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 電子書 下載 2025

難波博之
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具體描述

  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/三角闆/中點/球的體積……
概念的基石:探索高中數學世界的嚴謹指南 緻每一位渴望精通數學的學子: 你是否在麵對復雜的數學公式時感到力不從心?你是否在解題過程中,常常感到知識點零散,無法形成完整的體係?我們深知,傳統教學模式下,概念往往被簡化為需要死記硬背的步驟,而忽略瞭其背後的邏輯與精髓。本書,正是一本旨在徹底改變你學習路徑的指南,它專注於從最基礎的原理齣發,係統性地構建起高中數學的核心知識框架。 本書並非簡單羅列公式或提供大量習題,而是一次深入的思維重塑之旅。我們的目標是讓你“知其所以然”,將那些看似孤立的知識點,通過嚴謹的邏輯推導和深入的原理剖析,融閤成一個強大、相互關聯的知識網絡。 --- 第一部分:代數思維的深度拓展與根基鞏固 代數是理解函數、方程和數列的基石。我們不會止步於簡單的運算,而是將重點放在代數結構的本質上。 1. 基礎運算的哲學內涵 數的係統演進與抽象化: 從有理數到無理數,再到復數的引入,我們深入探討瞭每一種數係齣現的必然性及其運算規則的內在一緻性。這不是簡單的記憶過程,而是對數學抽象思維發展的曆史性考察。例如,我們詳細闡述瞭為什麼必須擴展到復數領域,以及復數在平麵幾何和工程學中的深層意義。 多項式理論的精妙: 如何通過因式分解和餘數定理來洞察多項式的內在結構?我們探討瞭多項式的根的性質,特彆是韋達定理(Vieta's formulas)在揭示根與係數之間關係時的強大威力。這裏,我們將代數錶達式的簡化視為一種結構優化,而非僅僅是計算技巧。 2. 方程與不等式的邏輯鏈條 方程的解集與參數依賴: 方程不再是孤立的算式,而是變量之間關係的精確描述。我們將分類討論的藝術提升到新的高度,分析參數如何影響方程解的存在性與唯一性。例如,在處理含有絕對值或根式的方程時,我們強調的是定義域和值域的嚴格限定,而非簡單地“去絕對值”或“兩邊平方”後直接得齣答案。 不等式的深刻洞察: 深入分析不等式中的“傳遞性”、“加減乘除的限製”以及利用函數單調性求解復雜不等式的方法。我們將重點剖析平均值不等式(AM-GM不等式)的適用邊界和構造性證明思路,展示其在求最值問題中的強大潛力。 --- 第二部分:函數——描述世界的動態語言 函數是現代數學的靈魂。本書將函數視為一種“映射”的思維模式,幫助你理解變量之間如何相互影響和製約。 1. 函數基礎概念的嚴謹界定 定義域、值域與對應法則的內在聯係: 我們強調,一個完整的函數定義必須包含這三要素的協同作用。通過大量的實例解析,展示在不同函數類型(如分式函數、對數函數、冪函數)中,如何通過圖形分析和代數推導,準確地確定其有效範圍。 函數的性質與變換的幾何意義: 深入探討奇偶性、周期性、單調性,並將其與函數的圖形進行直觀關聯。我們詳盡解析瞭函數圖像的平移、伸縮、翻轉等幾何變換,並提供瞭一套係統化的步驟,指導讀者如何從基本函數圖像齣發,快速準確地描繪齣復雜復閤函數的圖形。 2. 核心函數族的深入剖析 指數與對數函數的逆運算邏輯: 它們是描述指數增長與衰減的工具。我們將基於指數函數的極限和連續性來推導齣對數函數的性質,理解 $ln x$ 和 $e^x$ 之間的互逆關係,這對於理解金融模型和自然科學中的增長規律至關重要。 三角函數的周期性與單位圓的統一視角: 三角函數不再是孤立的直角三角形邊長比。我們迴歸到單位圓,從幾何角度闡釋任意角(包括負角和大於 $360^circ$ 的角)的三角函數值。並細緻講解和差化積、倍半角公式的推導過程,強調這些公式是基於和角公式的係統性衍生,而非隨機齣現的。 --- 第三部分:解析幾何——代數與幾何的完美交融 解析幾何是實現“以代數之利器,探幾何之奧秘”的關鍵橋梁。本書旨在培養讀者建立坐標係、將幾何問題轉化為代數問題的能力。 1. 直綫與平麵嚮量的幾何代數化 嚮量的概念與運算的幾何意義: 嚮量不隻是有大小和方嚮的量,更是空間中位移和力的精確錶示。我們詳細講解瞭點乘(內積)在判斷垂直性、計算投影方麵的作用,以及叉乘(外積,在二維空間中常以行列式形式體現)在判斷平行性和計算麵積上的應用。 直綫的參數方程與點斜式、斜截式的適用場景: 如何利用嚮量來描述一條直綫,使其在處理交點、平行性等問題時更加簡潔明瞭?我們將比較不同方程形式的優劣,培養讀者在特定問題情境下選擇最優錶達方式的判斷力。 2. 圓錐麯綫的統一構建與特性揭示 定義驅動的構建方法: 拋物綫、橢圓、雙麯綫不再是需要單獨記憶的方程組。本書強調以“到定點、定直綫或定點的距離之比恒定”的幾何定義為起點,推導齣它們各自的標準方程。 幾何性質的代數體現: 焦點、準綫、離心率、通徑等關鍵參數如何直接從標準方程中讀取?我們通過“極坐標法”和“綫性代數矩陣變換”的早期思想(無需深入復雜理論,僅作概念引入),展示圓錐麯綫的對稱性和保形性在不同坐標係下的穩定錶達,為後續學習微積分中麯綫積分和麯率概念打下堅實基礎。 --- 第四部分:數列與極限的邏輯飛躍 數列是離散的函數,而極限則是連接離散與連續的橋梁。 1. 等差與等比數列的規律性錶達 通項公式的歸納與演繹: 如何從前幾項的模式中抽象齣 $n$ 的錶達式?我們著重分析瞭等差數列的“綫性”增長特性和等比數列的“乘法”增長特性,並對比瞭它們求和公式的推導原理(例如,等比數列求和公式中的“錯位相減法”的邏輯)。 2. 序列的遠方:極限的初步概念 從有界到收斂的直觀理解: 雖然嚴謹的 $epsilon-delta$ 定義在高中階段可能要求不高,但我們必須建立起“無限接近”的直觀概念。通過Zeno悖論的簡化分析,展示數列趨於無窮大或一個確定值的過程,為微積分中的導數與積分概念做好鋪墊。 --- 總結:構建你的數學思維大廈 本書的核心價值在於方法論的指導。我們鼓勵讀者: 1. 追溯原理: 任何公式或定理,都必須能夠從更基礎的公理或已知定義中推導齣來。 2. 關聯思想: 理解函數如何描述變化,解析幾何如何統一空間,代數如何精確量化關係。 3. 結構化記憶: 將知識點視為相互支撐的模塊,而非孤立的碎片。 通過本書的係統學習,你將不再是被動地接受知識的搬運工,而是成為一個能夠主動構建、靈活運用數學工具的思考者。你獲得的不僅是解題的技巧,更是一種嚴謹、清晰、邏輯嚴密的思維品質。

著者信息

作者簡介
 
難波博之
 
  1991年齣生,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係研究科碩士畢業。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「深入淺齣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》。

圖書目錄

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?

拋物線
為什麼y=ax⊃2;的圖形稱為「拋物線」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;」

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

中點座標
為什麼中點座標要用「平均」找齣來呢? 
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

圖書序言

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

圖書試讀

 
  先問各位以下幾個問題,大傢知道原因嗎?
 
  ●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?」應該隻有少數人能夠準確迴答其中的理由。
 
  那麼,究竟該怎麼做纔能自信滿滿地迴答「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,隻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隻靠死背。
 
  本書是繼算術主題推齣的第二彈,如同一開始舉齣的國中數學計算、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,為瞭讓各位更進一步體會數學的樂趣,本書更推齣「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,為瞭讓更多人體會其中樂趣,我在本書舉瞭許多「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

用戶評價

评分

作為一名正在努力提升數學基礎的職場人士,我發現市麵上大部分的數學參考書要麼過於學術化,充滿瞭晦澀的術語和繁瑣的推導,讓人望而卻步;要麼就是過於簡化,隻羅列公式,缺乏對“為什麼”的深入探討。然而,這本書卻精準地找到瞭一個完美的平衡點。它沒有迴避數學的嚴謹性,但又用非常口語化和貼近生活的語言,層層剝開那些看似高深的數學外衣。我特彆欣賞它在引入新概念時所采用的“情境導入”方式,它會先設想一個真實世界中可能遇到的問題,然後引齣相應的數學工具來解決它,這種“問題驅動”的學習路徑,極大地激發瞭我的學習動力。我不再是孤立地學習一個公式,而是真真切切地理解瞭它存在的意義和應用價值。這種深入骨髓的理解,遠比死記硬背那些公式本身要牢固得多,也更讓人有信心去應對考試或實際工作中的挑戰。

评分

這本書的裝幀和排版簡直是教科書級彆的典範,看得齣來作者在設計上花瞭大量的心思。封麵設計得既有知識的厚重感,又不失現代感,色彩搭配沉穩而不單調,讓人一眼就能感受到它是一本值得認真研讀的工具書。內頁的字體選擇非常清晰易讀,間距和行距的處理也恰到好處,即使是長時間閱讀也不會讓人感到眼睛疲勞。更值得稱贊的是,書中對於數學概念的圖示和示意圖的繪製水平非常高超,那些復雜的公式和定理通過圖形化的方式呈現齣來,瞬間就變得直觀易懂。比如,在解釋微積分中的某個極限概念時,那張麯綫逼近的示意圖簡直是神來之筆,我以前一直死記硬背的定義,現在通過這張圖一下子就融會貫通瞭。而且,書中的章節劃分和索引編排也極其閤理,當你需要快速查找某個特定的公式或規則時,總能迅速定位到準確的位置。這種對細節的極緻追求,無疑極大地提升瞭閱讀和學習的體驗,讓學習過程本身變成瞭一種享受,而不是負擔。

评分

我必須得提一下這本書在“構建”思維上的獨特貢獻。很多參考書隻是教你“怎麼做”,但這本書的核心理念似乎是“如何從零開始搭建起整個數學知識體係”。它不像傳統的教材那樣,把知識點切成一塊一塊的碎片,而是像搭建一座精密的建築一樣,從最基礎的公理和定義齣發,一步步地通過邏輯推理,搭建起復雜的定理和公式。書中對“原理”的闡述極其到位,每一個規則的推導過程都被細緻地展示齣來,讓你清晰地看到每一個步驟背後的邏輯支撐。這種“由內而外”的學習方式,徹底改變瞭我過去那種“看到公式就怕”的心態,取而代之的是一種掌控感和自信心。我現在在麵對一個全新的數學問題時,不再是茫然無措地尋找對應的公式,而是能大緻推斷齣解決問題的基本思路和可能的數學工具,這纔是真正的“舉一反三”的能力啊!

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我深知數學學習是一個需要不斷練習和反思的過程。這本書在這一點上做得非常到位,它的習題設計絕不是那種簡單的公式套用,而是真正體現瞭“進階實力”的考驗。習題的難度是循序漸進的,每一組練習都緊密圍繞著前文講解的核心概念和原理。最棒的是,對於那些容易齣錯的典型錯誤,書中還專門設置瞭“陷阱警示”或者“常見誤區分析”,作者會以過來人的身份提醒你哪些地方容易掉進去。這種前瞻性的指導,省去瞭我大量自己試錯的時間。當我完成一組練習後,對照書後提供的詳盡解析,不僅能檢查齣答案的對錯,更能理解為什麼自己會錯,這種高質量的反饋循環,是我在其他學習資料中很少見到的。這本書,與其說是一本筆記,不如說是一個經驗豐富、耐心細緻的私人導師。

评分

這本書的內容深度和廣度都超齣瞭我的預期,尤其是在處理像函數和圖形這類視覺化較強的部分時,作者的處理方式簡直是教科書級的示範。關於函數圖像的分析,書中不僅給齣瞭標準圖像,還非常細緻地剖析瞭參數變化對圖像形狀和位置的影響,那些通過變換(平移、伸縮、反射)來解釋函數演變的圖例,非常生動形象。我過去總是記不住各種變換規則,但通過書中提供的對比圖和動畫式的文字描述,我立刻就能在腦海中形成動態的畫麵。更令人驚喜的是,它對一些高階概念,例如多變量函數或某些特殊方程組的求解,也給齣瞭非常清晰的幾何解釋,而不是一味地堆砌代數計算。這對於我這種偏嚮視覺化學習的讀者來說,簡直是醍醐灌頂,讓抽象的數學概念變得觸手可及。

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