初中时曾经对行星轨道的问题感兴趣,我摸索着,想到了一种求椭圆扇面的面积的方法
【本文来自《对代数而言,重要的是公式变换推导能力,而不是变形公式的记忆能力》评论区,标题为小编添加】
个人感觉,所谓的数学思维是一种纯客观、纯逻辑性的,完全抛弃直觉的思维方式。
推导公式的能力必须要有,这个能力没有的话,学生是无法对数学的底层逻辑真正理解的。但是没有必要将所学的公式全部推导出来,只要对部分重要的公式推导的主要过程和底层逻辑有所了解就行了。你不需要一步一步的把公式推导出来的,但你最好知道它是通过什么思路推导出来的。
我在初中的时候曾经对行星轨道的问题很感兴趣,但是在计算过程中就发现椭圆扇面的面积没法求,后来经过努力找到了一个方法:
根据椭圆的极坐标方程,列出方位角和极半径的关系。然后将半个椭圆的方位角分割成一个一个极小的角度,与椭圆极半径构成三角形单元。最后将这些三角形的面积累加得到椭圆扇面的面积。很明显,方位角分割得越小,计算就越精确。于是我将半个椭圆分割成了三千多个三角形。对于一个初中二年级的学生来说,用笔算大约花费一个月的时间(上课开小差的时间)就可以把一条轨道在特定时间的方位角、轨道高度、速度、速度角等重要参数算出来。最后代入实际的行星和卫星数据验算后,就发现结果精确度非常高。
但最戏剧性的是:我在初三时开始接触到微积分,结果就发现:微积分怎么那么眼熟……
当然我后来也并没有费劲去推导高数的哪些公式,但对行星轨道的推导计算的过程,后来对我学习高数的过程中建立正确的逻辑模式起到了重要的作用。以至于整个高数学习过程就很轻松。