸的方法能否叠成有珠穆朗玛峰那么高呢?也许,你觉得不可能吧,但是,别急!我们一起来做这样的操作吧:薄薄的一张纸的厚度只有0.01厘米,通过把这张纸对折、对折、再对折,就这样不过几十次,其厚度居然会超过珠穆朗玛峰,你相信吗?如果不相信,我们不妨实际来计算一下,到底需要对折几次就可以超过珠穆朗玛峰呢?我们可以一边操作,一边进行计算。下面的计算有点难度,只要能大体看懂意思就行了。如果每张纸的厚度是0.01厘米,张纸叠在一起的厚度是1厘米,00张纸的厚度是1米,000000(一亿)张纸的厚度是1万米,因为1万米大于.86米,所以我们问“对折几次后纸的厚度达到或超过珠穆朗玛峰高度”,就是问“对折几次后纸的层数达到或超过1亿层”。现在,我们的计算开始了——第1次对折后有2层,就是21(层),第2次对折后有4层,就是22(层),第3次对折后有8层,就是23(层),……第9次对折后有29=2×2×2×2×2…×2(2连乘9次)=(层),……第13次对折后有=2×2×2×2×2…×2(2连乘17次)=(层),……第27次对折后有=2×2×2×2×2…×2(2连乘27次)=××=(层)。一亿是一个九位数,也是一个九位数,且大于一亿。所以,我们通过计算可以断定:通过对折27次后,纸的层数已超过1亿层,就是说其厚度已经超过珠穆朗玛峰的高度了。同学们,你看懂了吗?通过上面的计算与理解,在这里我们再来介绍两种增长方式。它们分别是自然数列增长和等比数列增长。第一种:像自然数1、2、3……这样,1个1个地增长,这样的增长,叫做自然数列增长,也称自然级数增长;第二种:像2、4、8、16……这样,每次就是翻倍式的增长(有时也称翻几番,如上面的“折纸成峰”的计算中,乘1个2就是翻一番,乘2个2就是翻两番,以此类推),这样的增长,叫做按等比数列增长。因为在“图形与几何”中,面积与边长的关系也是乘积的函数关系,因此也将“成倍增长”称为“几何级数增长”。从上面的计算,大家可以已经看出来了,这样增长,增长的速度就大不一样,增长的速度也远比自然数列增长要快得多,增长速度也是十分惊人的。就如同上面的“折纸成峰”那样。当然,也有可能是这样增长的:3、9、27、81……,这样的话,增长的速度就更加“恐怖”了!国际象棋发明人的报酬这是印度的一个古老传说,舍罕王打算重赏象棋发明人宰相西萨·班·达依尔。这位聪明的大臣的胃口看来并不大,他跪在国王面前说: ‘陛下,请您在这张棋盘的第一个小格内,赏给我一粒麦子,在第二个小格内给两粒,第三格内给四粒,用这样下去,每一小格内都比前一小格加一倍。陛下,把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧!’“爱卿,你所求的并不多啊。”国王说道,心里为自己对这样一件奇妙的发明赏赐的许诺不致破费太多而暗喜。“你当然会如愿以偿的,”国王命令如数付给达依尔。计数麦粒的工作开始了,第一格内放1粒,第二格内放2粒,第三格内放2粒,…还没有到第二十格,一袋麦子已经空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。但是,麦粒数一格接一格飞快增长着,国王很快就看出,即便拿全印度的粮食,也兑现不了他对达依尔的诺言。原来,所需麦粒总数:1+2+22+23+24+……+=-1=(粒)。这些麦子究竟有多少?打个比方,如果按粒麦子大约为1升的话,那么付给宰相的麦子要达到亿升,相当于当时全世界麦子年产量的两千倍;如果造一个仓库来放这些麦子,仓库高4米,宽10米,那么仓库的长度就等于地球到太阳的距离的两倍。而要生产这么多的麦子,全世界要两千年!尽管印度舍罕王非常富有,但要这样多的麦子他是怎么也拿不出来的。这么一来,舍罕王就欠了宰相好大一笔债。要么是忍受达依尔没完没了的讨债,要么是干脆砍掉他的脑袋。结果究竟如何,可惜史书上没有记载。同学们,你说像上面这样计算,每格中麦粒个数的增长方式属于哪个增长方式呢?每格中麦粒个数的增长方式属于按等比数列增长,或称几何级别增长。赶紧收藏:一、二年级“数学思维游戏”20例:送给喜欢数学的孩子

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