了得網計算機/網絡_趣味數學和Python編程

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編輯推薦

一起和孩子做一些有意義的事情就是*好的教育，本書是一位父親在教兒子學習Python編程時編寫的。書中探討了一些適合初中學生的有趣的數學內容，例如，怎麼用程序圖文並茂地展示NBA球員的投籃位置和成功率，同班同學中有人生日相同的概率是多大，什麼樣的屋頂排水*快，等等。通過生動的故事、直觀的動圖，使得數學的學習過程變得好玩了。

本書特色：
(1)內容編排基本與初中數學教材進度同步,可以作為一本與數學進度同步的Python編程教材?
(2)選擇有趣的魔術?遊戲?故事,引入背後用到的數學知識,真正做到學以致用?
(3)介紹了很多數學家的生平、趣事,改變了數學家在孩子心中程式化的形像?
(4)強調運用數學知識來解決問題,難度雖略微超出了初中數學的大綱,但完全可以被初中孩子接受?
（5）涉及的數學內容都能用圖形描述，通過Python編程產生對應的GIF動圖，讓數學內容變得生動，過程變得直觀。

內容簡介

本書介紹了一些適合初中學生的有趣的數學內容，例如，怎麼用程序圖文並茂地展示NBA球員的投籃位置和成功率？同班同學中有人生日相同的概率是多大？什麼樣的屋頂排水*快？等等。書中的問題都經過精心選擇和安排，與初中數學教學的進度同步，同時又用Python程序去動態化這些數學過程並生成一個個GIF動圖，使得數學的學習過程變得好玩了，可以激發學習興趣。本書適用於初中階段計算機教學，數學教師和家長也可以將本書作為Python入門參考書，書中展示的生成GIF動圖的方法可以用於制作數學課件。

作者簡介

趙乘驥，暨南大學能源電力研究中心研究員，南京愛布谷網絡科技有限公司總經理。在視頻處理領域有20餘年的研發經驗，領導團隊研發了按需實時轉碼服務繫統，視頻協作繫統，對使用人工智能進行視頻分析和基於區塊鏈的視頻分發繫統有濃厚興趣，工作中經常使用Python進行數據分析和測試。近年因為孩子逐漸成長開始進行少兒編程和人工智能教學。

1Python和一個數學天纔黑了約會網站的故事
10如何證明圓面積公式和阿基米德的雙重歸謬法
15.1質數的判斷算法
17向日葵果實的排列模式和斐波那契數列
18.1三角形變長方形
18.2不規則四邊形變長方形
19用勾股定理畫一朵花——勾股之花
20.1貝塞爾問題
22將軍飲馬問題的動圖模型
23.1冒泡排序
24用割圓術計算π
25.1與特定的人生日相同的概率
26布豐投針求π
27.1均值不等式的幾何含義

1Python和一個數學天纔黑了約會網站的故事

2計算機基礎知識和Python開發工具安裝

2.1計算機基礎知識

2.2Python開發工具和安裝

2.3集成開發環境Eclipse Pydev

3Python基礎

3.1計算機如何執行Python程序

3.2程序員如何執行Python程序

3.2.1交互式執行語句

3.2.2使用命令行執行文件

3.2.3在集成開發環境裡面執行文件

3.3Python程序初體驗

3.4Python的數據類型

3.5Python基本語句和控制語句

3.6簡短實例

4萊布尼茲級數

5斐波那契數列和一個小魔術

5.1斐波那契數列

5.2猜數魔術

6歐幾裡得遊戲和公約數的求法

6.1輾轉相減法

6.2輾轉相除法

7幸福的數

7.1Python的對像類型之集合

7.2實驗驗證

8考拉茲猜想的實驗驗證和圖形化

8.1考拉茲猜想的實驗驗證

8.2考拉茲猜想的樹形圖

8.3Python的對像類型之字典

8.4數據結構分析

8.5考拉茲猜想的圖形化

9matplotlib介紹

9.1matplotlib安裝

9.2matplotlib例程

9.3線的樣式控制

10如何證明圓面積公式和阿基米德的雙重歸謬法

11回調函數和事件響應機制

12讀心術魔術和二進制

13撒豆子求π

14GIF動畫的原理和animation的使用

15質數的分布圖形

15.1質數的判斷算法

15.2質數的分布

16如何畫五角星和黃金分割比

16.1如何利用黃金分割比來打扮自己

16.2如何找黃金分割點

16.3如何畫五角星

16.4黃金螺線

17向日葵果實的排列模式和斐波那契數列

18媽媽的拼圖手藝和面積不變幾何形變

18.1三角形變長方形

18.2不規則四邊形變長方形

18.3長方形變正方形

18.4正三角形變正方形

18.5用Python實現三角形旋轉180°

19用勾股定理畫一朵花——勾股之花

20倒數勾股定理和貝塞爾問題

20.1貝塞爾問題

20.2貝塞爾問題的實驗驗證

21三次方程解法打擂臺的故事和如何開根號

21.1如何開平方根

21.2如何求高次方根

22將軍飲馬問題的動圖模型

23排序的幾種算法

23.1冒泡排序

23.2選擇排序

23.3插入排序

24用割圓術計算π

25同班同學中生日相同的可能性有多大

25.1與特定的人生日相同的概率

25.230人中有人生日相同的概率

26布豐投針求π

27從2ab≤a2 b2幾何意義說起

27.1均值不等式的幾何含義

27.2利用基本不等式求解值

28“小皇帝”詹姆斯和“籃球之神”喬丹誰更厲害

29未婚妻問題和神奇的常數e

29.1未婚妻問題

29.2神奇的常數e

30胡不歸問題的動圖實現

31另一個角度認識三角形和面積

31.1平行四邊形面積公式

31.2斜高公式

31.3任意四邊形面積公式

31.4餘弦定理

31.5正弦定理和餘弦定理有什麼作用

31.6等時曲線的動圖模擬

32什麼樣的屋頂排水快

32.1擺線的軌跡

32.2圓內旋輪線的軌跡

33阿氏圓的應用

33.1阿氏圓在生活中的應用

33.2阿氏圓在考試中的應用

34圓錐體的體積公式究竟怎麼推出來的

35畢達哥拉斯平均數和幾何圖形

35.1算術平均數

35.2幾何平均數

35.3調和平均數

36等周定理及圖形化

參考文獻

前言

本書初是我教自己孩子學習Python編程時編寫的，我想把它寫得有趣一點兒，同時也包含比初中數學教材略微難一點的數學內容，希望他能在編程和數學上都有所提高，所以數學內容的進度基本與初中數學教材同步。家長和教師可以將本書作為教材，每周和孩子學習兩小時編程，一起和孩子做一些有意義的事情就是好的教育，家長們不用喋喋不休地說理或是苦口婆心地教育，你和他一起學，一起練，自己做好了，孩子自然就做好了，我一直是這麼認為的。
終小朋友們自己會通過編程制作這些動圖，他們
還可以在QQ或微信裡曬出這些動圖，相信他們會和我一樣收獲非常多的信心，進而產生濃厚的興趣。
(1) 培養小朋友的編程思維和實際動手能力。
(2) 鍛煉小朋友運用數學知識的能力，把數學和生活實踐聯繫起來。
(3) 激發小朋友學習數學的興趣。
本書的絕大部分內容都由我兒子親自嘗試過，也在學校試教過，其難度完全可以被小朋友接受，程序也全部調試通過，家長可以放心使用。

為了讓本書內容有趣，我做了兩方面的努力：一是查閱了大量數學史書籍，包括數學史故事和人物介紹；二是試圖讓涉及的數學內容都能用圖形描述，很多時候，學完數學知識，再編程產生一個對應的GIF動圖，可以使數學內容變得生動，過程變得直觀。我把對應產生的動圖拿給我父親（一名優秀的初中數學教師）看，他對我這個做法贊不絕口，我內心也有點兒得意。
終小朋友們自己會通過編程制作這些動圖，他們
還可以在QQ或微信裡曬出這些動圖，相信他們會和我一樣收獲非常多的信心，進而產生濃厚的興趣。

本書假定讀者沒有任何編程基礎，任何具有初一數學知識的人都可以閱讀本書，並一步步獨立完成本書內容。

無論家長還是學校在使用本書時，都要強調孩子自己用Python語言獨立完成全部編程實驗，在實驗中學習數學知識，終把學習成果總結成實驗報告，目的是：
(1) 培養小朋友的編程思維和實際動手能力。
(2) 鍛煉小朋友運用數學知識的能力，把數學和生活實踐聯繫起來。
(3) 激發小朋友學習數學的興趣。
本書的絕大部分內容都由我兒子親自嘗試過，也在學校試教過，其難度完全可以被小朋友接受，程序也全部調試通過，家長可以放心使用。
由於我的水平有限，不妥之處敬請讀者批評指正。

趙乘驥博士2020年12月

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