说起来“实数”这个词,你们可能觉得挺简单,不就是小学初中就学过的东西嘛但老实说,我当年学这玩意儿的时候,可真是被它绕晕了好久。每次老师一讲到这个概念,我脑袋里就跟一锅粥似的,模模糊糊,好像懂了又好像没懂。

那时候我总觉得,数不就是那几种吗?数数用的 1、2、3,加个零,再来个负数,那就是整数了。然后还有分数,像什么一半,四分之一,能用几分之几表示的。我以为这些加起来就是全部的数了,就叫有理数。可老师偏偏又要提什么“实数”,还说它包含了我们之前学过的所有数。我当时就纳闷了,还有什么数是我没学过的吗?不就这些吗?

每次做数学题遇到开平方根开不尽,比如根号2,或者圆周率π这种东西,我就觉得它们跟那些“规规矩矩”的整数分数有点不一样。老师说它们也是实数,但我就是没法把它们和那些能写成分数形式的数等同起来。心里总觉得有个坎儿,不知道这些“怪胎”到底怎么就和“正常数”站一块儿了。那时候,学数学心里总有点悬着,很多时候都是死记硬背概念,没有真正从心底里去理解。

真正让我茅塞顿开,开始把这个概念吃透,已经是好多年后的事了。那时候我大学毕业好几年了,工作也算稳定,但总觉得自己有些东西没学透。正好我侄子放暑假来我家住,他刚上初中,数学作业里也碰到实数这个概念了。他也是一头雾水,问我到底啥是实数,搞得他头都大了。

我就想着,不能随便敷衍他,得给他讲明白。于是我就自己又把课本翻出来,从头开始看,上网搜资料,甚至还翻了几本高等数学的入门书。这一看,加上自己这么多年对世界的观察,突然就想通了,就像眼前挡着的一层雾气突然散了一样。

我当时是怎么琢磨明白的?

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  • 我们平时说的那些数,无论是正的负的,整数还是分数(有理数),它们都能在一条直线上找到自己的位置。就像你拿尺子量东西一样,每个点都对应一个长度。比如1,比如0.5,它们都能精确地标出来。
  • 但是,还有些数,比如开平方根开不尽的那些数,像根号2,根号3,还有咱们都知道的π(圆周率)。这些数你用分数是写不出来的,你写不尽它的小数位,它的小数部分既不循环也不有限。但它们又是真实存在的。比如一个边长为1的正方形,它的对角线就是根号2,这个长度是真真切切摆在那里的,可以量出来。圆的周长和直径的比值π也是真实存在的,只是个数值,你不能精确地用分数表示它罢了。这些就是无理数
  • 我以前老是纠结那些不能写成分数的数,觉得它们“不正常”。后来才明白,实数就是把所有这些能在数轴上找到位置的数,一股脑儿全装进一个大口袋里。管你是整数、分数(有理数),还是那些开不尽方、写不尽小数的(无理数),只要能在数轴上标出来,它就是实数。

这个概念一通,我感觉整个数学的数系就像突然完整了一块拼图。以前我觉得像根号2这种数是“异类”,现在发现它只不过是实数家族里的另一种成员,和整数分数一样,都是这条无限长的数轴上的一个点。就像不同的姓氏,但都是同一个国家的人,它们都是真实的,都占据了数轴上的一个位置,填补了我们对“数”的完整认知。

别小看这个“想通”的过程,它对我后续理解很多数学概念帮助太大了。以前我学函数,画图像,有时候就感觉有点漂浮,不踏实。后来我明白实数是连续的,数轴上没有空隙,每一个点都有对应的数,这就让我对函数的定义域、值域,还有极限这些概念有了更直观、更深刻的理解。比如画曲线的时候,我知道这条线是连着的,不是离散的点跳来跳去的。这种连续性思维,在后面学微积分的时候更是体会深刻,好多复杂的问题,一下子就有了“实感”。

所以说,掌握实数这个概念,真不是为了考试背定义,而是帮你建立一套完整的数学思维框架。你一旦明白了数轴上的每一个点都有一个实数对应,那么很多抽象的数学问题,在你脑海里就能具象化成数轴上的位置或者距离,理解起来就轻松太多了。

那我为啥会这么较真儿地分享这个?

说起来,我为什么会这么认真地给侄子补习,甚至重新去啃这些基础概念?这事儿还得从前几年我创业失败那会儿说起。

那几年我一股脑儿扎进去做了一个互联网项目,觉得风口来了,自己肯定能干出一番事业。起初团队士气很高,我们没日没夜地干,以为凭着一股劲儿就能把事情做成。结果,市场变化太快,用户需求没抓准,加上资金链断了,项目还是没能撑下去,公司就那么散了。我当时真是备受打击,感觉自己什么都行,结果什么都没干成。

那段时间我整个人都萎靡不振,每天在家就是发呆,不知道下一步该干嘛老婆看我这样也不是个事儿,就说:“你看你以前学数学学得挺现在停下来好好想想,当初那些基础的东西,你真的吃透了吗?”她这句话点醒了我。我突然意识到,就像我的项目,看起来宏伟,但地基没打牢,关键环节出了岔子,自然就垮了。不管外面风口再大,基础不稳,一切都是空中楼阁。

于是我真的就静下心来,把以前学过的那些数学、物理、逻辑的书都翻出来,从最基础的概念开始,一个一个地啃。不是为了考试,也不是为了工作,就是纯粹为了把那些“想当然”的知识重新审视一遍,看看自己到底理解了多少。也就是在那时候,我重新琢磨实数、函数、集合这些东西,才发现当年好多“自以为懂”的地方,根本没懂透。真正理解了这些地基,我才慢慢找回那种脚踏实地的感觉,也重新规划了自己的人生。

给侄子讲实数的时候,我不是在给他讲一个简单的定义,更像是在给自己复盘,给自己重新打基础。这才体会到,越是基础的东西,越是要弄明白,搞清楚。它不是可有可无的,它关系到你后面能不能走得远,走得稳。

我的经验就是这样,实数这个概念,看着简单,但它是一切高等数学的基石。你如果能彻底掌握它,把它的来龙去脉、物理意义都搞清楚了,那么后面的那些什么函数、微积分,你就不会觉得那么陌生、那么难了。数学学习,真的就能轻松一大截!

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