为什么埃及金字塔包含大量的数学知识？

埃及金字塔与数学摘要:数学作为人类文明的重要组成部分，有着非常悠久的历史。那么，数学这门学科是什么时候诞生的呢？作为人类文明的四大发源地之一，古埃及优越的地理位置促使他们发展农业。由于农业生产的需要，从长期的治水灌溉、测量田地面积、计算仓库容积、计算适合农业生产的历法以及相关的财富计算和产品交换等实践活动中积累了丰富的经验，并逐渐形成了相应的技术知识和相关的数学知识。客观地说，就国外数学发展的源头而言，古埃及是第一个。关键词:金字塔数据建筑知识(几何)埃及数学1。古埃及(古埃及)的历史文化背景一般是指公元前32世纪左右至公元前343年波斯灭亡期间尼罗河下游的埃及文明。早在公元前3100年，上埃及和下埃及被南方的美尼斯统一，建立了第一个奴隶制王朝。拥有世界上最长河流之一的古埃及是一个典型的水力帝国。它的地理位置和今天的埃及没有太大的不同。狩猎、捕鱼和畜牧业是古埃及最原始的谋生方式。尼罗河每年的洪水给这个山谷带来了肥沃的淤泥，那些以游牧为生的古埃及人在这片土地上定居下来，从狩猎转为农耕。随着农业的发展，手工业和贸易也迅速发展起来，这就导致了自然科学各个学科知识的积累。作为世界四大文明古国之一，埃及拥有悠久的历史和古老的文化。二、金字塔的神秘数据说到埃及，大家自然会想到世界七大奇迹之一的金字塔。胡夫金字塔位于埃及附近的吉萨省，是埃及最大的金字塔，建于公元前2500年左右。金字塔由大约230万块石头组成，最外面的石头大约是115000，取平均值。大如汽车，甚至超过15吨，如果把这些石头切成平均一立方英尺的小块，沿着赤道一字排开，其长度相当于赤道周长的三分之二。金字塔整体呈正四角形，方形底部朝向东西南北四个正方向，边长230.5米，误差小于20厘米。塔高146.6m(现约137m)，相当于40层楼高。如此低的错误率，即使用现在地球上最精确的基地建筑，也没什么区别；更令人惊讶的是，胡夫大金字塔的高度乘以十亿等于地球到太阳的距离。三、尼罗河的测量可想而知，古埃及人在建造这些巨大建筑的过程中积累了丰富的几何知识。如此神秘而巨大的金字塔是如何建成的？其中蕴含的几何知识是如何创造出来的？尼罗河经常泛滥，淹没肥沃的土地。当土地边界被冲毁后，统治者要按照不同的数量征收粮税，所以必须重新丈量土地。其实埃及的几何就是源于此。希腊历史学家希罗多德(约公元前484年-公元前424年)在《希罗多德历史》(Herodoti Historiae)一书中明确指出:“塞索特里斯将埃及的土地分给所有埃及居民。他把同样大小的正方形土地分配给所有的人，并要求土地持有者每年向他缴纳租金，作为他的主要税收。如果河水泛滥，国王就派人去调查和测量失去地区的面积。这样他的租金就会按照减少的土地面积来征收。我想，正是因为这种做法，国王才派人去勘察，丈量失落之地的面积。希腊数学家德谟克里特斯(约公元前460年-公元前357年)也指出:“我不得不相信，几乎所有的埃及人都能画出图形来证明各种直线，每个人都是画绳划界的先驱。“我想所谓的拉线划地的先驱大概是指以拉线为主要工具进行相关的测量问题。为了发展农业生产，埃及人必须注意尼罗河的洪水循环。在实践中，他们积累了大量的天文知识和数学知识。例如，他们注意到当天狼星和太阳同时出现时，这是尼罗河洪水即将来临的征兆。他们认为天狼星在早晨升起的时间间隔是一年，包括365天。他们把一年分为12个月，每个月有30个昼夜。他们逐渐明白了如何用日晷来测量时间。大约是公元前1500年。埃及人已经使用水钟-漏罐，这是一种底部有孔的容器。将这个容器装满水，以水从下面的孔中流出的时间作为计算时间的单位，有点类似于我们熟悉的中国古老的沙漏计时法。我认为这一切都暗示了建造著名金字塔的计算。四、构建的建筑知识(几何)在构建金塔之前必须有大量的前言工作。让我们想象一下当时建造金字塔时的情形。首先，我们假设在建造金字塔之前必须先画出一个平面图。这可能是世界上第一个平面图。从分析中，制图员必须知道图案和完成的建筑，虽然大小不同，但形状相同。可以判断当时的埃及人已经掌握了比例和相似的知识。我们中学学过的相似三角形的知识可能就是在这里创造出来的！画完平面图后，要平整出一大片空地，在地面放出实际尺寸，准备施工。建筑材料是重达数吨的大石头，一座金字塔需要很多这样的石头。那时候还没有发明交通工具，也没有这样的路。只有石头可以用船沿着尼罗河尽可能近的运输，然后用滚动的圆木运到工地。从这里可以看出，他们已经知道并运用了我们所学的物理知识中用滚动摩擦代替滑动摩擦时摩擦力更小的原理。每块石头都必须事先按照一定的形状进行凿磨。石头的每个角都要用三角板反复校正成直角。然后，铺一层巨大的石头作为地基。第二层要按照一定比例变小，每层要放在下一层的正中间。就这样一层一层的加，四面均等的减，最后准确的在塔顶相遇。如何准确画出直角，大概是古埃及人要解决的最大问题。因为金字塔的地基必须是严格的正方形，四个角必须是严格的直角；无论哪个角度稍有偏差，整个建筑都会变形。那时候还没有发明测量仪器，做一个周长一公里那么大的正方形都不容易！那么，要检查墙壁或巨石的一边是否直立，如何在空中做直角呢？我觉得现在在农村看到那些工匠用锤线是很常见的，就是一根绳子的一端绑着锤子，另一端固定在墙上让锤线自由摆动，停下来的时候和地面成直角。如果墙能平行于锤线，那就是垂直于地面。这种方法简单实用，锤线制作非常简单。我认为古埃及人可能熟练地使用了锤线。在埃及，长度的主要单位是腕尺，也就是从手肘到中指指尖的长度。在农村，农民建造自己的小屋时，通常使用步长，如“此屋长六步，宽四步”。但是金字塔建成的时候有几千人，每个人的台阶都不一样。于是，他们规定了某个人的长度——据说这个人是当时国王身体的某个部位，作为标准单位；然后按照这个标准单位，制作一定长度的木条或金属条，作为通用的测量工具。这就是我们今天所熟悉的统治者的最早祖先。建造一座金字塔花费了几十万人和几百万块巨石，花了几十年才没有出错。你看古埃及人在设计、计算、测量和建造方面是多么的辉煌！5.后来，数学家测量了金字塔的高度。关于金字塔的测量有很多谜团，一直是困扰全世界科学家的难题。曾经有一个名叫约翰的英国人仔细计算了胡夫金字塔各部分的尺寸。金字塔的底部是正方形。他将正方形相邻的两条边相加，除以高度，即(230.5+230.5)/146.6 = 461.0/146.6，数字约为3.14，实际上就是圆周率。圆周率为什么会出现在胡夫金字塔中？约翰想不通，最后疯了。另一个英国人佩特里对胡夫金字塔做了另一项调查。他发现大金字塔的线条和角度的误差几乎等于零，在350英尺的长度上，偏差小于65，438+0英寸。希腊科学家泰勒斯也用类似的直角三角形，通过手杖和金字塔的影子长度来计算金字塔的高度。大金字塔的许多谜团至今未解，吸引了无数科学家去探索。近年来，科学家们用精密仪器测量了这座金字塔。令人惊讶的是，发现其基方边长的相对误差小于1: 14000，即小于2 cm。四个底角的相对误差不大于1:27 000，即不大于12 '，四个方向的误差仅在2 '和5 '之间。直到现在，金字塔的神秘仍然吸引着无数科学家去探索和探究。六、埃及数学的特点古埃及人在建造神奇的金字塔等建筑的同时，创造了相当发达的数学。1，兰德纸莎草纸埃及最初的数学代码是用象形文字写的。其中，“兰德纸莎草纸”对古埃及数学的研究具有重要价值。1858被A H Rhind购买，然后遗赠给伦敦的大英博物馆。因此，它被称为兰德纸草。这张纸草书长550厘米，宽33厘米。包含85个问题，时间约为公元前1700年。

2.莫斯科纸莎草

莫斯科纸莎草纸于1893年被罗斯收藏家收购。它于1912被转移到莫斯科博物馆。这张纸莎草纸长544厘米，宽8厘米，* * *记录了25个问题。年代约为公元前1850年。人们对古埃及数学的认识和了解，主要来自这些保存至今的纸莎草纸和其他珍贵的历史文献。埃及的数学来源于实际的生产和生活，他们将获得的数学知识应用于实践。他们没有把零散的数学知识系统化，使之成为一门独立的学科，而只是作为一种工具。形式上没有联系的简单规则，用来解决人们日常生活中遇到的问题。这验证了万物来源于生活，又用于生活的自然规律。胡夫大金字塔是世界七大奇迹之一。天文学和数学的业余爱好者约翰·泰勒(John tyler)根据文献提供的数据研究了大金字塔，发现其中隐藏着许多令人难以置信的数学原理。金字塔由约230万块石头组成，最外面的石头约为115000，平均每块石头重2.5吨。如果把这些石头切成平均一立方英尺的小块，它们的长度相当于赤道周长的三分之二。在4000多年前生产工具落后的中世纪，埃及人是如何收集和搬运如此多的巨石，建造如此宏伟的金字塔，是一个非常难以解开的谜。他还发现金字塔的底角不是60°，而是51 51’，从而发现每个三角形的面积等于其高度的平方。塔架高度与塔架基础周长的比率是地球半径与周长的比率。因此，圆周率可以通过将塔的高度除以底边的两倍得到。泰勒认为，这个比例绝不是偶然的。证明古埃及人已经知道地球是圆的，也知道地球的半径与周长之比。塔高乘以109等于地球到太阳的距离。大金字塔不仅包含了长度的单位，还包含了计算时间的单位:塔基础的周长正好是按照某个单位计算的一年中的天数。泰勒的实地考察受到了皇家学会的赞扬，并被授予该学会的金质奖章。金字塔的神秘不断吸引着成千上万热情的人们去探索。同学们，准备好了吗？