主讲人:张文俊(深圳大学)
参考教材:《数学文化赏析》
目录(此笔记是基于完整版笔记进行提取的精华版本,适合作题或备考使用,例题均来自每节的课后习题或大作业)
5、庞加莱猜想(佩雷尔曼于2006年证明,目前七大难题中唯一解决的难题)
6、黎曼猜想:“素数不仅有无穷多个,而且这无穷多个素数以一种微妙而精确的模式出现。”(尚未解决,与素数相关)
一、关于数学本质(对象、特点、美的特点、功能、文化……)
1、关于数学的描述
数学是研究现实世界的空间形式与数量关系的科学
数学是研究模式与秩序的科学
数学被广泛地应用于人类社会的各个领域,两条最根本原因包括数学的对象是万物之本、数学方法与结论的可靠性
2、数学研究对象:数与形
数与形是数学科学的两大柱石
数与形是万物共性和本质
数与形是一个事物的两个侧面,二者有密切联系
3、数学特点:概念的抽象性、推理的严密性、结论的确定性、应用的广泛性
4、数学关注的内容:
一种对象的内在性质
不同对象的联系
多种对象的共性
一组对象的变化规律
5、数学中概念或定义的形成主要是分类、抓本质、抓共性的结果
6、数学功能:实用、教育、语言(用方程描述社会现象、用符号表示数和运算)、文化
数学语言三大特点:简单化(表达简洁、清晰)、清晰化(不会产生歧义)、扩展化(内涵丰富)
7、数学文化(把数学看做一种文化,原因在于):
①是人类创造并且传承下来的知识、方法、思想
②深入到社会的每个角落
③影响着人类的思想,推动着科技发展和社会进步,与其他文化关系密切
数学文化内涵:知识性成分(数学知识)、观念性成分(数学观念系统)
8、数学思维:
抽象性(发现本质、共性)
创造性(发散性思维)
逻辑性(演绎推理,精细严谨)
模式化(本质共性→建立模型)
9、数学与科学
①数学素质与科学素质
科学素质是人类发展生产力、创造物质财富的基础
科学素质的核心是数学素质
科学素质追求真
数学素质的内涵:数学意识、数学语言、数学技能、数学思维
②数学与科技发展
数学是科学的语言
数学是科学之母
数学是科学之仆
数学孕育科学,也推动科学
10、数学学科发展的因素:实用、科学、哲学、美学
11、公理系统:
公理之间应该相容;
公理之间应该独立;
公理是数学理论正确性的前提。
例题:
12、数学美
(1)简洁之美:关注本质、共性→证明方法、表达形式、理论体系结构简单性
(2)和谐之美:关注共性、规律、联系
(3)奇异之美
二、数学历史(历史和分类)
1、数学历史
(1)初等数学和古代数学(16世纪以前):
特点:常量数学
(2)变量数学(17-19世纪初)
①17世纪,法国笛卡尔建立解析几何(起点)
②牛顿和莱布尼兹建立微积分(标志)
特点:数形结合,可以研究运动,从逻辑到代数
(3)近代数学(19世纪):第二次数学危机
分析严密化:极限理论
代数抽象化:解的存在性、个数、结构问题→阿贝尔:五次代数方程通用的求根公式是不存在的→伽罗瓦群论
几何非欧化
例题:
(4)现代数学(20世纪)
随机数学:概率论和数理统计
例题:
2、分支发展
(1)几何学
向量几何:将代数与几何结合得最真切
(2)代数学
初等代数学:研究实数、复数,中心问题→解的存在性、个数、结构问题
高等代数学:
线性代数:方程未知量增加,次数保持一致→矩阵、行列式、向量……
多项式代数:未知量个数不多,次数很多→方程论
任何多项式方程在复数范围内都有解
五次及五次以上的多项式方程在复数范围内没有求根公式
(3)微积分
(4)随机数学与模糊数学
随机数学:概率论和数理统计
例题:
三、推理
1、发散性思维(</