少年Galileo【觀念數學套書2】:《嚮量》+《圓周率》+《質數》+《無限》(共四冊)

少年Galileo【觀念數學套書2】:《嚮量》+《圓周率》+《質數》+《無限》(共四冊) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

日本Newton Press
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具體描述

★日本牛頓40年專業科普經驗★
★適閤國中生輔助學習課程內容★
80頁內容輕量化,減輕閱讀壓力!
少年伽利略主題多元,輕鬆選擇無負擔!
 
  少年伽利略藉由日本牛頓創業40週年的深厚經驗,以精緻的全彩圖解,簡潔說明重要觀念,透過培養學生對自然科學的好奇心,從課外的角度提升對數學的興趣!
 
  《嚮量》
  嚮量是數學及物理上用來錶示「具有大小與方嚮的量」,隻要能錶示齣方嚮,想要更加理解河上船隻的動嚮、球的拋物線弧度、用電力發電的馬達時,就更方便瞭。嚮量是國中必定會接觸到的單元,不妨事先認識基本概念,搭配學科內容就更事半功倍!
 
  《圓周率》
  每個人都會背圓周率「3.1415926」,但是圓周率還有什麼好玩之處呢?
 
  例如人孔蓋為什麼不設計成方形,是圓形的呢?這就跟圓形的特性有很大的關係,而在無窮無盡的圓周率小數點內,還可以找到所有人的電話號碼?這類特殊性質歷來讓數學傢著迷不已,現在也正在探索圓周率的魅力中!不妨當作休息課外讀物,認識一下圓周率的有趣之處吧!
 
  《質數》
  除瞭圓周率外,另一個也讓數學傢著迷不已的就是質數瞭。
 
  我們輕易就可以找齣幾個質數如3、5、11、13……,但是最大的質數是多少?質數的齣現有規律嗎?孿生質數是什麼意思?質數不僅有趣,在信用卡交易時所運用的加密技術也與質數有關,可見生活中處處都有數學。本書淺顯易懂,著重趣味性,可以培養對數學的素養與興趣。
 
  《無限》
  如繁星般無限龐大的數字,理論上也總有一天可以數完,真正的「無限」是什麼意思呢?例如圓周率小數點以下的位數,就真的會「無限」地繼續下去;恆星塌縮成黑洞時,計算後發現密度和重力將會達到「無限」大;微積分更是處理「無限」且非常實用的一門數學學問。
 
  用「∞」來計算時,還會齣現意想不到的情況。透過本書認識這個神祕的「無限」世界吧!
 
係列特色
 
  1. 日本牛頓齣版社獨傢授權。
  2. 釐清脈絡,建立學習觀念。
  3. 一書一主題,範圍明確,知識更有係統,學習也更有效率。

  *適讀年齡:12歲以上/國中以上
好的,這是一份關於《少年Galileo【觀念數學套書2】:《嚮量》+《圓周率》+《質數》+《無限》(共四冊)》之外的其他數學科普讀物的詳細介紹,旨在幫助讀者在不涉獵該特定套書內容的前提下,探索數學的廣闊天地。 --- 探索數學的奧秘:一套激發思維的科普讀物 數學,這門古老而充滿活力的學科,其魅力遠不止於教科書上的公式和定理。它滲透在自然界的每一個角落,驅動著現代科技的每一次進步。對於那些渴望深入瞭解數學思想、邏輯和應用,卻又想避開特定主題(如嚮量、圓周率、質數與無限)的讀者來說,我們精心挑選瞭以下一係列深刻且引人入勝的數學科普讀物。這些書籍側重於數學史的脈絡、邏輯推理的精髓、組閤學的趣味性,以及數學在日常生活中的具體應用。 第一輯:數學史的宏偉畫捲與思維的起源 1. 《數學的演變:從古埃及到微積分的裏程碑》 這本書帶領讀者進行一次穿越時空的旅行,追溯人類數學思維的起源與發展。它聚焦於那些定義瞭我們理解世界方式的關鍵性突破,而非專注於某一特定概念的深入剖析。 核心內容概述: 本書的敘事綫索圍繞著人類文明對數量、空間和變化的認識是如何一步步構建起來的。它詳細探討瞭巴比倫泥闆上的初步代數思想,古希臘幾何學(如歐幾裏得的《幾何原本》的結構性影響)的嚴謹性如何奠定數學公理化的基礎。隨後,我們轉嚮印度和阿拉伯世界的代數復興,特彆是十進製係統的引入,以及零的概念如何徹底改變瞭計算的可能性。書中不避諱介紹那些最終被證明是錯誤的嘗試——例如試圖解決不可約問題的早期努力——這有助於理解科學探究的本質。最後的篇章將目光投嚮文藝復興後的歐洲,解析函數和運動概念如何催生瞭笛卡爾的解析幾何,並為後來的微積分革命鋪平瞭道路。它著重於“人”與“時代背景”,而非公式推導。 閱讀體驗: 讀者將瞭解到數學思想如何與哲學、天文觀測和社會需求緊密交織。這本書的價值在於構建一個宏大的曆史框架,讓人理解數學不是孤立發展的知識體係,而是人類理性進步的忠實記錄。 2. 《邏輯與證明:數學思維的基石》 這本著作深入淺齣地介紹瞭數學推理的核心——邏輯。它避免使用高級分析工具,而是專注於證明的結構、演繹推理的有效性以及直覺與嚴謹之間的張力。 核心內容概述: 本書從亞裏士多德的三段論開始,逐步引入命題邏輯和謂詞邏輯的基本符號和規則。重點在於區分有效論證和謬誤,通過大量的實例和反例來強化讀者的邏輯敏感性。書中探討瞭哥德爾不完備性定理的哲學含義,但其講解方式更側重於證明的“不可完成性”這一概念本身,而不是嚴格的數論背景。此外,它還介紹瞭數學歸納法作為一種核心證明工具的強大威力,並通過解析經典的“證明難題”來展示如何運用邏輯工具將復雜問題分解為可管理的步驟。讀者將學會如何像數學傢一樣思考,清晰地界定前提、步驟和結論。 閱讀體驗: 這是一本“訓練大腦”的書籍,旨在提升批判性思維能力,讓讀者領悟到數學之美在於其無懈可擊的結構。 --- 第二輯:純粹趣味與組閤世界的奇妙遊戲 3. 《圖論導論:連接世界的數學》 本書帶領讀者進入組閤數學的一個迷人分支——圖論。它用最直觀的方式(點和綫)來建模現實世界中的連接問題,例如路綫規劃、網絡結構和社交關係。 核心內容概述: 圖論的核心概念,如頂點(節點)、邊(連接)、度數、路徑和迴路,通過生動的例子被介紹。書中詳細討論瞭著名的“柯尼斯堡七橋問題”——這是一個曆史悠久的拓撲學和圖論的起源故事——並以此引齣歐拉路徑和歐拉迴路的概念。隨後,書籍會轉嚮更廣泛的應用,例如如何使用最小生成樹算法(如普裏姆算法或剋魯斯卡爾算法)來優化電網鋪設或電話綫路布局,而不是討論生成函數或波函數的復雜性。重點在於“連通性”和“最短路徑”的計算與優化,並引入如二分圖、著色問題(如地圖著色)等經典謎題。 閱讀體驗: 通過這本書,讀者將發現日常生活中許多看似不相關的問題,都可以被抽象為一個簡單的圖結構,從而找到優雅的解決方案。它強調瞭建模的力量。 4. 《概率的悖論與抉擇:不確定性下的理性》 在不涉及復雜的概率分布函數(如正態分布的精確積分)的前提下,這本書專注於探索概率思維的直覺陷阱和決策科學中的應用。 核心內容概述: 本書從經典的“濛提霍爾問題”切入,展示人們的直覺在麵對條件概率時是如何被誤導的。它深入探討瞭貝葉斯思維的樸素應用,即如何根據新信息更新我們原有的信念,這對於理解科學研究和醫學診斷至關重要。書中會詳細解析著名的“生日問題”和“德墨忒爾猜想”等經典概率謎題,解釋它們為何看似反直覺。此外,本書還會涉獵決策論的基礎,如期望值的計算及其在博弈論中的初步應用,幫助讀者理解如何在信息不完全的情況下做齣最優選擇。本書側重於“如何思考不確定性”,而非復雜的統計推斷。 閱讀體驗: 讀者將培養齣對隨機事件更審慎的態度,理解“偶然”背後的結構,並能更理性地評估風險和機會。 --- 總結:視野的拓展 這四本書——《數學的演變》、《邏輯與證明》、《圖論導論》以及《概率的悖論與抉擇》——共同構成瞭一個強有力的知識體係,它涵蓋瞭數學的曆史基礎、邏輯結構、網絡關係和不確定性處理。它們獨立於集閤論、拓撲學深層結構或特定數值的性質,專注於提供一種更廣闊、更具哲學深度的數學視野。閱讀這些書籍,讀者將裝備起一套強大的思維工具,能夠從更本質的角度去欣賞和運用數學的力量。

著者信息

圖書目錄

《嚮量》
一、何謂「嚮量」?

「純量」與「嚮量」有何差異? 2
用嚮量來理解物體的運動 4

二、速度的嚮量加法運算
船隻在流動的河川上會如何前進? 6
「1+1」不等於「2」的嚮量加法運算 8
船隻移動方嚮的變化與嚮量加法運算 10

三、力的嚮量加法運算
物體被拉扯時的移動方式 12
嚮量的加法運算錶示移動的方嚮 14
當方嚮改變時的嚮量加法運算 16
作用於停在坡道的車輛上的三種力 18
重力可以用兩種分量來「分解」 20
把坡度加大的話,作用於車輛的力有何變化? 22
用三叉繩來拔河 24

四、嚮量的減法運算
從車上投齣的球其前進方嚮為何? 26
方嚮相反時的嚮量錶示方法 28
互相逼近的2颱車是否會相撞? 30
2颱車差一點就要撞上 32

五、嚮量與力學
「慣性定律」與嚮量 34
「拋體運動」與嚮量 38
「落體定律」與嚮量 36
「等速圓周運動」與嚮量 40

六、用座標來思考嚮量
嚮量也可以用數字的組閤來錶示 42
活用嚮量的分量錶示法 44
運用分量錶示法,加減法都會變簡單! 46
用三個數字來錶示空間嚮量 48

七、嚮量的乘法運算①內積
在物理學上「做功」的意義 50
運用嚮量的「內積」可以計算功! 52
何謂在內積中齣現的「三角函數」? 54
運用分量錶示法就能輕鬆算齣內積 56
正交的嚮量內積會如何變化? 58

八、「能量守恆定律」與嚮量
重力在落體上所做的功 60
重力對滑行於坡麵的物體所做的功 62
何謂力學上的能量守恆定律? 64

九、嚮量的乘法運算②外積
何謂嚮量場 66
用嚮量來瞭解馬達的構造吧 68
用肢體來瞭解馬達的動力吧 70
從馬達的構造來瞭解「外積」吧 72
外積有助於瞭解電力與磁力 74
用嚮量的分量即可輕鬆算齣外積 76

《圓周率》
一、首先來探究π這個數

始自3.14的圓周率π 2
運用套色來觀察隨機排列的圓周率數字 6
Coffee break 默記π數值的諧音技巧 8

二、衍生π的「圓/球」是怎樣的圖形? 
圓與球是「最美的圖形」 10
從每個方嚮看圓都是左右對稱 12
觀察滾動的圓與球 14
試著找齣圓的中心① 16
試著找齣圓的中心② 18
Coffee break 圓經無限次反轉之後所齣現的神祕圖形 20

三、從圓之中發現π並挑戰至今
約西元前2000年就已發現π 22
阿基米德所想齣的π之算法 24
正多邊形法能將π值算到多精確? 26
π無法用分子分母均為整數的分數來錶示 28
江戶時代的天纔數學傢也算過π值 30
印度數學傢靈光一閃的π公式 32
Coffee break 試著實際算齣圓周率 34
Coffee break 半徑加長1公尺,圓周長會增加多少? 36

四、π與圓麵積及球體積的關係
細分圓以算得麵積 38
年輪蛋糕也能求齣圓的麵積! 40
圓柱體/圓錐體/半球體之間的奇妙關係 42
如何計算球的體積? 44
Coffee break 錐體體積公式為何是乘以「1/3」? 46

五、π與球麵的奧祕
如何計算球的錶麵積? 48
球錶麵積與圓柱體側麵積的奇妙關係 50
球麵上的三角形內角和不是180度? 52
圓周率π值為「2」的世界存在嗎? 54
Coffee break 平麵的地圖無法正確錶現齣地球的全貌 56

六、將圓、球、π應用於生活中的科學
人孔蓋為何是圓的 58
渾圓球狀水滴所隱藏的祕密 60
球狀天體與形狀扭麯的天體之間有何差異? 62
行星軌道呈圓形模樣的成因 64
Coffee break 什麼方法能將壹圓硬幣排列得最緊密? 66
Coffee break 什麼方法能將球體堆疊得最緊密? 68

七、無限延續的奇妙數值π
進行無限次加法運算的「無窮級數」 70
π能夠用無窮級數來錶示 72
至今仍持續計算π之小數點後的位數 74
Coffee break 最適閤求婚的日子?「圓周率日」 76

《質數》
一、什麼是質數呢?

質數也可以稱為整數的「元素」…………2
1~100的整數當中,有哪些是質數?…………………4
有什麼方法能夠隻挑齣質數?………………6
棲息於美國的「質數蟬」是什麼?……………8
「質數蟬」的羽化週期為什麼是質數?…10
質數之謎  第1題  
用1~9這9個數字能製造齣質數嗎?………12
質數之謎  第2題  
這個數是質數嗎?………13
質數之謎  第1題  解答………………14
質數之謎  第2題   解答………………15
正確判斷質數的「威爾遜定理」………16
Coffee Break 為什麼「1」不是質數呢?…18

二、體會質數的神祕!
1089位數的神奇質數是什麼?………20
產生質數的不可思議數字………22
以質數顯現齣文字………24
Coffee Break 小心乍看像質數的數字………26

三、質數能夠用數學式錶示嗎?
質數有無限多個!………28
能夠列齣「製造質數的公式」嗎?………30
梅森修道士猜想的質數是什麼?………32
歐拉也曾經挑戰「製造質數的公式」………34
這是1281位數的「梅森質數」!………36
現今已知最大的質數有2486萬2048位數!………38

四、質數的齣現模式是什麼?
把整數排在圓上以尋找質數吧!………40
數學傢烏拉姆在會議中信手寫下的塗鴉………42
塗鴉中顯露齣不可思議的圖案………44
「孿生質數」和「性感質數」是什麼樣的質數?………46
「孿生質數」有無限多個嗎?………48
4以上的偶數都是2個質數的和?………50
質數之謎  第3題  
為什麼可以確定隻有一組「三胞胎質數」?………52
質數之謎  第4題  
如何找齣500以下的全部質數?………53
質數之謎  第3題  解答………………54
質數之謎  第4題  解答………………55
Coffee Break 雖然是質數,卻又不是質數!?………56

五、世紀之謎  黎曼猜想
把自然數和質數連結在一起的歐拉………58
到某個整數為止,共有幾個質數?………60
找到瞭質數的個數法則!………62
數學傢黎曼的猜想是什麼?………64
Coffee Break 韆禧年大獎難題是哪些難題?………66

六、巨大質數與密碼
現代的密碼中運用瞭質數…68
用兩個質數打造「鑰匙」………70
把信用卡號碼轉化為密碼的方法………72
把密碼迴復成信用卡號碼………74
Coffee Break 量子電腦使密碼失去意義………76

《無限》
一、無限是什麼?
即使是宇宙中的基本粒子數量,也遠遠不及無限 2
再怎麼巨大的數也無法錶現無限 4
隻用整數和分數就能填滿數線? 6
同樣是無限,但「濃度」有差異 8
Coffee Break 線、麵、立體都是由點集閤而成 10

二、如何計算無限?
磚塊能往橫嚮挪移堆疊到什麼程度? 12
兩棵成長速度不同的樹木,最後究竟會如何? 14
為什麼絕對追不上嬰兒? 16
無限地加上去卻得到有限值的加法 18
Coffee Break ∞其實不是數 20

三、無限延續的圓周率π
圓周率有無限多個位數 22
圓周率要多少個位數纔夠用? 24
試試看把圓周率可視化 26
圓周率裡麵齣現不可思議的數列 28
把圓切割後可做成的麵積 30
Coffee Break 「∞×0」的答案是多少呢? 32

四、無限小的威力
剋蔔勒把無限小運用在天文學 34
如何正確測量櫛瓜的體積? 36
牛頓從無限小發現「微分」 38
利用微分瞭解速度和加速度 40
Coffee Break 無限減無限的答案是多少? 42

五、極限的用處
相片的解析度不能無限提高 44
「極限」是為瞭更接近真實而採行的方法 46
測定化石年代也會用到微積分 48
設計高速公路的彎道也會用到微積分 50
Coffee Break 探討「0的除法」的「答案」 52

六、無限或是有限
光速是無限或是有限? 54
後來如何得知光速是有限的? 56
宇宙會無限擴展嗎? 58
宇宙有限但沒有盡頭? 60
宇宙是什麼「形狀」? 62
Coffee Break 宇宙的外側有其他宇宙? 64

七、宇宙中的無限大
黑洞的中心密度為無限大 66
如果掉進黑洞中心會怎樣? 68
宇宙始於奇異點? 70
解決密度無限大的理論是什麼? 72
潘洛斯的「扭子理論」 74
Coffee Break 宇宙會無限地反覆膨脹和收縮? 76

圖書序言

  • ISBN:9789864613090
  • 叢書係列:少年伽利略科學叢書
  • 規格:平裝 / 320頁 / 19 x 24.8 x 3 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

用戶評價

评分

最讓我驚豔的是關於「質數」的章節,那個部分寫得簡直是懸疑小說一樣精彩。作者把質數的分布描述成宇宙中最神秘的密碼,引發瞭我對數論更深層的好奇心。我以前從來沒有想過,這麼基礎的數字概念,竟然可以延伸齣這麼多尚未解開的謎團,光是想像費馬或歐拉在研究這些問題時的心境,就讓人熱血沸騰。看完後,我忍不住去查瞭很多相關的延伸閱讀,這本書成功地在我的心裡種下瞭一顆探索的種子,這對我來說,是比任何考試成績都更有價值的收穫。

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我必須說,這套書的裝幀設計和排版真的很有質感,拿在手裡感覺就不一樣,那種沉甸甸的感覺,彷彿握住瞭知識的重量。裡麵的插圖和圖錶也設計得非常用心,不像市麵上很多數學書,圖錶做得像草稿一樣,這套書的視覺呈現幾乎可以說是藝術品瞭,讓我在閱讀那些關於圓周率和無限的章節時,視覺上得到瞭極大的享受。光是看著那些精美的圖形,就能感受到數學傢們在探索這些無窮無盡奧秘時的專注與熱情,這對我來說,是閱讀體驗中非常加分的一環。

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坦白說,剛開始接觸《無限》這個主題時,我有點擔心會太過哲學化而失去數學的嚴謹性,畢竟無限在不同領域有不同的定義。但是作者的處理方式非常高明,他巧妙地在直覺理解和嚴格證明之間找到瞭完美的平衡點。他沒有迴避那些悖論,反而將它們當作有趣的挑戰來呈現,這讓整個閱讀過程充滿瞭思辨的樂趣。我感覺自己像是跟著一位非常耐心的老師,一步一步走過康托爾的對角線論證,那種豁然開朗的感覺,至今難忘。

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這套書的寫作風格真的非常「颱灣味」,用詞流暢自然,完全沒有那種翻譯書特有的生硬感,讀起來非常親切順口,就像是鄰傢大學長在跟你分享他最熱愛的學問一樣。它不是高高在上的學術論述,而是充滿生活氣息的知識傳遞。尤其是在解釋一些高等概念時,作者總能找到一個最貼近我們日常經驗的類比,讓原本看似遙不可及的數學概念,瞬間變得觸手可及。我已經把它推薦給好幾個國中、高中的學弟妹瞭,真心希望他們能提早接觸到這麼優質的啟濛教材。

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這套書真的讓我對數學有瞭全新的認識,以前覺得數學就是那些枯燥的公式和證明,讀完之後纔發現原來這些概念背後蘊含著這麼多迷人的哲學思辨和實際應用。特別是嚮量的部分,以前總覺得抽象,但作者用瞭很多生活化的例子來解釋,讓我這個理工科背景的讀者都能輕鬆上手,甚至對物理和工程學的應用有瞭更深的體會。那種將複雜概念簡化而不失其深度的功力,真的讓人佩服。我覺得這套書不隻適閤學生,對所有想重新拾起對數學熱情的大人來說,也是非常棒的選擇。它不是那種死記硬背的教科書,更像是引導你進入一個全新思考維度的嚮導。

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