论文部分内容阅读
我们每个人生活中都会面对各种数学问题。同时会有一个思考和学习的过程。于是,通过学习与思考,可以有两种方式,一种是向他人学习,观察他人是怎么解决的;另一种则是自己慢慢的摸索。但,真正掌握正确的解决的方法,还是得把想的付诸于实践。首先是设计一种方法,接下来则需要亲自动手去试一试,才能逐渐找到一种正确的方法。今天,我想探讨的生活实践里洗衣服中的数学问题,即在设计上进行深入的分析。
一、简单化的洗衣服的数学问题
设计是需要思维的,于是对于数学问题的思维方式,解决能力不妨也可以用得上。我们尝试着从数学上来考察洗衣服的问题。也许,有人会认为洗衣服不就是放下洗涤剂,并揉搓充分,再拧一拧,再漂洗几次不就可以了。但是,随着社会的发展,资源的稀缺,包括水资源的减少,那怎样才能用一定量的水却把衣服洗得更干净呢?现在,我们来看看简化的洗衣服的问题。
问题:假设衣服已用了洗涤剂,并揉搓得很充分了,再拧一拧,当然不可能把水全部拧干,设衣服上还残留含有污物的水1公斤,用20公斤的清水来漂洗,最多只能洗两次,问题是怎样才能漂洗得更干净?(直觉上似乎是一般把水桶里的水平均分成两部分来洗最好。我们分析看这个直觉是否可靠。)
分析:如果把衣服一下放到这20公斤清水中,进行一次性的清洗,那么连同衣服上的那1公斤含有污物的水,一共是21公斤水。拧“干”后,衣服上还有一公斤水,所以污物的残留量是原来的二十一分之一。
如果我们把20公斤的水分两次用,比如,第一次用5公斤,那么可使污物餐存量减少到原来的六分之一。再用15公斤的水进行漂洗,那么污物残留量又可以减少到六分之一的十六分之一,那么就是就十六分之一。由此可见,分两次漂洗的效果要好很多。
那么同样分两次漂洗,也可以每次用10公斤的水,每次都使污物的残留量减少到原来的十一分之一,经过两次漂洗后,污物的餐存量就会减少到原来的一百二十一分之一。这样的效果是不是最好的呢?这如果继续转化为数学问题的话,那可以把这个问题转化成一个求函数最小值的问题来解决。
二、复杂化的真实的洗衣服问题
接下来,就让我们看看在生活中是如何洗衣服的。生活中真实的洗衣服的过程是一个习惯化的过程,似乎是完全凭感觉来判断的,要用眼睛来看,根据观察的结果再决定具体应该怎么做,其中的思考不太为我们注意,但是这也涉及到数量问题的思考。
如果尝试将洗衣服当做数学问题来解决,结合平时洗衣服所涉及的一些因素,那么要考虑的问题是在综合考虑水、电和洗衣粉的用量等所带来的费用的情况下,如何最好、最快的把衣服洗干净?为此要设计最佳的洗衣服的方式,其实是求解洗衣服次数、每次洗衣服的的用水和洗衣粉的量。具体来说,为了得到解决问题的方法,还要考虑以下细节问题:你要考虑水的价格、洗衣粉的价格,每一件衣服洗衣粉的合理用量是多少?这又取决于这件衣服的肮脏程度,而肮脏程度是未知的。要知道其肮脏程度就要做实验,但是实验又要浪费洗衣粉。或许还要考虑衣服的珍贵程度等问题,高档服装是不能反复洗涤的,应该有一个次数的限制,但是又不知道应限制多少次,所以你要考虑衣服的价值损失。
三、洗衣服中的数学问题带来的启示
生活中的问题很多是数学问题,生活中的问题有时很复杂,这使得转换成数学模式从而做准确的判断是非常繁难的。其实,有时候的生活太为繁杂,在生活中要发挥数学的价值,就得善于把生活中的复杂问题进行简化。就像结婚,很多人在结婚之前非常的纠结,患得患失,总担心结婚之后会怎样怎样,最终痛苦的是自己。但是转化为简单的数学问题,其实就是简单的1+1=2。
对于复杂的问题可以考虑用简单的情形从而建立数学模型,得到答案,虽然是对实际问题的简化,可能不能全面的考虑到所有的问题,但是很有启发性,同时可以使自己的判断能够更加客观。
在数学上看洗衣服似乎永远都会洗不干净的,永远是要留下污物的,但是在生活中一般却是很容易就能感觉到洗干净了。说明数学思维可以和现实中人的直觉结合起来,用数学式的思维指导你的现实实践,但是也不能死死的抠在数学上。就拿洗衣服来说,如果你仅仅用数学思维的话,那么你的衣服将必须得一直洗下去了。可以一直洗到几百、几千、几万甚至上亿分之一,但是衣服还是不是完全没有污物的。所以,数学思维应该和现实中人的直觉结合起来,才有利于得到有价值的判断。
生活中有很多事情我们往往依靠的是直觉,但是直觉并不能总是保证人的行为时正确的,并且有时候人甚至会没有直觉,没有办法跟着感觉走,这个时候就需要思维了。就像我们去金苹果买鞋子,自然是想买同样的质量,价格更为低一点的。但是如果跟着直觉走的话,我们往往选择的是马路旁边的那个小巷子直接进去的门面,以为那应该是很便宜的了。但是事实上,真要想买到同质低价的鞋子,则需要走到最里面的有一个大的地下市场区,因为那里位置没前面的好,门面装潢也较差,所以门面费要相对而已低一点,同时,那里面的选择更多,那么竞争自然也更大,还价的空间自然就要大。数学当然是正确的,数学思维的严谨性保证了正确性。当然也并不是在所有的时候都要运用数学的思维方式,要善于在该使用的时候使用它。
生活中有另一种习惯化的思维和行为模式,洗衣服时根据自己的感觉,放入一定数量的洗衣粉,揉搓,再洗涤,不干净,再重复上述动作,直到感觉可以了。洗完了,就会得出结论,原来应该这么做,这里得出结论是靠对经验的总结,逻辑推理就不是最为优先的事了。生活实践中,很多时候做事的程序都是这样形成的,但是人想要追求最佳,求助于数学的思维方式,会使做事的步骤在细节上更为完美和有效。就如洗衣服,如果求助了数学的思维模式,那么至少同等量的水平均分可以把衣服洗得更干净。
只要你细心观察,善于去发现,其实,生活中的数学无处不在。不仅仅是洗衣服,炒菜原料和油盐的比例,吃饭多少最合适,装修时怎样的比例可以使空间看上去更宽敞…这些都是生活中的数学。通过运用数学模式对洗衣服进行分析,可以使洗衣服变得更有效率。数学很精确,但是生活有时候不需要那么精确,可这并不代表数学式的思考模式就没用,关键就是看我们怎么去运用它,怎样利用它来指导我们的生活。就像通过数学计算,我们可以指导用同样多的水,可以使衣服洗得更干净一样。
一、简单化的洗衣服的数学问题
设计是需要思维的,于是对于数学问题的思维方式,解决能力不妨也可以用得上。我们尝试着从数学上来考察洗衣服的问题。也许,有人会认为洗衣服不就是放下洗涤剂,并揉搓充分,再拧一拧,再漂洗几次不就可以了。但是,随着社会的发展,资源的稀缺,包括水资源的减少,那怎样才能用一定量的水却把衣服洗得更干净呢?现在,我们来看看简化的洗衣服的问题。
问题:假设衣服已用了洗涤剂,并揉搓得很充分了,再拧一拧,当然不可能把水全部拧干,设衣服上还残留含有污物的水1公斤,用20公斤的清水来漂洗,最多只能洗两次,问题是怎样才能漂洗得更干净?(直觉上似乎是一般把水桶里的水平均分成两部分来洗最好。我们分析看这个直觉是否可靠。)
分析:如果把衣服一下放到这20公斤清水中,进行一次性的清洗,那么连同衣服上的那1公斤含有污物的水,一共是21公斤水。拧“干”后,衣服上还有一公斤水,所以污物的残留量是原来的二十一分之一。
如果我们把20公斤的水分两次用,比如,第一次用5公斤,那么可使污物餐存量减少到原来的六分之一。再用15公斤的水进行漂洗,那么污物残留量又可以减少到六分之一的十六分之一,那么就是就十六分之一。由此可见,分两次漂洗的效果要好很多。
那么同样分两次漂洗,也可以每次用10公斤的水,每次都使污物的残留量减少到原来的十一分之一,经过两次漂洗后,污物的餐存量就会减少到原来的一百二十一分之一。这样的效果是不是最好的呢?这如果继续转化为数学问题的话,那可以把这个问题转化成一个求函数最小值的问题来解决。
二、复杂化的真实的洗衣服问题
接下来,就让我们看看在生活中是如何洗衣服的。生活中真实的洗衣服的过程是一个习惯化的过程,似乎是完全凭感觉来判断的,要用眼睛来看,根据观察的结果再决定具体应该怎么做,其中的思考不太为我们注意,但是这也涉及到数量问题的思考。
如果尝试将洗衣服当做数学问题来解决,结合平时洗衣服所涉及的一些因素,那么要考虑的问题是在综合考虑水、电和洗衣粉的用量等所带来的费用的情况下,如何最好、最快的把衣服洗干净?为此要设计最佳的洗衣服的方式,其实是求解洗衣服次数、每次洗衣服的的用水和洗衣粉的量。具体来说,为了得到解决问题的方法,还要考虑以下细节问题:你要考虑水的价格、洗衣粉的价格,每一件衣服洗衣粉的合理用量是多少?这又取决于这件衣服的肮脏程度,而肮脏程度是未知的。要知道其肮脏程度就要做实验,但是实验又要浪费洗衣粉。或许还要考虑衣服的珍贵程度等问题,高档服装是不能反复洗涤的,应该有一个次数的限制,但是又不知道应限制多少次,所以你要考虑衣服的价值损失。
三、洗衣服中的数学问题带来的启示
生活中的问题很多是数学问题,生活中的问题有时很复杂,这使得转换成数学模式从而做准确的判断是非常繁难的。其实,有时候的生活太为繁杂,在生活中要发挥数学的价值,就得善于把生活中的复杂问题进行简化。就像结婚,很多人在结婚之前非常的纠结,患得患失,总担心结婚之后会怎样怎样,最终痛苦的是自己。但是转化为简单的数学问题,其实就是简单的1+1=2。
对于复杂的问题可以考虑用简单的情形从而建立数学模型,得到答案,虽然是对实际问题的简化,可能不能全面的考虑到所有的问题,但是很有启发性,同时可以使自己的判断能够更加客观。
在数学上看洗衣服似乎永远都会洗不干净的,永远是要留下污物的,但是在生活中一般却是很容易就能感觉到洗干净了。说明数学思维可以和现实中人的直觉结合起来,用数学式的思维指导你的现实实践,但是也不能死死的抠在数学上。就拿洗衣服来说,如果你仅仅用数学思维的话,那么你的衣服将必须得一直洗下去了。可以一直洗到几百、几千、几万甚至上亿分之一,但是衣服还是不是完全没有污物的。所以,数学思维应该和现实中人的直觉结合起来,才有利于得到有价值的判断。
生活中有很多事情我们往往依靠的是直觉,但是直觉并不能总是保证人的行为时正确的,并且有时候人甚至会没有直觉,没有办法跟着感觉走,这个时候就需要思维了。就像我们去金苹果买鞋子,自然是想买同样的质量,价格更为低一点的。但是如果跟着直觉走的话,我们往往选择的是马路旁边的那个小巷子直接进去的门面,以为那应该是很便宜的了。但是事实上,真要想买到同质低价的鞋子,则需要走到最里面的有一个大的地下市场区,因为那里位置没前面的好,门面装潢也较差,所以门面费要相对而已低一点,同时,那里面的选择更多,那么竞争自然也更大,还价的空间自然就要大。数学当然是正确的,数学思维的严谨性保证了正确性。当然也并不是在所有的时候都要运用数学的思维方式,要善于在该使用的时候使用它。
生活中有另一种习惯化的思维和行为模式,洗衣服时根据自己的感觉,放入一定数量的洗衣粉,揉搓,再洗涤,不干净,再重复上述动作,直到感觉可以了。洗完了,就会得出结论,原来应该这么做,这里得出结论是靠对经验的总结,逻辑推理就不是最为优先的事了。生活实践中,很多时候做事的程序都是这样形成的,但是人想要追求最佳,求助于数学的思维方式,会使做事的步骤在细节上更为完美和有效。就如洗衣服,如果求助了数学的思维模式,那么至少同等量的水平均分可以把衣服洗得更干净。
只要你细心观察,善于去发现,其实,生活中的数学无处不在。不仅仅是洗衣服,炒菜原料和油盐的比例,吃饭多少最合适,装修时怎样的比例可以使空间看上去更宽敞…这些都是生活中的数学。通过运用数学模式对洗衣服进行分析,可以使洗衣服变得更有效率。数学很精确,但是生活有时候不需要那么精确,可这并不代表数学式的思考模式就没用,关键就是看我们怎么去运用它,怎样利用它来指导我们的生活。就像通过数学计算,我们可以指导用同样多的水,可以使衣服洗得更干净一样。