希帕蒂亚与金字塔
小学数学故事:嬉皮士和金字塔
希帕蒂亚(公元370 ~ 415年)是西罗马帝国时期著名的女数学家、天文学家和哲学家。她全力协助父亲诠释欧几里德的《元素》。后来,“原始几何”成为世界各地中学的教材,并产生了1000多个版本。希帕西娅对欧几里得几何的普及做出了杰出贡献,成为数学史上第一位最杰出的女数学家,并将永远载入史册。
希帕蒂亚出生在古埃及的亚历山大。她的父亲是托勒密王朝建立的文化研究所的主任。她是一位伟大的数学家和知识渊博的学者。他非常喜欢他女儿的智慧和对思考的热爱。他想尽一切办法帮助她逐步进入知识王国,希望她长大后成为一名受人尊敬的学者。
10岁的希帕蒂亚已经显示出超人的天赋。她专心学习数学,对欧几里得的“原始几何”有了初步的了解,尤其对各种数学应用问题感兴趣。一天早上,像往常一样,父亲和女儿进行体育锻炼,并在森林里的草地上呼吸新鲜空气。
这时,一轮红日刚刚从地平线升起。小希帕蒂亚已经汗流浃背,但她仍然拒绝停止锻炼。
父亲说,“停止训练你的孩子,你应该休息一下。”
女儿说,“好吧。让我们在草坪上散步。”
当阳光照射在绿色植物上时,花和植物叶子上的露珠开始消散,这意味着潮湿的空气中有一种淡淡的香味。父女愉快地交谈着。
父亲说,“看,我们在草地上的影子是什么?”
女儿说:“一个长得矮,一个大,一个小,一个胖,一个瘦。我看见我父亲的影子像一只大黑熊,我的影子像一只小猴子。”
他们俩都开心地笑了。
父亲说,“你不能想象一件小事。”
女儿说,“就像这样。再说,它总是一个影子吗?”
父亲说,“好吧。我问你,地球上的影子是如何形成的?”
女儿说,“这不是很简单吗?阻挡阳光的物体会变成阴影吗?”
父亲说,“你是对的。过几天我会带你去参观著名的古埃及法老齐阿普斯的金字塔。然后我们将测量金字塔的高度。我希望你首先想到最方便的测量方法。可以吗?”
女儿高兴得跳了起来,说道:“太好了。我必须想出最简单方便的测量方法。”
父亲去工作了。小希帕蒂亚把自己锁在书房里学习功课。花园里鸟儿的鸣叫再也不能打扰她了。如果这是正常的,她会跑出去玩。然而,她的父亲让她先弄清楚如何测量金字塔,她还没有弄清楚,说她不能出去玩。她知道她父亲的脾气,如果她不能完成预先分配的任务,金字塔之旅将会失败。
希帕西娅在桌子上画了许多金字塔形的人物,用心思考着计算塔高的方法。父亲告诉她:金字塔的底部是一个正方形,所以底部边的长度可以用尺子测量。根据毕达哥拉斯定理,计算金字塔底部(正方形)对角线的长度很容易。如果你根据毕达哥拉斯定理计算,只要你知道金字塔一条边的长度,你就可以很容易地计算出金字塔的高度。