超實用中學數學概念筆記:從原理&規則建構公式×方程式×函數×圖形的進階實力! (電子書)

超實用中學數學概念筆記:從原理&規則建構公式×方程式×函數×圖形的進階實力! (電子書) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

難波博之
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具体描述

  超人氣數學網站作者親自傳授
  劃時代的數學思維解析&訓練
  不曾想過的問題、學校不會解釋的原理,
  細微分解、層層突破,真正理解數學的「規則」&「事實」!
 
  為什麼負負得正?
  為什麼「a×b」會寫成「ab」?
  為什麼直角三角形的邊長關係是「a⊃2;+b⊃2;=c⊃2;」?
 
  3大主題重新認識數學!
  全書以國中程度的數學為主軸,並初步介紹高中也會學到的數學,
  無論是作為學生輔助教材、大人重新認識/學習都超實用!
 
  [TOPIC 01:公式與計算]
  正數與負數/因式分解/根號/指數……
  
  [TOPIC 02:方程式與函數]
  一次、二次方程式/比例/一次函數……
 
  [TOPIC 03:圖形]
  避世定理/三角板/中點/球的體積……
概念的基石:探索高中数学世界的严谨指南 致每一位渴望精通数学的学子: 你是否在面对复杂的数学公式时感到力不从心?你是否在解题过程中,常常感到知识点零散,无法形成完整的体系?我们深知,传统教学模式下,概念往往被简化为需要死记硬背的步骤,而忽略了其背后的逻辑与精髓。本书,正是一本旨在彻底改变你学习路径的指南,它专注于从最基础的原理出发,系统性地构建起高中数学的核心知识框架。 本书并非简单罗列公式或提供大量习题,而是一次深入的思维重塑之旅。我们的目标是让你“知其所以然”,将那些看似孤立的知识点,通过严谨的逻辑推导和深入的原理剖析,融合成一个强大、相互关联的知识网络。 --- 第一部分:代数思维的深度拓展与根基巩固 代数是理解函数、方程和数列的基石。我们不会止步于简单的运算,而是将重点放在代数结构的本质上。 1. 基础运算的哲学内涵 数的系统演进与抽象化: 从有理数到无理数,再到复数的引入,我们深入探讨了每一种数系出现的必然性及其运算规则的内在一致性。这不是简单的记忆过程,而是对数学抽象思维发展的历史性考察。例如,我们详细阐述了为什么必须扩展到复数领域,以及复数在平面几何和工程学中的深层意义。 多项式理论的精妙: 如何通过因式分解和余数定理来洞察多项式的内在结构?我们探讨了多项式的根的性质,特别是韦达定理(Vieta's formulas)在揭示根与系数之间关系时的强大威力。这里,我们将代数表达式的简化视为一种结构优化,而非仅仅是计算技巧。 2. 方程与不等式的逻辑链条 方程的解集与参数依赖: 方程不再是孤立的算式,而是变量之间关系的精确描述。我们将分类讨论的艺术提升到新的高度,分析参数如何影响方程解的存在性与唯一性。例如,在处理含有绝对值或根式的方程时,我们强调的是定义域和值域的严格限定,而非简单地“去绝对值”或“两边平方”后直接得出答案。 不等式的深刻洞察: 深入分析不等式中的“传递性”、“加减乘除的限制”以及利用函数单调性求解复杂不等式的方法。我们将重点剖析平均值不等式(AM-GM不等式)的适用边界和构造性证明思路,展示其在求最值问题中的强大潜力。 --- 第二部分:函数——描述世界的动态语言 函数是现代数学的灵魂。本书将函数视为一种“映射”的思维模式,帮助你理解变量之间如何相互影响和制约。 1. 函数基础概念的严谨界定 定义域、值域与对应法则的内在联系: 我们强调,一个完整的函数定义必须包含这三要素的协同作用。通过大量的实例解析,展示在不同函数类型(如分式函数、对数函数、幂函数)中,如何通过图形分析和代数推导,准确地确定其有效范围。 函数的性质与变换的几何意义: 深入探讨奇偶性、周期性、单调性,并将其与函数的图形进行直观关联。我们详尽解析了函数图像的平移、伸缩、翻转等几何变换,并提供了一套系统化的步骤,指导读者如何从基本函数图像出发,快速准确地描绘出复杂复合函数的图形。 2. 核心函数族的深入剖析 指数与对数函数的逆运算逻辑: 它们是描述指数增长与衰减的工具。我们将基于指数函数的极限和连续性来推导出对数函数的性质,理解 $ln x$ 和 $e^x$ 之间的互逆关系,这对于理解金融模型和自然科学中的增长规律至关重要。 三角函数的周期性与单位圆的统一视角: 三角函数不再是孤立的直角三角形边长比。我们回归到单位圆,从几何角度阐释任意角(包括负角和大于 $360^circ$ 的角)的三角函数值。并细致讲解和差化积、倍半角公式的推导过程,强调这些公式是基于和角公式的系统性衍生,而非随机出现的。 --- 第三部分:解析几何——代数与几何的完美交融 解析几何是实现“以代数之利器,探几何之奥秘”的关键桥梁。本书旨在培养读者建立坐标系、将几何问题转化为代数问题的能力。 1. 直线与平面向量的几何代数化 向量的概念与运算的几何意义: 向量不只是有大小和方向的量,更是空间中位移和力的精确表示。我们详细讲解了点乘(内积)在判断垂直性、计算投影方面的作用,以及叉乘(外积,在二维空间中常以行列式形式体现)在判断平行性和计算面积上的应用。 直线的参数方程与点斜式、斜截式的适用场景: 如何利用向量来描述一条直线,使其在处理交点、平行性等问题时更加简洁明了?我们将比较不同方程形式的优劣,培养读者在特定问题情境下选择最优表达方式的判断力。 2. 圆锥曲线的统一构建与特性揭示 定义驱动的构建方法: 抛物线、椭圆、双曲线不再是需要单独记忆的方程组。本书强调以“到定点、定直线或定点的距离之比恒定”的几何定义为起点,推导出它们各自的标准方程。 几何性质的代数体现: 焦点、准线、离心率、通径等关键参数如何直接从标准方程中读取?我们通过“极坐标法”和“线性代数矩阵变换”的早期思想(无需深入复杂理论,仅作概念引入),展示圆锥曲线的对称性和保形性在不同坐标系下的稳定表达,为后续学习微积分中曲线积分和曲率概念打下坚实基础。 --- 第四部分:数列与极限的逻辑飞跃 数列是离散的函数,而极限则是连接离散与连续的桥梁。 1. 等差与等比数列的规律性表达 通项公式的归纳与演绎: 如何从前几项的模式中抽象出 $n$ 的表达式?我们着重分析了等差数列的“线性”增长特性和等比数列的“乘法”增长特性,并对比了它们求和公式的推导原理(例如,等比数列求和公式中的“错位相减法”的逻辑)。 2. 序列的远方:极限的初步概念 从有界到收敛的直观理解: 虽然严谨的 $epsilon-delta$ 定义在高中阶段可能要求不高,但我们必须建立起“无限接近”的直观概念。通过Zeno悖论的简化分析,展示数列趋于无穷大或一个确定值的过程,为微积分中的导数与积分概念做好铺垫。 --- 总结:构建你的数学思维大厦 本书的核心价值在于方法论的指导。我们鼓励读者: 1. 追溯原理: 任何公式或定理,都必须能够从更基础的公理或已知定义中推导出来。 2. 关联思想: 理解函数如何描述变化,解析几何如何统一空间,代数如何精确量化关系。 3. 结构化记忆: 将知识点视为相互支撑的模块,而非孤立的碎片。 通过本书的系统学习,你将不再是被动地接受知识的搬运工,而是成为一个能够主动构建、灵活运用数学工具的思考者。你获得的不仅是解题的技巧,更是一种严谨、清晰、逻辑严密的思维品质。

著者信息

作者簡介
 
難波博之
 
  1991年出生,在岡山縣長大。東京大學工學部畢業。東京大學大學院情報理工學系研究科碩士畢業。自懂事起便喜歡數字和圖形,國中一年級時,幾乎全憑自學而學會高中數學。高中時曾獲在墨西哥舉辦的國際物理奧林匹亞競賽銀牌。大學時代,用「Masuo」的名義開設以「深入淺出教導深奧的數學定理」為宗旨的網站「高中數學的美麗物語」。在大學生、考生及數學愛好者間迅速引起話題,成為單月400萬點閱數的超人氣網站。現在於大型企業從事研究開發工作,同時仍繼續經營「高中數學的美麗物語」網站。著有《高中數學的美麗物語》、《從原理開始理解數學:計算×圖形×應用》。

图书目录

序 

課外活動①
學校沒教的超奧妙國中數學世界

課外活動②
「通則」讓國中數學簡單十倍,變得更有趣! 

第1章 公式與計算

正負數①
0並不是「空無所有」的意思?

正負數②
為什麼負負得正?
 
文字式
為什麼「a×b」寫成「ab」

展開式
為什麼(a+b) ⊃2;=a⊃2;+2ab+b⊃2;呢?

展開式的「通則」
(a+b)⊃3;、(a+b)⁴等展開式的指數增加會怎麼樣?

因式分解
為什麼a⊃2;-b⊃2;=(a+b)(a-b)呢?

因式分解的「通則」
因式分解也能建立通則嗎?

根號
為什麼√3≒1.732呢?

指數定律
為什麼a⊃2;×a⊃3;=a⁵呢? 

第2章 方程式與函數

方程式的移項
為什麼運算符號換邊就會改變呢?

聯立方程式
什麼是聯立方程式?

二次方程式
二次方程式的兩種解法

函數
什麼是「函數」

一次函數
為什麼y=ax+b的圖形是直線呢?

抛物線
為什麼y=ax⊃2;的圖形稱為「抛物線」呢?

第3章 圖形

相似形
「相似三角形」的規則與事實

畢氏定理
為什麼直角三角形的邊長關係是「a⊃2;+b⊃2;=c⊃2;」

三角板
為什麼三角板的規格是「45°45°90°」「30°60°90°」呢?

中點座標
為什麼中點座標要用「平均」找出來呢? 
球的體積
為什麼球的體積公式是4/3πr⊃3;呢? 

補充:平方和
1⊃2;+2⊃2;+3⊃2;+…+(N-1)⊃2;+N⊃2;=1/6N(N+1)(2N+1)的說明

图书序言

  • ISBN:9786263296558
  • EISBN:9786263297326
  • 規格:普通級 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:58.2MB

图书试读

 
  先問各位以下幾個問題,大家知道原因嗎?
 
  ●為什麼負負得正呢?
  ●為什麼√3≒1.732呢?
  ●為什麼y=2x-1的圖形是直線呢?
  ●為什麼球的體積公式是4/3πr3呢?
 
  以上四個問題都是國中學習的計算、函數、圖形等數學公式。
  但是,如果問「這是為什麼呢?」應該只有少數人能夠準確回答其中的理由。
 
  那麼,究竟該怎麼做才能自信滿滿地回答「為什麼會這樣」的提問呢?
  那就是必須理解「規則」及「事實」的觀點。
 
  學生時期不明白數學公式的原理,只靠囫圇吞棗死背的人,如果能理解「規則」及「事實」的不同觀點,數學觀念將產生180度轉變,理解程度將有驚人的提升。
 
  我上一本從「規則」及「事實」的觀點,解說小學的算術教科書《從原理開始理解數學:計算×圖形×應用》,多虧讀者支持,獲得廣大迴響。
 
  能夠幫助許許多多多社會大眾令我感到欣喜,但同時也令我再次深刻體會竟有那麼多社會人士在學生時期學習數學只靠死背。
 
  本書是繼算術主題推出的第二彈,如同一開始舉出的國中數學計算、方程式、函數、圖形等公式,從「規則」及「事實」的觀點,解說「為什麼會這樣?」
 
  此外,為了讓各位更進一步體會數學的樂趣,本書更推出「通則、特例」的觀點,若是能注意到「通則」,就能快速擴大理解相關的問題,明白國中數學與高中數學的關係,令數學的學習更有趣,因此,為了讓更多人體會其中樂趣,我在本書舉了許多「通則」的例子。
 
  本書和前作同樣透過兩人的對話形式--扮演教師的「Masuo」和不擅長數學的社會人士「瑪莉」,並在解說時兼顧「淺顯易懂」及「周全明白」的原則,讓學生時期不擅長數學的讀者,也能輕鬆愉快地閱讀。
 
  若能讓學生時期對國中數學感到「無聊」、「痛苦」的讀者,透過本書發現數學的樂趣,將是我最大的榮幸。
 
難波博之

用户评价

评分

我必须得提一下这本书在“构建”思维上的独特贡献。很多参考书只是教你“怎么做”,但这本书的核心理念似乎是“如何从零开始搭建起整个数学知识体系”。它不像传统的教材那样,把知识点切成一块一块的碎片,而是像搭建一座精密的建筑一样,从最基础的公理和定义出发,一步步地通过逻辑推理,搭建起复杂的定理和公式。书中对“原理”的阐述极其到位,每一个规则的推导过程都被细致地展示出来,让你清晰地看到每一个步骤背后的逻辑支撑。这种“由内而外”的学习方式,彻底改变了我过去那种“看到公式就怕”的心态,取而代之的是一种掌控感和自信心。我现在在面对一个全新的数学问题时,不再是茫然无措地寻找对应的公式,而是能大致推断出解决问题的基本思路和可能的数学工具,这才是真正的“举一反三”的能力啊!

评分

这本书的装帧和排版简直是教科书级别的典范,看得出来作者在设计上花了大量的心思。封面设计得既有知识的厚重感,又不失现代感,色彩搭配沉稳而不单调,让人一眼就能感受到它是一本值得认真研读的工具书。内页的字体选择非常清晰易读,间距和行距的处理也恰到好处,即使是长时间阅读也不会让人感到眼睛疲劳。更值得称赞的是,书中对于数学概念的图示和示意图的绘制水平非常高超,那些复杂的公式和定理通过图形化的方式呈现出来,瞬间就变得直观易懂。比如,在解释微积分中的某个极限概念时,那张曲线逼近的示意图简直是神来之笔,我以前一直死记硬背的定义,现在通过这张图一下子就融会贯通了。而且,书中的章节划分和索引编排也极其合理,当你需要快速查找某个特定的公式或规则时,总能迅速定位到准确的位置。这种对细节的极致追求,无疑极大地提升了阅读和学习的体验,让学习过程本身变成了一种享受,而不是负担。

评分

作为一名正在努力提升数学基础的职场人士,我发现市面上大部分的数学参考书要么过于学术化,充满了晦涩的术语和繁琐的推导,让人望而却步;要么就是过于简化,只罗列公式,缺乏对“为什么”的深入探讨。然而,这本书却精准地找到了一个完美的平衡点。它没有回避数学的严谨性,但又用非常口语化和贴近生活的语言,层层剥开那些看似高深的数学外衣。我特别欣赏它在引入新概念时所采用的“情境导入”方式,它会先设想一个真实世界中可能遇到的问题,然后引出相应的数学工具来解决它,这种“问题驱动”的学习路径,极大地激发了我的学习动力。我不再是孤立地学习一个公式,而是真真切切地理解了它存在的意义和应用价值。这种深入骨髓的理解,远比死记硬背那些公式本身要牢固得多,也更让人有信心去应对考试或实际工作中的挑战。

评分

我深知数学学习是一个需要不断练习和反思的过程。这本书在这一点上做得非常到位,它的习题设计绝不是那种简单的公式套用,而是真正体现了“进阶实力”的考验。习题的难度是循序渐进的,每一组练习都紧密围绕着前文讲解的核心概念和原理。最棒的是,对于那些容易出错的典型错误,书中还专门设置了“陷阱警示”或者“常见误区分析”,作者会以过来人的身份提醒你哪些地方容易掉进去。这种前瞻性的指导,省去了我大量自己试错的时间。当我完成一组练习后,对照书后提供的详尽解析,不仅能检查出答案的对错,更能理解为什么自己会错,这种高质量的反馈循环,是我在其他学习资料中很少见到的。这本书,与其说是一本笔记,不如说是一个经验丰富、耐心细致的私人导师。

评分

这本书的内容深度和广度都超出了我的预期,尤其是在处理像函数和图形这类视觉化较强的部分时,作者的处理方式简直是教科书级的示范。关于函数图像的分析,书中不仅给出了标准图像,还非常细致地剖析了参数变化对图像形状和位置的影响,那些通过变换(平移、伸缩、反射)来解释函数演变的图例,非常生动形象。我过去总是记不住各种变换规则,但通过书中提供的对比图和动画式的文字描述,我立刻就能在脑海中形成动态的画面。更令人惊喜的是,它对一些高阶概念,例如多变量函数或某些特殊方程组的求解,也给出了非常清晰的几何解释,而不是一味地堆砌代数计算。这对于我这种偏向视觉化学习的读者来说,简直是醍醐灌顶,让抽象的数学概念变得触手可及。

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