為什麼會有“+一×÷=”這些符號“+、一、×、÷”和“:”這五個符號,小學生和學前幼兒也已懂得它們的意義及其用法,在高等數學裏當然少不了它們。但是它們的來曆確實經過了一段十分曲折的發展曆程。
古希臘與印度人不約而同,都把兩個數字寫在一起,表示加法,如3+1/4就寫成了3×1/4。直到現在,從帶分數的寫法中還可能看到這種方法的痕跡。
若要表示兩數相減,就把這兩個數字寫得離開一些,如6-1/5的意思就是6減去1/5。
於是後來,有人用拉丁字母的P(Plus的第一個字母,意思是相加)代表相加;用M(Minus的第一個字母,意思是相減)代表相減。如5P3就表示5+3,7M5就表示7-5。到中世紀後期,歐洲商業開始變發達。許多商人常在裝貨的箱子上畫一個“+”字,表示重量超過一些;畫一個“一”字,表示重量還不足。文藝複興時期,意大利的藝術大師達·芬奇在他的一些作品中也采用過“+”和“。”的記號。公元1489年,德國人威德曼在他的著作中開始正式用這兩個符號來表示加減運算。到了後來又經過法國數學家韋達的大力宣傳以及提倡,這兩個符號才普及,到了1630年,最終獲得大家的公認。
在我國,以“李善蘭恒等式”聞名的數學家李善蘭,也曾用“1”表示“+”:用“▲”表示“一”。因為當時社會上普遍使用籌算以及珠算來進行加、減、乘、除,所以還沒有創立專用的運算符號。
後來人們開始采用了印度數碼1、2、3、4、5、6、7、8、9、0(叫阿拉伯數碼,但發明者卻是印度人),同時也采用了“+”和“一”的記號。至於“×”“÷”符號的使用,大約也不過三百多年。傳說英國人威廉·奧特來德於1631年在他的著作上用“×”表示乘法,於是後人就把它沿用到今天。
中世紀時,阿拉伯數字十分發達,還出了一位大數學家阿爾花拉子密,他曾經用“3/4”表示3被4除。大多數人認為,現在通用的分數記號來源就是出於這裏。
至於“÷”的使用,能追溯到1630年一位英國人約翰·比爾的著作。人們估計他大概是根據阿拉伯人的除號“一”與比的記號“:”合並轉化而成的。
在國內,人們也曾把單位乘法叫“因”,單位除法叫“歸”,被乘數叫“實”,乘數叫“法”,乘的結果叫“積”。在除法中,盡管被除數與除數也叫“實”與“法”,但他們相除的結果卻叫“商”。
現代許多國家的出版物中,都是用“+”“一”來表示加與減,“×”“÷”的使用則遠沒有“+”“一”來得普遍。如,一些國家的課本中用“。”來代替“×”。在蘇聯或德國出版物中,很難看到“÷”,大多用比的記號“:”來代替。實際上,比的記號的用法可以說與“÷”號基本一樣,可以不必再畫出中間的一條線。所以,這個“÷”號,現在用得越來越少了。
在這些符號當中,等號是相當重要的。巴比倫以及埃及曾用過各種記號來表示相等,但是最先得到公認的,是古代大數學家丟番圖的記法esti和isas,簡寫為IS。
它們在中世紀,用來表示相等的記號有過特別大的混亂。第一個使用近代的“:”
號的見雷科德的名著《智慧的磨刀石》,但“=”號直到18世紀才被普及,當時“=”號的兩條線的長度經常被畫得相當長。雷科德也曾說,他選擇兩條等長的平行線作為等號,原因是因為它們再相等不過了。
商品上的條形碼
大超市裏的各種商品上都貼著一組平行排列的、寬窄不一的黑白條紋,這就是條形碼。付款的時候,商場裏的收銀員用一種特殊的設備在商品的條形碼上一掃,商品的名稱、價格等信息就讀到計算機裏去了,真是又簡單又快速,太方便了。不知你想過沒有,條形碼為什麼能存儲商品的價格信息呢?
條形碼是由黑色和白色的條紋組成的,但是這些條紋本身的長度和寬度並不一樣,有的寬些,有的窄些,有的還要長一點兒。請你仔細觀察幾個不同商品的條形碼,雖然它們表麵上看起來很相似,但它們絕對是有差別的,我們肉眼也能看得出來。其實這些條紋的長短、粗細、顏色的變化代表了商品的信息。正如我們以前使用數字表示商品的名稱(如C91代表鉛筆)和價格(如鉛筆的價格是0.50元)一樣,那麼由於計算機技術的發展,我們想要使用條形碼來表示這一切,其本質上是一樣的,隻是表示的方法不同了而已。
條形碼的出現與計算機科學的發展密不可分,它是由於計算機的普及而產生的新型技術,也稱為條碼技術。條形碼表示的信息隻須能使用計算機設備來讀取,收銀員用來掃條形碼的設備是光電閱讀設備,也叫光筆。當光照到條形碼上時,黑白條紋產生很大的對比,從而轉化成不同強弱的電流。計算機根據電流和信號的不同查找出保存在存儲器裏的數據,就得到了商品的信息。奇妙的是從左到右或從右到左掃描條形碼都可以,讀出的信息是一樣的。條形碼的出現,大大提高了工作的效率,也保證了信息傳遞時的準確無誤。
你再仔細看看一個條形碼,會發現一組條形碼的下麵還有一串字符,實際上這也是條形碼的一個組成部分。加入這一串可以供人們識別的字符,目的是考慮到當識別條形碼的設備出現問題時的情況下,這些字符就有用處了。它也是商品信息的代碼。
條形碼可以直接印刷到商品的包裝上,而且現在它也不局限於黑色、白色了,但必須是兩種對比反差很強烈的顏色才行。條形碼技術廣泛應用於我們的生活中,幾乎所有出版的圖書都印有條形碼,極大地方便了借閱、購書的需要。就連汽車工業也有自己的條碼係統呢!
地磚一般是正方形的或正六邊形的地磚的花色品種很多,可是,它們一般不是正方形的就是正六邊形的。這是什麼緣故呢?
在正多邊形中,隻有三種能用來
鋪滿一個平麵,而中間沒有空隙,這就是正三角形、正方形和正六邊形。因為正三角形的一個角等於600,六個正三角形拚在一起時,在公共頂點上的六個角之和等於3600;正方形的一個角等於900,所以四個正方形拚在一起時,在公共頂點卜的四個角之和剛好等於3600;正六邊形的一個角等於1200,三個正六邊形拚在一起時,在公共頂點上的三個角之和剛好等於3600。
如果用別的正多邊形,就不能達到這一要求。例如正五邊形的一個角等於1080,把三個正五邊形拚在一起,在公共頂點上的三個角的和是1080×3:3240,小於3600,就有空隙。而空隙處又放不下第四個正五邊形,因為1080×4-4320,大於3600,就擺不下。
六個正三角形拚在一起,雖然沒有空隙,但是它不及正方形和正六邊形好看。
所以在藝術設計上,一般較多用正方形和正六邊形的地磚。
汽油桶、熱水瓶為什麼都是圓柱形的汽油桶、熱水瓶等,都是用來裝液體的容器。不知平時你注意過沒有,裝液體的容器大都是圓柱形的。這是否有數學方麵的道理呢?有的。
我們生產一件容器,都希望可以用最省的材料來裝一定體積的液體。或者說,用同樣的材料做成的容器容積最大。
在平麵幾何裏,我們學過計算圓麵積以及一些正多邊形的麵積或周長的方法。
例如:一個麵積為100平方厘米的正方形的周長是40厘米;而同樣麵積的正三角形的周長大約等於45.6厘米;而同樣麵積的圓的周長隻有35.4厘米。也就是說,麵積相同時,在圓、正方形與正三角形等圖形中,正三角形的周長最大,正方形的周長比較小,圓的周長最小。因此,裝同樣體積的液體的容器中,假如容器的高度一樣,那麼,側麵所需的材料以圓柱形的容器最為節省。所以,汽油桶、熱水瓶等裝液體的容器,都是圓柱形的。