小學數學三大板塊

? 在小學數學階段,我們一共學習了三大板塊,算數,幾何,統計與概率。看似我們學習了非常多的內容,但是如果你能夠明白每一章之間的關聯,便會發現一切都變得簡潔了很多。數學正是要探索事物之間的關聯,如果只是單純知識的堆積,是沒有太大意義的。而我們所學習的方法是極為特殊的,因為我們是以建構的思想去探索每一章節的。接下來,請大家跟著我一起回顧整個小學所學習的數學內容吧!相信在這個過程當中,你也能領略到數學大廈的奧秘與神奇!

? 首先讓我們來看一下算數篇。大體的學習過程是這樣的,如圖:

從一年級到六年級,我們學習了很多不同的數,那么它們可不可以進行分類呢?而且一定要做到不重不漏。

? 剛開始,我覺得可以將它們分為四類。第一類就是自然數,第二類是小數,第三類是分數,還有一類是百分數。分完之后我們要來看一下,有沒有做到不重不漏。肯定沒有漏掉的,因為我把我們小學所有那些數都已經羅列上去了。這時要來看一下,有沒有做到不重復。百分數和分數是不是一類?仔細想一下,它們其實都是分數。百分數只不過是分母為100的分數而已,所以可以把它們歸為一類,統稱為分數。這時再來看一下,分數和小數有沒有必要同時存在?只要是分數,就都可以轉化成小數。但是任何小數都可以轉化成分數嗎?可能有一些小數是可以的,但是無限不循環小數可就不行了。我們知道任意兩個整數相除一定是一個整數,或有限小數或循環小數,但絕對不會是一個無限不循環小數。因此我們可以看出,小數包含的范圍是更廣的,所以小數里也包含著分數。這時我們可以將小數和分數在歸為一類,就是小數。但是這并不代表小數和分數的意義就全部是一樣的。小數和自然數顯然是沒有任何關系的,誰也不包含著誰,所以這兩類可以同時存在。到此,我們就把小學所有學過的數歸為了兩類:一類是自然數,一類是小數。

當然,后來我們知道還有負數的概念,因此說自然數和小數就不太準確了,應該是整數和小數。但是在小學階段我們只是簡單的設計,并沒有過多的學習,所以按照我們剛才的分類標準也是可以的。

? 首先我們來關注一下自然數。自然數的含義是什么?它是如何誕生的?我認為古人發明自然數,就是為了計數。比如在生活中,他們打到了兩頭羊,就會計為2,也就是兩個一。或者在測量一段距離的的時候他們也會用到數。首先統一測量基準,然后拿這個測量基準去量一段距離,看有幾個這樣的測量基準,那么長度就是多少。其實也就是系數乘基準,簡稱拉伸系數。

自然數,當然也有自己的四則運算。加法的含義就是多個集合合并。比如1+2就是——1這個集合,和兩個1這個集合相合并,得到新集合,有三個一,也就是3。(加數+加數=和)。而減法代表從一個集合中減去一部分,得到的差是多少。(被加數-減數=差)比如5-3=2。這時我發現,如果我們把集合中減去的部分再放回去,就又得到了原來的集合,比如原來有5個,拿走了3個還剩下2個,此時如果再拿回來3個就又變成了5個。也就是說5-3=2如果反過來的話就變成了相應的一道加法:2+3=5。(被減數-減數=差),(差+減數=被減數),通過這樣的概念解釋,我們就可以發現加減可以互逆!

而乘法就代表有幾個幾,或者幾的幾倍。比如說2×3,可以代表兩個三相加,也可以代表三個二相加,2×3=2+2+2,3×2=3+3=6。這也說明了乘法與加法之間有關系,可以相互轉化。同時他也代表倍數的意思——2的3倍,或者3的2倍。(乘數×乘數=積)。除法有兩個含義,一個是平均分,一個是包含。平均分意思就是將一個整體平均分成幾份,每份得到多少?比如說10÷2=5,把10平均分成2份,每份就是5。而包含的意思,就是說看這個整體里有幾個幾。比如說6÷2=3,就代表著六里面有三個二,或者也可以反過來說6÷3=2,代表六里面有兩個三。這時我又發現,6里面有3個2倒過來說就是3個2等于6,2×3=6。如果用符號語言表示的話就是:被除數÷除數=商,商×除數=被除數,乘除可以互逆!

但如果是很多算式綜合在一起,比如乘法和加法混合運算,連乘,連除...該如何快速計算呢?有沒有簡便的運算方法?首先我們看一下加法,比如:25+17+25=?? 25+17一時間不是很好算,但是25+25一下就可以得到是50,直接+17=67。如果都是加法,那么幾個加數最終都是要合并在一起,無論怎么合并,最終的結果都是一樣的,所以可以任意交換順序,這就是加法交換律。還有一種簡便運算方法就是加法結合律,可以先讓后面的運算,就是給后面加一個括號,最終也不影響結果。那么減法有什么簡便運算呢?比如:100-24-16=?如果一個一個按照順序算,會很慢。24,16兩個數都是要減去的,那么他們也可以一起減去,所以可以轉化成100-(24+16),100-40=60,非常容易的就得到了結果。

乘法有什么簡便運算呢?比如說:15×25×4=?如果直接算會很麻煩,但我們可以先計算后面的25×4,因為這兩個數字非常特殊,相乘等于100,將式子變成15×(25×4)=15×100=1500,這就是乘法結合律。我們再舉一個例子(5×2)+(5×3)=?這時將如何簡便運算?2個5+3個5,其實就是(2+3)個5,所以可以轉化成(2+3)5,最后得到結果是25,這就是乘法分配律。那么除法,有什么簡便運算?50÷5÷5=?除除就變成了乘,第二個五被除了兩次,所以他就變成了乘五,50÷(5×5)=50÷25=2。

學完自然數之后,我們可以將它們分一下類,但一定要做到不重不漏這一條原則。首先我先羅列一下自然數都分為哪幾類——第一類:基數。第二類:偶數。第三類:質數。第四類:合數。我來解釋一下每個數的定義。偶數其實就是0,2,4,6 ,8,10...他們其實就是二的整倍數,用符號可以表示成2n。記住0一定不能忘掉,為什么呢?因為它是2的0倍,也可以被2整除,這符合我們的歸類標準。基數就是1,3,5,7,9...他們總是比偶數多1或者少1,用符號可以表示成2n+1。質數就是,因數只有1和自己本身,比如:2,3,7...而合數就是,因數有除了1和自己本身之外還有別的數,比如:4,6,9...現在我們來看一下,有沒有做到不重。偶數和合數可不可以相互包含。可以舉個例子,比如說偶數的2,他是不是合數呢?2的因數只有1和自己本身,并不是合數,所以無法包含。現在我們來看一下,質數和基數。比如說基數的9,它不是質數,它的因數有除了1和它自己本身之外的數,所以他們也沒有關系。基數偶數,質數合數肯定也不會相互包含。所以,這樣的分類沒有任何問題。完全做到了不重不漏。

? 接下來我們來聚焦一下小數。小數是怎樣誕生的呢?可以想象一下,古人在測量的時候,如果發現所要測量的長度不正好是系數×基準,有的時候會少一點或者多一點,這個時候該怎么辦呢?于是人們發明了小數,他們將一個基準再平均分成幾份,得到一個更小的基準去測量。當時,人們認為平均分成10份更好,因為每一次計算更加方便,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。接著,再把一分米平均分成10份,每份是一厘米,相鄰的兩個基準的進制都是10。或者可以反過來說,一分米等于0.1米,1厘米等于0.1分米,問題就這樣巧妙的被解決了。

一個小數由三部分組成,一個是他的整數數位,另一個數的小數數位,中間還有一個小數點(為了區分整數部分和小數部分)。它的小數數位的第一位叫做十分位,因為平均分成了10份,從左往右,每一次都要再乘一個10,就比如說第二位就叫百分位,因為是平均分成100份。以此類推……

小數分為三類,第一類是有限小數,也就是說,他們的數位是有限制的。第二類,是無限循環小數,它們的小數數位一直循環不斷出現一組數,就比如說一除三,等于0.3三循環。我們一般會在它循環的數上面點一個點,代表一直循環這個數。如果循環好幾個數,我們就在他循環數的第一位和最后一位上加一個點。還有一類是無限不循環小數,它的小數數位沒有盡頭,并且是沒有規律的出現很多數,不會循環。

那么小數竟然是一個數,肯定可以比大小,它究竟如何比大小?我認為應該先從大的數位開始比,再依次往小的數為準。首先我們先要看他的整數數位,因為整數數位更大,從它的最高位開始往右看,如果有一個比另一個更大,那么這個數肯定更大。如果整數數位都一樣,那么就要開始看小數數位。還是從最高位往右看,如果有一個數的數位比另一個更大,那么這個數就更大。如果最后發現后面的小數數位也都一樣,說明這兩個數相等。還有無限循環小數,首先看他的整數位,還是從左往右看。如果都一樣,就看小數數位。如果直接一看,可能不知道哪個大,所以最好將它的循環寫下幾組,然后再來比較。當然無限不循環小數也是可以比較大小的,還是從左往右開始比,直到發現了一個小數比另一個小數數位大的時候,就比較出來了。但我們一般不會比較這類小數。

那么小數如何四則運算呢?首先來看一下小數的加法。比如說1.3+2.1=?其實就是他的整數位為相加,然后是小數位相加,最后再加在一起。我們可以先把它看成13+21,轉到豎式里其實就是個位相加,十位相加,最后十位,個位相加。現在換成了小數,只不過原來的個位變成了十分位,原來的十位變成了個位。只是位置變了,但是他還是同樣的方法相加。但是小數在豎式計算的時候,小數點一定要對齊,因為它們是每一個位數和相對應的位數相加,最后算完之后一定要把小數點落下來。那么小數的減法,其實和小數的加法是同樣的,都是要小數點對齊, 最后算完之后把小數點落下來。

那么小數的乘法怎么算呢?比如說:1.2×3.9=?首先我想到了一種方法,可以將兩個乘數同時乘十,讓兩數都變成一個整數,算出結果之后再除10×10。或者也可以把它轉化成豎式,把它寫成整數乘法的格式,最后算出結果之后小數點再向左移兩位即可。但還有一種情況1.2×3.27=?這時我們為了讓他們都變成整數,可以分別把數兩位小數乘100變成整數成100,把一位小數×10,最后算出結果之后再除100×10。轉換到豎式里就是小數點向左移三位。那么小數的除法如何算呢?比如說:2.5÷1.2=?我們同樣可以把兩個數同時乘10讓它變成一個整數,然后得到結果,除法的被除數和除數同時乘一個數,商不變,所以就直接得到了結果。但如果是一個兩位小數除一位小數怎么辦?那么我們可以把那個兩位小數先變成整數,然后一位小數跟著它同樣變化,這樣商還是不變,并且兩數都變成了整數。

那么小數有沒有簡便運算呢?小數既然是一個數,就肯定有簡便運算。首先我們來看一下加法。2.5+3.4+6.6=?如果直接計算還需要一點時間,但是我們看一下,如果先加后面的兩數是不是會更方便。直接等于10+2.5=12.5,這樣便很方便地得到了答案。他應用到了加法結合律。那么小數的減法如何將它化簡呢?5.2-1.1-3.1=?我們可以把分別減去的加的一起減去,最后變成5.2-(1.1+3.1)=5.2-4.2=1。而小數的乘法簡便運算運用到的也是乘法分配律,還有交換律和結合律。而除法也是除除變為乘。在此就不舉例了。

? 接下來到了分數,那么分數他又是如何誕生的呢?試想一下,當人們想表示一個部分與整體的關系的時候,人們需要用到分數。或者當一個量不足一個完整基準的時候,也需要用到分數。一個分數由三部分組成,第一個是分子,第二個是分數線,第三個是分母。他的意思是將一個整體平均分成幾份。我們可以舉例來理解一下分數,比如說將一個蛋糕平均分給三個人,每個人得到多少塊蛋糕?我們可以直接用1除3得到,“1”就是整體1這個蛋糕,3是平均分成的份數,所以根據分數的意義可以直接得到每個人得到占整體三分之一。這個三分之一可以代表其中一塊站整體的三分之一,但是也可以說他就是一個具體的數量,是三分之一塊。因此,一個分數代表兩個意思,一個是部分整體的關系,另一個就是具體的數量。而我發現1÷3就等于1/3,被除數就是分數的分子,除號就是分數線,除數就是分母。除法和分數之間是有聯系的,并且他們可以相互轉化。

分數分為幾類,第一類是真分數,分子小于分母。第二類是假分數,分子大于或者等于分母。第三類是帶分數,他由一個整數和一個分數組成,一個整數帶一個真分數。

既然分數也是一個數,就可以比大小。先說一下真分數比大小。真分數比大小分為兩種情況,一個是兩數分母一樣,另一種是兩數分母不一樣。如果分母一樣,就代表將這個整體平均分成的份數一樣,那么我們只用看取得的份數是多少就可以比較了,取的份數越多,分數越大。相反,取的份數越少,份數越小。也就是說同分母的分數只需要比分子大小即可。那么如果分母不一樣,該如何比較大小呢?不可能直接比較分子,因為分母不一樣。如果想比較,分母就必須一樣。就比如說5/6和3/4。這時我想到了將它們化成除法,也就變成了5÷6,3÷4,我們為了讓它的除數變得一樣就要找到它們的最小公倍數,也就是12。6×2,4×3,除數乘幾,被除數跟著乘幾,最后的商不變。這樣我們就得到了10÷12和9÷12,這時他們倆數的大小都沒有變,而且他們的分母也都變成了同樣的,這樣就可以比較出來了。剛才我們所做的過程就叫通分。

接下來我們來看一下假分數,如何比大小?分為兩種情況,一個是分母相同,一個是分母不相同。如果分母相同,那么看分子即可,哪個分子大,哪個分數大,如果一樣的代表這兩個數相等。那么如果分母不相同怎么辦?同樣我們要將它的分子轉化成一樣的,找到它們的最小公倍數,然后分子跟著轉化,最后比較。那么帶分數如何比較大小呢?首先你可以看它的整數位,哪個大,哪個分數就大。那么如果整數部分一樣的話,就看分數部分,把分數部分比較出來就可以了。

分數既然是一個數,肯定也可以四則運算,首先讓我們來看一下加法。比如說1/2+1/2=?那么首先我們知道,二分之一就是一半,2個1/2加在一起就是一個整體,也就是1。或者也可以把二分之一轉化成1除2等于0.5,0.5+0.5=1,這也說明了分數與小數之間是有聯系的。但我們也可以從圖形語言上來解釋,最終我發現每次的結果都是,如果是同分母相加,直接分子相加就可以,因為分子代表有幾個這樣的分數單位,如果是異分母可以轉為同分母,然后分子相加,這個過程就叫通分。那么如果是分數的減法,如果是是同分母肯定是分子相減,因為分子代表他有幾個這樣的分數單位,自然是要減去分子。

那么分數的乘法該怎么計算呢?分為兩部分,一個是分數乘整數,一個是分數乘分數。首先讓我們來看一下分數乘整數,比如:1/4×2=?我們可以將分數轉換成小數,但是如果是一個非常大的計算量就難以計算,這樣實在是太麻煩了,并且有的時候可能會遇到轉化成無限循環小數情況,那要怎么辦?我們必須得找到一個普遍適用的公式。既然用符號語言表示沒有頭緒,我們就可以先用圖形語言來解釋。如圖:

首先將一個整體平均分成四份,取其中的一份,其中一份占整體的四分之一,現在拿兩個這樣的四分之一。直觀上來看就占整體的2/4,但是2/4這個分數他并不是最簡的。可以把它化成除法來理解2÷4=1÷2,被除數和除數同時除以一個數,商不變。那么分數也是一樣的,一定要讓它保持到最簡,不然2/4和1/2都代表同樣的意義,這樣就重復了,分子分母要互質才達到最簡分數形式,分子分母化簡的過程叫約分。我用圖形語言算了很多次之后,發現每次的結果都是整數乘分數的分子。因為分子代表有幾個分數單位,那么整數其實就是系數,再將原本的分數單位×整數就得到了現在應有的分數單位。我們還可以通過推理證明的方式來證明一下:

我們同樣也可以通過圖形語言來表示。如圖:

首先將一個整體平均分成兩份,取其中的一份,然后再將這一份平均分成兩份,取其中的一份,這一份占整體的直觀上來看就是四分之一。異分母的乘法同樣也會用這種圖形語言來表示,如:2/3×1/2=?如圖:

首先,我們將一個整體平均分成三份,取其中的倆份,然后再將這兩份平均分成兩份,取其中的一份,直觀上來看就是整體的三分之一。后來我發現,每次的結果都是分子乘分子,分母乘分母得到的。有沒有方法來證明一下呢?如圖:

這樣我們就得到了分數的普遍乘法運算法則,分子乘分子作為積的分子,分母乘分母作為積的分母。我們還可以用圖形語言來證明,如圖:

比如說b/a×d/c,首先,我們將一個整體平均分成a份,取其中的b份。現在再將b份平均分成c份,取其中的d份,最終得到的,也就是陰影部份。最終一共將這個整體平均分成了a×c份,一共取了b×d份。通過圖形,我們也可以印證分子乘分子,分母乘分母這個說法,最后算完之后一定要記得約分。

接下來我們看一下分數的除法。比如說:6÷1/3=?我們同樣可以把它轉換成小數來進行運算,但如果數字比較大,就比較麻煩,所以我要試著找到一個普遍適用的公式。首先我看到它是沒有什么頭緒的,也不知道該如何來畫圖。因為除以1/3,不是把整體平均分成三份,那他到底應該怎么分呢?我也不知道。但,現在我們可以先假設6÷1/3=A。那反過來,根據乘除互逆,就是A×1/3=6。我們可以發現A是6的三倍。并不是6的三分之一。所以在畫圖的時候絕對不是把它平均分成三份,而是原來的三倍。我發現了一個很有意思的現象。6÷1/3=6×3,也就是說一個數除以一個分數,就等于乘以分數的倒數。但是這不一定是普遍使用。我要通過字母來驗證,如圖:

雖然這樣確實也得到了答案,但是這樣是沒有意義的,因為你在算之前就已經知道了結果,你再反過來印證,這樣是完全沒有用的。所以必須一步一步推導,最后得到這個結果才可以。于是我換了一種方法。如圖:

這樣才是證明的過程。這樣我每次看到一個分數除法算式都可以把它轉化成乘法,最后得到結果。我還有幾種方法可以得出分數除法的結果,如圖:


在分數中還有一種特殊的,就是百分數。百分數在生活中什么地方可以見到呢?比如說,在衣服的標簽上會寫到什么材料站整體的百分之幾?或者說在超市里打幾折,比如打九折其實就是現在的價錢是原來的90%。可是問題來了,百分數也是分數,為什么不直接用分數來表示?非要研發一個百分數呢?我覺得可能是因為分數可以約分。但是百分數則不同,它的分母永遠是100,無須約分,這樣人們再提起某個部分與整體占比時會很方便,他也被稱為百分比,百分率。人們通常用“%”一符號來表示。

比如說現價是原價的50%,意思就是把原價平均分成100份,其中的50份就是現價,他是兩數之間的比例。同時百分數也可以轉化成小數或者分數。比如說25%,就是1/4,或者0.25。在轉化成分數的時候,我們只用把它寫成分母是一百的分數,然后約分就可以。如果是轉換成小數,直接小數點往左移兩位即可。百分數也可以以比的形式存在,比如說一個數是另一個數的20%,那這兩數之比就是20:100,中間的“:”就是比,其實意思也就是除,因為當你說20占100的20%的時候,其實就是20除100。20在這個比里叫前項,100在這個比里叫后項。但是我們一定要讓這個比變成最簡整數比。

? 至此算術篇就結束了,但是我們并沒有就此停步,我們以后還要學習更多的數,比如說負數(挑戰完成)函數(動態的圖像就更難了,但也更加好玩)還有代數,(比如二元一次方程...)

? 接下來讓我們看一下幾何篇。從一年級學到六年級的知識,其實就是圍繞著一維線,二維面積,三維體積展開學習的。大體思路框架是這樣的:

讓我們先來看第一個部分,一維的線。說到線我們都知道它分為三種,射線,直線,線段。但是對于這些線我們可以用來干什么呢?它到底有什么用處呢?它為何會誕生呢?在生活中,人們可能需要測量一段距離,也就是說我們需要知道一條線段的長度。首先,我們需要一個測量基準,然后看有幾個這樣的測量基準,它就有多長。但我們必須統一測量基準,如果標準不統一最終測量的結果也是不一樣的。因此統一測量基準至關重要。當然是哪個國家的實力強,誰就來規定。在那個時候,英國人較為的強大,所以他們統一了基準。分別是厘米,分米,米這三個常用測量基準。而這三者之間也有進制,十厘米等于一分米,十分米等于一米,一百厘米等于一米。有了統一的測量基準,我們只用看這一條線段有幾個這樣的測量基準就可以了。而長度基準我們一般稱它為系數,所以線段的長度就是系數×數量,簡稱拉伸系數。

? 在二維平面方面。就是在線的基礎上又多了一個維度。在學二維的時候,我們最開始學習的是正方形和長方形的面積。首先,既然要研究一個長方形的面積,我們可不可以先已知一個小正方形的面積?比如面積為一平方厘米。然后利用它來鋪滿這個長方形或者正方形,把所有的加在一起就是它的面積。我們可以先橫著鋪a個,然后再縱向鋪b個。那一共就是b個a排,或者a個b列,這類似于圖形運動當中的平移,每平移一格長度增加一厘米。因此,我們只需要分別將橫,縱的正方形數量相加再相乘便能得到面積。除了這種解釋方法外,大家還可以想象一下拿一個橡皮泥先橫著拉伸a倍,再縱著拉伸b倍,最終他一共拉伸了a×b倍,這里用到的是乘法。因此,我們可以通過兩種解釋方法順利的得到正方形和長方形的面積,分別是:邊長×邊長? 和? 長×寬。

接下來我們研究了三角形的面積。首先我看到一個三角形,感覺它就是把長方形或正方形沿著對角線切開形成的圖形。找這個思想,這樣分成的三角形面積,其實就是正方形或長方形的面積除二。按照這種方法所分出來的三角形只可能是直角三角形,而這個直角三角形的底和高正好就是長方形的長和寬,也就是說這個直角三角形的面積等于底乘高除二。這樣我們便順理成章的得到了直角三角形的面積公式,可是三角形不只有直角三角形,我們還要驗證一下其他的三角形是不是也是如此。如圖:

三角形面積證明

這是一個一般三角形。我們可以從他的高將它分為兩個直角三角形,同時這兩個直角三角形是同高,我們可以把高設為h。這兩個直角三角形面積分別是1/2abh,和1/2bch。現在這兩個面積部分加在一起,也就是整個三角形的面積此時,我們可以利用乘法分配律提取1/2和h,1/2h(ab+bc)=1/2h×ac。我驚奇的發現ac其實就是這個三角形的底,其面積公式依然是底×高÷2。任何三角形都可以分為這樣的兩個直角三角形,所以所有三角形的面積公式都是底×高÷2,這是一個普遍適用公式。在這個過程當中我們利用了割補變換,求出了三角形的面積。

接下來我們可以再利用三角形的面積公式,探索其他平面圖形的面積公式。依然可以采用割補的方法,將一個平面圖形切割成多個三角形。我們分別探索了平行四邊形的面積公式,梯形的面積公式。具體證明如下:

平行四邊形面積證明



梯形面積證明

? 最后我們學習了圓的面積,雖然圓的面積公式證明也是割補變化,但它是無限分割,是一種極限思維。如圖:

無限分割圓

這是一個圓形。我們將它平均分割成無數個一模一樣的等腰三角形。然后,我們將圓所分成的三角形分為兩半,然后將它拼插在一起,其實就是一個近似的長方形。三角形分的越細就越接近長方形,但是但凡能夠用手切成的小三角形就一定是存在誤差,它所拼成的長方形只能無限接近長方形,但永遠不是。所以我們要想象將其無限分割,具備無限的思想,此時拼成的長方形面積就等于長乘寬。長方形的寬其實也正好是圓的半徑,它的長也就是周長的一半。用符號語言表示的話就是1/2πd×r=πr×r=πr2。這就是圓的面積公式。

圓的展開圖


? 接下來就到了三維的立體階段。此時又多了一個維度——高。首先我們研究了長方體和正方體。分為了兩個方面來研究,體積和表面積。

首先讓我們探索一下正方體,長方體的體積。我們同樣可以用單位小木塊,體積為一立方厘米,鋪滿這個正方體或長方體,看有幾個這樣的小正方體,它的體積就是多少。我們可以先把一層鋪滿,然后看有幾層。這個過程也就類似于圖形的平移,先橫著平移一段距離,再豎著平移一段距離,再向上平移段距離,相當于是在做加法運算。或者我們也可以利用拉伸變化來解釋,比如一塊橡皮泥,先橫著拉伸a倍,再豎著拉伸b倍,最后向上拉伸c倍,一共拉伸了abc倍。通過這兩種方法,我們就可以得到它的體積公式:長×寬×高。

那么長方體和正方體的表面積如何計算?正方體有六個面,并且都是相同正方形,面積一樣。所以我們只用算出一個面的面積再乘六就可以了。長方體的表面積也很簡單,我們只需要把每一個面的面積分別加在一起,便可以得到結果。

現在讓我們看一下圓柱和圓錐的體積和表面積。圓柱的表面積分為兩個部分。第一部分是下底面和上底面的兩個面積一樣的圓形,第二個部分就是圓柱的側面,它的展開圖是一個長方形,分別算出來再加在一起就可以了。如圖:

這兩個圓形的面積很好算,分別是πr2。而它側面的展開圖是一個長方形,這個長方形的寬正好是圓柱體的高,可以假設為h,而它的長則正好是上下底圓形的周長,也就是πd,因此這個長方形的面積也就順利的求出來等于πdh。最后我們分別把幾個部分的面積相加在一起,就可以得到圓柱體的表面積:πdh+2πr2就是圓柱體的表面積了

如圖:

梯形體積證明模型

首先我們將一個圓柱沿它的上底面。平均分成多個等腰三角體。然后再把分成的三角體再分為兩半,將它們拼接。最后發現他是一個近長方體。但是要注意,但凡我們手動的去切割就一定會存在誤差,我們需要做一個思想實驗,想象著把這個圓柱體平均分成無數個等腰三角體,這樣所拼成的才是一個長方體。長方體的寬是圓的半徑,它的長是周長的一半,它的高也就是圓柱的高。長方體的體積等于周長的一半×半徑再×高,1/2πd×r×h=πr×r×h=πr2h。所以,圓柱的底面積乘高等于它的體積。

現在再讓我們看一下圓錐的表面積和體積,圓錐的表面積展開圖是一個圓形,還有一個扇形

這樣我們只需要分別求出來兩部分的面積即可。圓的面積我們會求,而這個扇形的弧長就是底面圓的周長,最后我們只需要知道這個扇形的母線是多少就可以,相當于就是這個扇形的半徑。我們知道扇形的面積等于1/2弧長×半徑,因此這部分的面積就等于1/2hπd,最后我們只需要將兩部分的面積相加即可:πr2+1/2hπd。

而圓錐的體積怎么求呢?我覺得他和圓柱的體積有關系,因為它們的底面都是一個正圓,如果一個同底等高的圓柱和圓錐放在一起,我們可以看看幾個圓錐的體積可以填滿一個圓柱,比如將其中放入沙子來進行實驗。最后我們實驗的結果是,等底等高的圓柱體和圓錐體的體積之比是3:1。(但是我們只是采用最基礎的手動驗證法,沒有通過嚴謹的推理證明,后續還有待證明)因此如果以后我們想求一個圓錐的體積,只需要用底面積×高÷3,即可得到結果。

? 這也就是一到六年級學的全部關于幾何的知識了,可是我們學完這些之后,以后就不會再學幾何了嗎?我想肯定不會的,我們還可能會學球的體積,表面積,有關四維空間的知識等等……

? 接下來我們來看一下統計與概率。何為概率?概率其實就是只在同一條件下隨機分布出現的可能性大小。假如一共進行了a此實驗,其中有n次的都一樣,那這種可能出現的幾率就是n/a。通過大量的實驗對一種可能性出現的幾率進行預測,經過大數實驗之后,這種可能性出現的幾率會在一個大概的范圍內浮動,是一個常數。如果你想發現一個規律,那將是非常非常困難的,但是不代表這個世界上就沒有規律。這個世界上的規律,無處不在。甚至一些非常細微的事情,它們之間都有聯系,存在著密碼。如果你真的想找到他們,就需要大數實驗,以及長時間的觀察。因為你第一次看到的現象,不代表他一直都會出現。隨機分布中的可能性也就是概率,但是并不能說概率就是完全確定的,因為一切都是在變化的。假如天氣預報說明天有60%的可能都會下雨,但是沒有下雨也是很正常的。但是概率與統計的章節,我們在小學階段并沒有過多的涉及,可能要到以后通過更多的數學知識,才能夠更深入的掌握本章節內容。

? 這也就是整個一到六年級我們學習的所有知識點,看似學了很多,但最后其實都可以歸納總結,要不然所有學的東西都是散的,他們之間并沒有聯系。這樣只是記住了好多個知識點而已,并沒有將他們貫通起來。但如果通過建構式的學習,會發現數學是一環扣一環的,其中任意一個環節出現問題,另外的部分也都無法解釋通。

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