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数学哲学与数学史论文题目

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数学哲学与数学史论文题目

论文参考题目

1、非10进制记数的利和弊。

2、数的概念的发展与人类认识能力提高的关系。

3、比较古代埃及人和古代巴比伦人解方程的方法,探讨他们各自对后来的数学发展的启迪作用。

4、为什么毕达哥拉斯学派关于不可公度量的发现会在数学中产生危机?

5、欧几里得《原本》中的代数。

6、欧几里德《几何原本》与公理化思想;

7、在几何学中有没有“王者之路”。

8、无所不在的斐波那契数列。

9、文艺复兴时期数学发展的重要因素。

10、达•芬奇与数学。

11、十进制小数的历史。

12、圆周率的历史作用。

13、“圆”中的数学文化。

14、明代中国商业算术处于突出地位的原因。

15、近代中国数学落后的原因。

16、芝诺悖论与微积分的关系。

17、未解决的问题在数学中的重要性。

17、黄金分割引出的数学问题。

18、试论数学悖论对数学发展的影响。

19、第一次数学危机及其克服。

20、第二次数学危机及其克服。

21、第三次数学危机及其克服。

22、数学对当代社会文化的影响。

23、试论数学的发展对人类社会的进步的推动作用。

24、从历史观看数学。

25、数学符号的价值。

26、谈对数学本质的认识。

27、试论数学科学的价值。

28、函数概念的发展。

29、空间概念的发展。

30、曲线概念的发展。

31、数学对天文学的推动。

32、数学中无穷思想的发展。

33、数学中的美。

34、音乐中的数学。

35、艺术中的数学。

36、浅谈数学语言的特点。

37、论数学的抽象性。

38、关于数学的严谨性。

39、关于数学的真理性。

40、数学家的不幸。

41、数学家的幸运。

42、从数学史中扩展的数学知识。

43、从程大位的《算法统宗》“首篇”河图、洛书等看《易经》与珠算之联44、梵语的盛行——十进制的发明之谜 45、中国古代数学发展缓慢的启示

46、从矩阵的萌芽论中国传统数学的文化底蕴

47、《九章算术》刘徽注中的算法分析工作与算法分析思想

48、《费马大定理》读后感 49、黎曼猜想浅谈

50、再论《巧排九方》——一个传统的数字推理趣题之详解及其推广

51.、数学史上的三次危机

52、笛卡儿解析几何思想的文化内涵 53、理性数学的哲学起源

54、中国数学教育史研究进展

希望对你有帮助。

在数学的哲学中,直觉主义可谓引起引起了现代学术思想的一次革命。数学与哲学的关系一是人们谈论的问题。以下是我整理的数学与哲学的论文的相关资料,欢迎阅读!

摘要:在数学哲学中,直觉主义可谓引起引起了现代学术思想的一次革命。虽然直觉主义可以追溯到康德,甚至柏拉图。然而,它是近现代的,20世纪前20年,它作为一个独立的数学哲学思潮而闻名。它是逻辑学哲学中的一次风暴逆袭,是经典数学的有力挑战者。直觉主义强调“构造”,出发于“心智”。直觉主义把整个自然数论视为整个数学的基础,直觉主义拒绝排中律和反证律,抵制实无穷而推崇潜无穷。随着计算机的产生和发展,直觉主义在数字构造中起到了积极的应用。同时,直觉主义对数学哲学的创新 教育 等方面都有着不可忽视的影响。

关键词:数学哲学 直觉主义 传统逻辑 布劳威尔

一、 “存在必须是被构造”——直觉主义的产生

直觉(intuition)一词意为未经充分逻辑推理的,直观的,直接领捂事物本质的思考。与H.柏格森、B.克罗齐、E.胡塞尔等人的直觉主义不同,我们这里所研究的“直觉”并不是指主体对于客观事物的一种直接把握能力,而是指思维的本能上的一种心智活动。在这里,直觉主义提倡的直觉,并非辩证唯物主义的“直观的感觉”,其本意是“先验的心智构造”,以此为出发点,形成了对数学对象“存在性”与“可构造性”等同的要求。[1]直觉主义哲学是一种反理性主义的唯心主义哲学思潮。数学研究中的构造主义是一种有关数学基础的观点,它主张自然数及其某些规律和 方法 ,特别是数学归纳法,是可靠的出发点, 其它 一切数学对象和理论都应该从自然数构造出来。[2]“存在必须是被构造”,这是直觉主义派最著名的 口号 。也因此,直觉主义是一种构造逻辑。直觉派认为,数学中的概念和方法都是必须可以被构造的,非构造性的证明不是直觉主义者能接受的。在数学领域中,集合论悖论的问题不可能通过对已有的数学作某种局部的修改和限制加以解决,而必须依靠一些可信的标准对已有的数学进行全面的审视和改造。直觉主义认为逻辑依赖于数学,而非数学依赖逻辑。数学建立在直觉的基础上。同时,直觉主义认为哲学、逻辑甚至计数等概念都比数学复杂得多,不能作为数学的基础,数学的基础需要更简单、更直接的概念,它就是直觉,直觉是心智的一项基本功能。[3]一位直觉主义数学家阿伦特·海廷(Arend Heyting)在他的论文《数学的直觉主义基础》中指出:“立即处理数学的构造也许是符合直觉主义者的积极态度了。这个构造的最重要基石是一(unity)的概念,它是整数序列所依赖的构造原则。整数必须作为单位(units)来看待,这些单位仅仅由于在这个序列中的位置而相互区别。”[4]61

直觉主义者认为,数学的基础在于数学直觉,在他们看来,建立在数学直觉之上的理论能使“概念和推理十分清楚地呈现在我们面前”,即“对于思想来说是如此的直接,而其结果又是如此的清楚,以致不再需要任何铸的什么基础了”(A·黑丁:《直觉主义导论》)。任何数学对象被视为思维构造的产物,所以一个对象的存在性等价于它的构造的可能性。这和经典的方法不同,因为经典方法说一个实体的存在性可以通过否定它的不存在性来证明。对于直觉主义者,这是不正确的;不存在性的否定不表示可能找到存在性的构造证明。正因为如此,直觉主义是数学结构主义的一种;但它不是唯一的一类。直觉主义的基本哲学立场是,数学是人类心智“固有”的一种创造活动,是主体的自身的活动,而不是对外在的描述.数学概念是一种自主的智力活动的结果,智力活动则是研究自明定律所支配的思想构造。[5]

二、颠覆传统逻辑,形式主义的逆袭——直觉主义的特点

直觉主义不承认实无穷,拒绝实际无穷的抽象。也就是说,它不考虑像所有自然数的集合或任意有理数的序列无穷这样的无穷实体作为给定对象。数学上的实无穷思想是指:把无限的整体本身作为一个现成的单位,是已经构造完成了的东西,换言之,即是把无限对象看成为可以自我完成的过程或无穷整体。数学上存在着潜无穷与实无穷之争,就如同哲学上存在着唯物主义与唯心主义之争。而且必将长时间的持续的争论不休。数学上的潜无穷思想是指:把无限看作永远在延伸着的,一种变化着成长着被不断产生出来的东西来解释。举个形象点的例子就是,构成一条直线的点有无穷个,并且这条直线永远延伸着,不会有终结的一天。它永远处在构造中,永远完成不了,是潜在的,而不是实在。按照全称和条件量词的标准直觉主义,一个证明就是这样的潜无穷结构,这可能是合理的。(达米特《直觉主义逻辑的哲学基础》)[4]142按照此观点,所有的自然数可以构成一个集合,因为可以将所有的自然数看做是一个完成了的无穷整体。很显然,直觉主义支持潜无穷的观点,即把无穷集合看成无限延伸着的序列。

直觉主义反对排中律,这意味着直觉主义者可能和经典的数学家对一个数学命题的含义有不同理解。排中律和同一律、矛盾律并称为形式逻辑的三大基本规律。传统逻辑首先把排中律当作事物的规律,意为任一事物在同一时间里具有某属性或不具有某属性,而没有其他可能。排中律同时也是思维的规律,即一个命题是真的或不是真的,此外没有其他可能。例如,说A 或 B, 对于一个直觉主义者,是宣称A或B可以证明。但是,对于排中律, A 或 非 A, 是不被允许的,因为不能假设人们总是能够证明命题A或它的否命题。

直觉主义主要对抗的是形式主义。多个世纪以来,对数学规律的无懈可击的精确性的信念的依据是数学哲学研究的主要对象。直觉主义表示,精确性存在于人类心智之中,形式主义者认为,存在于纸面上。[4]90

直觉主义具有非逻辑性和整体性。数学直觉是作为逻辑的对立面而介定的一种认识方法,因此非逻辑性是数学直觉的最主要特性。可以说数学直觉的其他特性都是由它的非逻辑性所决定的,这是许多哲学家、科学家的共同见解。[6]直觉主义认为,数学是心灵的创造活动,心灵是丰富的,逻辑则是贫乏的。因此,坚决不能用贫乏的逻辑规则来全面准确地规划丰富的心灵活动。直觉主义的另一位代表人物阿伦特?海廷(Arend Heyting)说:“逻辑属于应用数学”。在对于直觉主义整体性上,一个日本数学家有如下精辟的解释:当一个人已经长期而持续地从事了研究并已成为一个完全成熟的研究人员时,他就已经在自己的头脑中形成了一种相对稳定的知识体系。经过他自己的努力,这种知识体系已被综合成为一种特殊的,确定的形式。而且自己综合的工作当然本身就是一种极有价值的 经验 。[7]

彭加勒在《数学中的直觉和逻辑》一文中写道:

哲学家告诉我们,纯逻辑永远也不能使我们得到任何东西;它不能创造任何新东西,任何科学也不能仅仅从它产生出来。在某种惫义上,这些哲学家是对的;要构成算术,像要构成几何学或构成任何科学一样,除了纯逻辑之外,还需要其他东西。为了称呼这种东西,我们只好使用直觉这个词。可是,在这同一谕后,潜藏着多少不同的意思呢?比较一下这四个公理:(1)等于第三个最的两个量相等;(2)若一定理对数1为真,假定它对N为真,如果我们证明它对N+1为真,则它对所有整数均为真;(3)设在一直线上,C点在A与B之间,D点在A与C之间,则D点将在A与B之间;(4)通过一个定点仅有一条直线与已知直线平行。所有这四个公理都归之于直觉,不过第一个阐明了形式逻辑诸法则中的一个法则;第二个是真实的先验综合判断,它是严格的数学归纳法的基础;第三个求助于想象:第四个是伪定义。直觉不必建立在感觉明白之上;感觉不久便会变得无能为力。[8]

值得注意的是,直觉主义不是神秘主义。直觉的“不可解释性”并不等于直觉的“神秘性”,尽管直觉是“不可解释”的,但它却有着确定的本质。我们认为,直觉是认识过程中的一种飞跃,因此它就不是一种经验的认识,而是原来的思想路线的中断,不可能按照通常的 思维方式 ,用结论和推理的环节把它连接起来,所以直觉是“不可解释的”。[9]

三、从Kant到Dummett,直觉主义派的主要人物及其思想

伊曼努尔·康德(Immanuel Kant, 1724-1804),从某种意义上来说,直觉主义是由哲学家康德开始的。1755到1770年,康德在哥尼斯堡大学教物理和数学,他认为我们所有的感觉都来自于一个预先假定的外部世界。虽然这些感觉不能提供任何知识,但是被感知到的物体间相互作用就产生了知识。心智将这些感觉梳理清楚,得到对空间和时间的直觉。康德说,感性直觉有两个纯形式,它们是先天知识的原则,这两个纯形式就是空间和时间。空间是外直觉的纯形式,而时间是内直觉的纯形式,它们都不是从外邻经验得来的,而是必然的、先天的观念。空间和时间不是客观存在的,而是心智的创作。心智理解经验,经验唤醒心智。虽然康德的思想有着直觉主义的影子,但是依旧没有直观地提出直觉主义,就数学基础的方法而言,直觉主义是现代的。[10]

亨利·彭加勒(常译作庞加莱,Henry Poincare,1854-1912),当代语境中的数学直觉主义的先驱。后人评价为数学哲学与当代数学直觉主义之间的一座桥梁。逻辑主义对于数学基础的理解是虚幻的。它使数学失去基础。然而数学的基础是存在的,它就是我们的直觉。它赋予数学以意义,从而给数学以对象。彭加勒指明了一座(本来就)架在人类精神和数学存在之间的桥梁,那便是我们的数学直觉。[11]彭加勒主张自然数是最基本的直觉,认为数学归纳法是一种包含直观的思维方法,是不能简单地归结为逻辑的。他主张使用有限个词能定义的概念,主张数学对象的可构造性。他还在另一种意义上理解和强调数学直觉,将其看做选择和发明的工具。彭加勒认为,我们有多种直觉。然而,最重要的可以归结为两类:一是“纯粹直觉”,即他通常所说的“纯粹数的直觉”、“纯粹逻辑形式的直觉”、“数学次序的直觉”等,这主要是解析家的直觉;二是“可觉察的直觉”,即想象,这主要是几何学家“形”的直觉。对于这两类直觉,他认为都是必要的,各自发挥着不同的作用。他认为,这两类直觉“似乎发挥出我们心灵的两种不同的本能”,它们像“两盏探照灯,引导陌生人相互来往于两个世界”。[12]

布劳威尔(,1881-1966),直觉主义真正的创始人和奠基人是布劳威尔。布劳威尔在数学上的直觉主义立场来源于他的哲学。1907年他在博士论文《数学基础》中提出直觉主义观点,认为数学的基础是先验的初始直觉。数学是起源于和产生于头脑的人类活动,不存在于头脑之外,因此,是独立于真实世界的。布劳威尔认为数学思维是智力构造的一个过程,它建造自己的天地,独立于经验,并且只受到必须建立于基本的数学直觉之上的限制。[10]布劳维尔发表的《数学基础》表明直觉主义的立场是强调“直觉”,这并不是说否认数学的逻辑性和严谨性,而只是突出直觉、灵感和创造力在数学中的地位。直觉主义者认为数学不仅是最讲究严格性的科学,也是最富有创造性的科学。布劳维尔认为数学的基础是先验的初始直觉,他和他的学生说他们所说的直觉正是人心对于它本身所构造的东西的清晰理解。[13]布劳维尔修改了康德的先验时空学说,放弃了“外直觉的纯形式”的先验时空概念,以适应非欧几何的发展;池把数学的基本直觉建立在“内直觉的纯形式”的先验时间概念的基础之上。[14]布劳威尔还提出了“二·一原则”(tow-oneness)。他认为这是数学的基本直觉。即假设N成立,则N+1成立。这个过程可以无限重复,创造了一切有限序数,因为“二·一原则”的元素之一可以被认为是一个新的“二·一原则”。布劳威尔认为,在这个数学的基本直觉中,联通和分离、连续和离散得到统一,并直接引出了线性连续统的直觉,即“介于”(between)的直觉。(布劳威尔《直觉主义和形式主义》)[4]93

阿伦特·海廷(Arend Heyting,1898-1980),他是布劳威尔的学生。继承了布劳威尔有关数学直觉主义的思想。他认为,直觉主义是从一定的、多少有点任意的假设出发的。它的主题是构造性的数学思想。这使得它处于经典数学之外。形式主义和直觉主义的差别在于,直觉主义的进行独立于形式化,形式化只能追随在数学构造的后面。逻辑不是直觉主义的立足点,数学构造在头脑中是很直接的,结论也应该是很清楚的,所以不需要任何基础。海廷主张,在描述直觉主义数学时,应当在日常生活中去理解。比如,在注视那边树木时,我确信我看到树木,而实际上光波达到我眼中,使我构造出树木这一信念需要相当的训练。这种观点是自然的。两个人说话,我向你灌输意见,实际制造了空气的震动。这是理论的构造。(阿伦特·海廷《论辩》)[4]77-88

迈克尔·达米特(又译米歇尔·杜麦特Michael Dummett,1925-2011),当代数学直觉主义学派的代表人物。达米特认为,数学首先是先验的,然后是分析的。达米特曾经从语言学角度和意义理论角度为直觉主义辩护。直觉主义关于数学陈述意义的解释避免了以真概念为核心概念的意义理论的不足,它把说话者关于数学陈述的理解与说话者使用这个陈述的实际能力结合在一起,因此具有很大的优点。从直觉主义关于数学陈述的意义说明出发,达米特提出了以证实为核心概念的新的意义理论的构想。[15]202达米特指出:“对于直觉主义逻辑来说,排中律的双重否定是有效的语义原则,就像二值逻辑认为排中律本身是有效的一样:断言任何陈述既不真也不假是不一致的。”[4]132

四、直觉主义的意义以及合理性

直觉主义对古典逻辑中的排中律和双重否定律等原理中的部分原则以及非构造性的结论持否定态度,也不承认数学中的实无限的对象和方法。数学的历史也表明,数学知识与理论不仅无法脱离对外部世界的永恒的依存关系,而且数学的错误不是通过限制数学,如排斥非构造数学和传统逻辑而得到克服的。数学真理的积累以及对谬误的抛弃是通过数学知识的不断增长和理论的不断完善获得的。一句话、数学的生命在于生生不息的创造过程中。庆幸的是,直觉主义由十其思想体系中某种先天的弱点而末成为数学的统治思想。但也应看到其构造思想的重要价值。[16]123-124可以说,直觉主义学派在本质上是主观和荒谬的,以直觉上的可构造性为由来绝对的肯定直觉派数学是不能真正解决问题的。但是,直觉主义揭示了经典逻辑只具有相对的真理性,在具体的数学工作中具有重要意义。

首先,数学哲学中的直觉主义学派高度认可直觉和个人的创造性思维在科学实践中的作用,推动了现代递归函数论的建立和发展,这无疑对数学的进步起到了很积极的作用。其次,直觉主义者倡导的构造性的能行性的研究方法,促进了人工智能和计算机科学的发展。这种积极探讨可行性方法在计算机数学以及计算机科学中具有重大的现实意义。第三,直觉主义数学哲学的思想方法在素质教育理论研究与实践上,具有宝贵的参考价值。在数学教育中,逻辑的作用很明显,其特征为,从已知知识出发,依据逻辑规则进行推导和演算,一步一步地达到对研究对象的认识。而直觉主义可以跳跃式地认知,虽然能一步得到正确答案,却无法说清楚其中的步骤。直觉主义虽排斥传统逻辑,但与逻辑关系十分密切,对培养良好的数学逻辑观念有着不可忽视的作用。另外,直觉主义有助于培养数学教育中大胆猜测的思维习惯。这种创新和探索精神有利于数学的进步和发展。

参考文献:

[1] 傅敏.直觉主义数学哲学研究及其对数学素质教育的启示[J].西北师范大学学报(自然科学版),1996(1).

[2] 诸葛殷同.对传统逻辑的有力挑战——评《经典逻辑与直觉主义逻辑》[J].哲学动态,1990(4).

[3] 柯华庆.直觉主义数学哲学的两个阶段[J].学术研究,2005(2).

[4] 保罗·贝纳塞拉夫(美),希拉里?普特南(美).数学哲学[M].北京:商务印书馆,2003.

[5] 黄秦安.数学哲学与数学 文化 [M].西安:陕西师范大学出版社,1999.

一、调查报告参考选题1、学前数学教育所面临的问题与挑战;2、小学数学教育所面临的问题与挑战;3、高中数学教育所面临的问题与挑战;4、数学新教材的特点及存在问题;5、数学学习中困难生的研究;6、数学学习困难生的认知特点、成因及其教学对策;7、数学学习态度、学习策略对中学生数学学习的影响;8、中学生数学能力的性差别的调查报告。9、影响解决数学问题的心理因素;10、教学媒体在数学教学中的作用;二、研究报告参考选题1、数和算术的教与学的研究;2、中学代数的教与学的研究;3、中性几何的教与学的研究;4、数学教学的创新;5、数学史在数学教育中的作用;6、数学教学评估的研究;7、初中数学新旧教材比较研究;8、培养学生解题能力的研究; 9、数学应用题解题困难分析及教学策略研究; 10、培养学生直觉思维能力的实验研究; 11、图形在中学数学中的实践研究; 12、小议现行中学几何课本的逻辑体系;13、浅谈数学学习兴趣的培养;14、如何处理数学学习中的认知冲突;15、对数学教育现状的分析与建议;16、如何评价高中学生的数学素质;17、数学教学中的“理论联系实际”;18、浅析课堂教学的师生互动;三、数学专题参考选题1、解析证法初探;2、反例在数学教学中的应用;3、谈谈类比法;4、数学教学中如何渗透分类讨论;5、注重创新性试题的设计;6、生活中处处有数学;7、数学几种课型的问题设计;8、浅谈几何证明;9、在不等式教学中培养学生的探究思维能力;10、谈平面几何入门的概念教学;11、数学教学设计随笔;12、代数变形常用技巧及其应用;13、“特征信息”的捕捉与解题最优化;14、反思教学中的一题多解;15、谈反函数的教学;16、观察法及其在数学教育研究中的应用;17、直觉思维在解题中的运用;18、数学方法论与数学教学——案例三则。

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大学数学论文范文

导语:无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我收集整理的论文,希望对大家有所帮助。

论文题目: 大学代数知识在互联网络中的应用

摘要: 代数方面的知识是数学工作者的必备基础。本文通过讨论大学代数知识在互联网络对称性研究中的应用,提出大学数学专业学生检验自己对已学代数知识的掌握程度的一种新思路,即思考一些比较前沿的数学问题。

关键词: 代数;对称;自同构

一、引言与基本概念

《高等代数》和《近世代数》是大学数学专业有关代数方面的两门重要课程。前者是大学数学各个专业最重要的主干基础课程之一,后者既是对前者的继续和深入,也是代数方面研究生课程的重要先修课程之一。这两门课程概念众多,内容高度抽象,是数学专业学生公认的难学课程。甚至,很多学生修完《高等代数》之后,就放弃了继续学习《近世代数》。即使对于那些坚持认真学完这两门课程的学生来讲,也未必能做到“不仅知其然,还知其所以然”,而要做到“知其所以然,还要知其不得不然”就更是难上加难了。众所周知,学习数学,不仅逻辑上要搞懂,还要做到真正掌握,学以致用,也就是“学到手”。当然,做课后习题和考试是检验是否学会的一个重要手段。然而,利用所学知识独立地去解决一些比较前沿的数学问题,也是检验我们对于知识理解和掌握程度的一个重要方法。这样做,不仅有助于巩固和加深对所学知识的理解,也有助于培养学生的创新意识和自学能力。笔者结合自己所从事的教学和科研工作,在这方面做了一些尝试。

互连网络的拓扑结构可以用图来表示。为了提高网络性能,考虑到高对称性图具有许多优良的性质,数学与计算机科学工作者通常建议使用具有高对称性的图来做互联网络的模型。事实上,许多著名的网络,如:超立方体网络、折叠立方体网络、交错群图网络等都具有很强的对称性。而且这些网络的构造都是基于一个重要的代数结构即“群”。它们的对称性也是通过其自同构群在其各个对象(如:顶点集合、边集合等)上作用的传递性来描述的。

下面介绍一些相关的概念。一个图G是一个二元组(V,E),其中V是一个有限集合,E为由V的若干二元子集组成的集合。称V为G的顶点集合,E为G的边集合。E中的每个二元子集{u,v}称为是图G的连接顶点u与v的一条边。图G的一个自同构f是G的顶点集合V上的一个一一映射(即置换),使得{u,v}为G的边当且仅当{uf,vf}也为G的边。图G的全体自同构依映射的合成构成一个群,称为G的全自同构群,记作Aut(G)。图G称为是顶点对称的,如对于G的任意两个顶点u与v,存在G的自同构f使得uf=v。图G称为是边对称的,如对于G的任意两条边{u,v}和{x,y},存在G的自同构f使得{uf,vf}={x,y}。

设n为正整数,令Z2n为有限域Z2={0,1}上的n维线性空间。由《近世代数》知识可知,Z2n的加法群是一个初等交换2群。在Z2n中取出如下n个单位向量:

e1=(1,0,…,0),e2=(0,1,0,…,0),en=(0,…,0,1)。

●n维超立方体网络(记作Qn)是一个以Z2n为顶点集合的图,对于Qn的任意两个顶点u和v,{u,v}是Qn的一条边当且仅当v-u=ei,其中1≤i≤n。

●n维折叠立方体网络(记作FQn)是一个以Z2n为顶点集合的图,对于Qn的任意两个顶点u和v,{u,v}是Qn的一条边当且仅当v-u=ei(1≤i≤n)或者v-u=e1+…+en。

●n维交错群图网络(记作AGn)是一个以n级交错群An为顶点集合的图,对于AGn的任意两个顶点u和v,{u,v}是AGn的一条边当且仅当vu-1=ai或ai-1,这里3≤i≤n,ai=(1,2,i)为一个3轮换。

一个自然的问题是:这三类网络是否是顶点对称的?是否边对称的?但值得我们注意的是,这些问题都可以利用大学所学的代数知识得到完全解决。

二、三类网络的对称性

先来看n维超立方体网络的对称性。

定理一:n维超立方体网络Qn是顶点和边对称的。

证明:对于Z2n中的任一向量x=(x1,…,xn),如下定义V(Qn)=Z2n上面的一个映射:f(x):u→u+x,u取遍V(Qn)中所有元素。容易验证f(x)是一个1-1映射。(注:这个映射在《高等代数》中已学过,即所谓的平移映射。)而{u,v}是Qn的一条边,当且仅当v-u=ei(1≤i≤n),当且仅当vf(x)-uf(x)=ei(1≤i≤n),当且仅当{v(fx),u(fx)}是Qn的一条边。所以,f(x)也是Qn的一个自同构。这样,任取V(Qn)中两个顶点u和v,则uf(v-u)=v。从而说明Qn是顶点对称的。

下面证明Qn是边对称的。只需证明:对于Qn的任一条边{u,v},都存在Qn的自同构g使得{ug,vg}={0,e1},其中0为Z2n中的零向量。事实上,{uf(-u),vf(-u)}={0,v-u},其中v-u=ei(1≤i≤n)。显然,e1,…,ei-1,ei,ei+1,…,en和ei,…,ei-1,e1,ei+1,…,en是Z2n的两组基向量。由《高等代数》知识可知存在Z2n上的可逆线性变换t使得t对换e1和ei而不动其余向量。此时易见,若{a,b}是Qn的一条边,则a-b=ej(1≤j≤n)。若j=1,则at-bt=ei;若j=i,则at-bt=e1;若j≠1,i,则at-bt=ej;所以{at,bt}也是Qn的一条边。由定义可知,t是Qn的一个自同构。进一步,{0t,(v-u)t}={0,e1},即{uf(-u)t,vf(-u)t}={0,e1}。结论得证。

利用和定理一相似的办法,我们进一步可以得到如下定理。

定理二:n维折叠立方体网络FQn是顶点和边对称的。

最后,来决定n维交错群图网络的对称性。

定理三:n维交错群图网络AGn是顶点和边对称的。

证明:首先,来证明AGn是顶点对称的。给定An中的一个元素g,如下定义一个映射:R(g):x→xg,其中x取遍An中所有元素。容易验证R(g)为AGn顶点集合上上的一个1-1映射。(注:这个映射在有限群论中是一个十分重要的'映射,即所谓的右乘变换。)设{u,v}是AGn的一条边,则vu-1=ai或ai-1,这里1≤i≤n。易见,(vg)(ug)-1=vu-1。所以,{vR(g),uR(g)}是AGn的一条边。因此,R(g)是AGn的一个自同构。这样,对于AGn的任意两个顶点u和v,有uR(g)=v,这里g=u-1v。这说明AGn是顶点对称的。

下面来证明AGn是边对称的。只需证明对于AGn的任一条边{u,v},都存在AGn的自同构g使得{ug,vg}={e,a3},其中e为An中的单位元。给定对称群Sn中的一个元素g,如下定义一个映射:C(g):x→g-1xg,其中x取遍An中所有元素。由《近世代数》知识可知,交错群An是对称群Sn的正规子群。容易验证C(g)是AGn的顶点集合上的一个1-1映射。(注:这个映射其实就是把An中任一元素x变为它在g下的共轭。这也是有限群论中一个十分常用的映射。)令x=(1,2),y(j)=(3,j),j=3,…,n。下面证明C(x)和C(y(j))都是AGn的自通构。取{u,v}为AGn的任一条边,则vu-1=ai或ai-1。从而,vC(x)(u-1)C(x)=(x-1vx)(x-1u-1x)=x-(1vu-1)x=ai-1或ai。

因此,{uC(x),vC(x)}也是AGn的一条边。从而说明C(x)是AGn的自通构。同理,若j=i,有vC(y(j))(u-1)C(y(j))=a3-1或a3;若j≠i,则有vC(y(j))(u-1)C(y(j))=ai-1或ai。这说明{uC(y(j)),vC(y(j))}也是AGn的一条边,从而C(y(j))是AGn的自通构。现在,对于AGn的任一条边{u,v},令g=u-1,则{uR(g),vR(g)}={e,vu-1}={e,ai}或{e,ai-1}。若i=3,则{e,a3-1}C(x)={e,a3}。而若i≠3,则{e,ai}C(y(j))={e,a3}而{e,ai-1}C(y(j))={e,a3-1}。由此可见,总存在AGn的自同构g使得{ug,vg}={e,a3},结论得证。

至此,完全决定了这三类网络的对称性。不难看出,除了必要的图论概念外,我们的证明主要利用了《高等代数》和《近世代数》的知识。做为上述问题的继续和深入,有兴趣的同学还可以考虑以下问题:

1、这些网络是否具有更强的对称性?比如:弧对称性?距离对称性?

2、完全决定这些网络的全自同构群。

实际上,利用与上面证明相同的思路,结合对图的局部结构的分析,利用一些组合技巧,这些问题也可以得到解决。

三、小结

大学所学代数知识在数学领域中的许多学科、乃至其他领域都有重要的应用。笔者认为任课教师可以根据自己所熟悉的科研领域,选取一些与大学代数知识有紧密联系的前沿数学问题,引导一些学有余力的学生开展相关研究,甚至可以吸引一些本科生加入自己的课题组。当然,教师要给予必要的指导,比如讲解相关背景知识、必要的概念和方法等。指导学生从相对简单的问题入手,循序渐进,由易到难,逐步加深对代数学知识的系统理解,积累一些经验,为考虑进一步的问题奠定基础。

结束语

本文所提到的利用《高等代数》和《近世代数》的知识来研究网络的对称性就是笔者在教学工作中曾做过的一些尝试。在该方面,笔者指导完成了由三名大三学生参加的国家级大学生创新实验项目一项。这样以来,学生在学习经典数学知识的同时,也可以思考一些比较前沿的数学问题;学生在巩固已学知识的同时,也可以激发其学习兴趣,训练学生的逻辑思维,培养学生的创新思维,以及独立发现问题和解决问题的能力。

【摘要】

随着数学文化的普及与应用,学术界开始重视对于数学文化的相关内容进行挖掘,这其中数学史在阶段我国大学数学教学之中,具有着重要的意义。从实现大学数学皎月的两种现象进行分析,在揭示数学本质的基础上,着重分析数学史在我国大学数学教育之中的重要作用,强调在数学教学之中利用数学史进行启发式教学活动。本文从数学史的角度,对于大学数学教学进行全面的分析,从中分析出适合我国大学数学教育的主要意义与作用。

【关键词】

数学史;大学数学教育;作用

一、引言

数学史是数学文化的一个重要分支,研究数学教学的重要部分,其主要的研究内容与数学的历史与发展现状,是一门具有多学科背景的综合性学科,其中不仅仅有具体的数学内容,同时也包含着历史学、哲学、宗教、人文社科等多学科内容。这一科目,距今已经有二千年的历史了。其主要的研究内容有以下几个方面:

第一,数学史研究方法论的相关问题;

第二,数学的发展史;

第三,数学史各个分科的历史;

第四,从国别、民族、区域的角度进行比较研究;

第五,不同时期的断代史;

第六、数学内在思想的流变与发展历史;

第七,数学家的相关传记;

第八,数学史研究之中的文献;

第九,数学教育史;

第十,数学在发展之中与其他学科之间的关系。

二、数学史是在大学数学教学之中的作用

数学史作为数学文化的重要分支,对于大学数学教学来说,有着重要的作用。利用数学史进行教学活动,由于激发学生的学习兴趣,锻炼学生的思维习惯,强化数学教学的有效性。

笔者根据自身的教学经验,进行了如下总结:首先,激发学生的学习兴趣,在大学数学的教学之中应用数学史,进行课堂教学互动,可以最大限度的弱化学生在学习之中的困难,将原本枯燥、抽象的数学定义,转变为简单易懂的生动的事例,具有一定的指导意义,也更便于学生理解。

从学生接受性的角度来讲,数学史促进了学生的接受心理,帮助学生对于数学概念形成了自我认知,促进了学生对于知识的透彻掌握,激发了学生兴趣的产生。其次,锻炼学生的创新思维习惯,数学史实际意义上来说,有很多讲授数学家在创新思维研发新的理论的故事,这些故事从很多方面对于当代大学生据有启迪作用。例如数学家哈密顿格拉斯曼以及凯利提出的不同于普通代数的具有某种结构的规律的代数的方法代开了抽象代数的研究时代。用减弱或者勾去普通代数的各种各样的假设,或者将其中一个或者多个假定代之一其他的假定,就有更多的体系可以被研究出来。这种实例,实际上让学生从更为根本的角度对于自己所学的代数的思想进行了了解,对于知识的来龙去脉也有了一定的认识,针对这些过程,学生更容易产生研究新问题的思路与方法。

再次,认识数学在社会生活之中的广泛应用,在以往的大学数学教学之中,数学学科往往是作为一门孤立的学科而存在的,其研究往往是形而上的研究过程,人们对于数学的理解也是枯燥的,是很难真正了解到其内涵的。但是数学史的应用,与其在大学数学教学之中的应用,可以让学生了解到更多的在社会生活之中的数学,在数学的教学之中使得原本枯燥的理论更加贴近生活,更加具有真实性,将原本孤立的学科,拉入到了日常生活之中。从这一点上来说,数学史使得数学更加符合人类科学的特征。

三、数学史在大学数学教学之中的应用

第一,在课堂教学之中融入数学史,以往枯燥的数学课堂教学,学生除了记笔记验算,推导以外,只能听老师讲课,课堂内容显得比较生硬,教师针对数学史的作用,可以在教学之中融入数学史,在教学活动之中将数学家的个人传记等具有生动的故事性的数学史内容,进行讲解,提高学生对于课堂教学的兴趣。例如一元微积分学的相关概念,学生在普通的课堂之中,很难做到真正意义的掌握,而更具教学大纲,多数老师的教学设计是:极限——导数与微分——不定积分——定积分。这种传统的教学方式虽然比较呼和学生的一般认知规律,但是却忽视了其产生与又来,教师在教学之中可穿插的讲授拗断——莱布尼茨公式的又来,将微积分艰难的发展史以故事的形式呈现出来,更加便于学生理解的同时也激发了学生的学习热情。

第二,利用数学方法论进行教学,数学方法论是数学史的之中的有机组成部分,而方法论的探索对于大学数学教学来说,也具有着重要的意义,例如在极限理论的课堂教学来说,除了单纯的对于极限的相关概念进行讲解的基础上,也可以将第二次数学危机以及古希腊善跑英雄阿基里斯永远追不上乌龟等相关故事,融入到课堂之中。这种让学生带着疑问的听课方式,更进一步促进了学生对于教学内容的兴趣,全面的促进了学生在理解之中自然而然的形成了理解极限的形成思想,并逐渐的享受自身与古代数学家的共鸣,从而促进自身对于数学的理解,提高学生的学习兴趣,进一步提高课堂的教学效果。所以,在大学数学课堂教学之中,融入数学史的相关内容,不仅具有积极的促进作用,同时在实践之中,也具有一定的可操作性。这种教学模式与方法对于提高我国大学数学教学的质量有着积极的推动作用,同时也更进一步推动了大学数学教学改革的进行。

作为工科类大学公共课的一种,高等数学在学生思维训练上的培养、训练数学思维等上发挥着重要的做用。进入新世纪后素质教育思想被人们越来越重视,如果还使用传统的教育教学方法,会让学生失去学习高等数学的积极性和兴趣。以现教育技术为基础的数学建模,在实际问题和理论之间架起沟通的桥梁。在实际教学的过程中,高数老师以课后实验着手,在高等数学教学中融入数学建模思想,使用数学建模解决实际问题。

一、高等数学教学的现状

(一)教学观念陈旧化

就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及逻辑思维能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。

(二)教学方法传统化

教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。

二、建模在高等数学教学中的作用

对学生的想象力、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。

高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。

三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体措施

(一)在公式中使用建模思想

在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。

(二)讲解习题的时候使用数学模型的方式

课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。

(三)组织学生积极参加数学建模竞赛

一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。

四、结束语

高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。

想想,初中都学了那些?我在上中学时都没写过论文,现在上初中都要写论文啦?真是悲剧呀!但初中的数学还是很简单的,写一篇论文,可以联系到自己已经上过的知识。下面给你一些建议: 可以写,对任意的二元一次方程组的解转换为图形的交点问题。 还有,不知道三角函数有没有上,如果上了可以论证三角公式,比如说,(sinA)^2+(cosA)^2=1,(tanX)^2=(secX)^2-1

1、数学中的研究性学习2、数字危机3、中学数学中的化归方法4、高斯分布的启示5、a2+b2≧2ab的变形推广及应用6、网络优化7、泰勒公式及其应用8、浅谈中学数学中的反证法9、数学选择题的利和弊10、浅谈计算机辅助数学教学11、论研究性学习12、浅谈发展数学思维的学习方法13、关于整系数多项式有理根的几个定理及求解方法14、数学教学中课堂提问的误区与对策15、中学数学教学中的创造性思维的培养16、浅谈数学教学中的“问题情境”17、市场经济中的蛛网模型18、中学数学教学设计前期分析的研究19、数学课堂差异教学20、浅谈线性变换的对角化问题21、圆锥曲线的性质及推广应用22、经济问题中的概率统计模型及应用23、通过逻辑趣题学推理24、直觉思维的训练和培养25、用高等数学知识解初等数学题26、浅谈数学中的变形技巧27、浅谈平均值不等式的应用28、浅谈高中立体几何的入门学习29、数形结合思想30、关于连通性的两个习题31、从赌博和概率到抽奖陷阱中的数学32、情感在数学教学中的作用33、因材施教 因性施教34、关于抽象函数的若干问题35、创新教育背景下的数学教学36、实数基本理论的一些探讨37、论数学教学中的心理环境38、以数学教学为例谈谈课堂提问的设计原则39、不等式证明的若干方法40、试论数学中的美41、数学教育与美育42、数学问题情境的创设43、略谈创新思维44、随机变量列的收敛性及其相互关系45、数字新闻中数学应用46、微积分学的发展史47、利用几何知识求函数最值48、数学评价应用举例49、数学思维批判性50、让阅读走进数学课堂51、开放式数学教学52、浅谈中学数列中的探索性问题53、论数学史的教育价值54、思维与智慧的共享——从建构主义到讨论法教学55、微分方程组中的若干问题56、由“唯分是举”浅谈考试改革57、随机变量与可测函数58、二阶变系数齐次微分方程的求解问题59、一种函数方程的解法60、积分中值定理的再讨论对原函数存在条件的试探分块矩阵的若干初等运算 函数图像中的对称性问题 泰勒公式及其应用微分中值定理的证明和应用一元六次方程的矩阵解法‘数学分析’对中学数学的指导作用 “1”的妙用“数形结合”在解题中的应用 “数学化”及其在数学教学中的实施 “一题多解与一题多变”在培养学生思维能力中的应用 《几何画板》与数学教学 《几何画板》在圆锥曲线中的应用举例 Cauchy中值定理的证明及应用 Dijkstra最短路径算法的一点优化和改进 Hamilton图的一个充分条件 HOLDER不等式的推广与应用 n阶矩阵m次方幂的计算及其应用 R积分和L积分的联系与区别 Schwarz积分不等式的证明与应用 Taylor公式的几种证明及若干应用 Taylor公式的若干应用 Taylor公式的应用 Taylor公式的证明及其应用 Vandermonde行列式的应用及推广

论文参考题目

1、非10进制记数的利和弊。

2、数的概念的发展与人类认识能力提高的关系。

3、比较古代埃及人和古代巴比伦人解方程的方法,探讨他们各自对后来的数学发展的启迪作用。

4、为什么毕达哥拉斯学派关于不可公度量的发现会在数学中产生危机?

5、欧几里得《原本》中的代数。

6、欧几里德《几何原本》与公理化思想;

7、在几何学中有没有“王者之路”。

8、无所不在的斐波那契数列。

9、文艺复兴时期数学发展的重要因素。

10、达•芬奇与数学。

11、十进制小数的历史。

12、圆周率的历史作用。

13、“圆”中的数学文化。

14、明代中国商业算术处于突出地位的原因。

15、近代中国数学落后的原因。

16、芝诺悖论与微积分的关系。

17、未解决的问题在数学中的重要性。

17、黄金分割引出的数学问题。

18、试论数学悖论对数学发展的影响。

19、第一次数学危机及其克服。

20、第二次数学危机及其克服。

21、第三次数学危机及其克服。

22、数学对当代社会文化的影响。

23、试论数学的发展对人类社会的进步的推动作用。

24、从历史观看数学。

25、数学符号的价值。

26、谈对数学本质的认识。

27、试论数学科学的价值。

28、函数概念的发展。

29、空间概念的发展。

30、曲线概念的发展。

31、数学对天文学的推动。

32、数学中无穷思想的发展。

33、数学中的美。

34、音乐中的数学。

35、艺术中的数学。

36、浅谈数学语言的特点。

37、论数学的抽象性。

38、关于数学的严谨性。

39、关于数学的真理性。

40、数学家的不幸。

41、数学家的幸运。

42、从数学史中扩展的数学知识。

43、从程大位的《算法统宗》“首篇”河图、洛书等看《易经》与珠算之联44、梵语的盛行——十进制的发明之谜 45、中国古代数学发展缓慢的启示

46、从矩阵的萌芽论中国传统数学的文化底蕴

47、《九章算术》刘徽注中的算法分析工作与算法分析思想

48、《费马大定理》读后感 49、黎曼猜想浅谈

50、再论《巧排九方》——一个传统的数字推理趣题之详解及其推广

51.、数学史上的三次危机

52、笛卡儿解析几何思想的文化内涵 53、理性数学的哲学起源

54、中国数学教育史研究进展

希望对你有帮助。

数学文化与数学史论文

论文参考题目

1、非10进制记数的利和弊。

2、数的概念的发展与人类认识能力提高的关系。

3、比较古代埃及人和古代巴比伦人解方程的方法,探讨他们各自对后来的数学发展的启迪作用。

4、为什么毕达哥拉斯学派关于不可公度量的发现会在数学中产生危机?

5、欧几里得《原本》中的代数。

6、欧几里德《几何原本》与公理化思想;

7、在几何学中有没有“王者之路”。

8、无所不在的斐波那契数列。

9、文艺复兴时期数学发展的重要因素。

10、达•芬奇与数学。

11、十进制小数的历史。

12、圆周率的历史作用。

13、“圆”中的数学文化。

14、明代中国商业算术处于突出地位的原因。

15、近代中国数学落后的原因。

16、芝诺悖论与微积分的关系。

17、未解决的问题在数学中的重要性。

17、黄金分割引出的数学问题。

18、试论数学悖论对数学发展的影响。

19、第一次数学危机及其克服。

20、第二次数学危机及其克服。

21、第三次数学危机及其克服。

22、数学对当代社会文化的影响。

23、试论数学的发展对人类社会的进步的推动作用。

24、从历史观看数学。

25、数学符号的价值。

26、谈对数学本质的认识。

27、试论数学科学的价值。

28、函数概念的发展。

29、空间概念的发展。

30、曲线概念的发展。

31、数学对天文学的推动。

32、数学中无穷思想的发展。

33、数学中的美。

34、音乐中的数学。

35、艺术中的数学。

36、浅谈数学语言的特点。

37、论数学的抽象性。

38、关于数学的严谨性。

39、关于数学的真理性。

40、数学家的不幸。

41、数学家的幸运。

42、从数学史中扩展的数学知识。

43、从程大位的《算法统宗》“首篇”河图、洛书等看《易经》与珠算之联44、梵语的盛行——十进制的发明之谜 45、中国古代数学发展缓慢的启示

46、从矩阵的萌芽论中国传统数学的文化底蕴

47、《九章算术》刘徽注中的算法分析工作与算法分析思想

48、《费马大定理》读后感 49、黎曼猜想浅谈

50、再论《巧排九方》——一个传统的数字推理趣题之详解及其推广

51.、数学史上的三次危机

52、笛卡儿解析几何思想的文化内涵 53、理性数学的哲学起源

54、中国数学教育史研究进展

希望对你有帮助。

数学作为一种文化现象,早已是人们的常识.历史地看,古希腊和文艺复兴时期的文化名人,往往本身就是数学家.进入21世纪之后,数学文化的研究更加深入.一个重要的标志是数学文化走进中小学课堂,渗入实际数学教学,努力使学生在学习数学过程中真正受到文化感染,产生文化共鸣,体会数学的文化品位,体察社会文化和数学文化之间的互动.中国在春秋战国时期也有百家争鸣的学术风气,但是没有实行古希腊统治者之间的民主政治,而是实行君王统治制度.春秋战国时期,也是知识分子自由表达见解的黄金年代.当时的思想家和数学家,主要目标是帮助君王统治臣民,管理国家.因此,中国的古代数学,多半以"管理数学"的形式出现,目的是为了丈量田亩,兴修水利,分配劳力,计算税收,运输粮食等国家管理的实用目标.理性探讨在这里退居其次.因此,从文化意义上看,中国数学可以说是"管理数学"和"木匠数学",存在的形式则是官方的文书.古希腊的文化时尚,是追求精神上享受,以获得对大自然的理解为最高目标.因此,"对顶角相等"这样的命题,在《几何原本》里列入命题15,借助公理3(等量减等量,其差相等)给予证明.在中国的数学文化里,不可能给这样的直观命题留下位置. 同样,中国数学强调实用的管理数学,却在算法上得到了长足的发展.负数的运用,解方程的开根法,以及杨辉(贾宪)三角,祖冲之的圆周率计算,天元术那样的精致计算课题,也只能在中国诞生,而为古希腊文明所轻视. 我们应当充分重视中国传统数学中的实用与算法的传统,同时又必须吸收人类一切有益的数学文化创造,包括古希腊的文化传统.当进入21世纪的时候,我们作为地球村的村民,一定要溶入世界数学文化,将民族性和世界性有机地结合起来.揭示数学文化内涵,走出数学孤立主义的阴影。数学的内涵,包括用数学的观点观察现实,构造数学模型,学习数学的语言,图表,符号表示,进行数学交流.通过理性思维,培养严谨素质,追求创新精神,欣赏数学之美.半个多世纪以前,著名数学家柯朗在名著《数学是什么》的序言中这样写道:"今天,数学教育的传统地位陷入严重的危机.数学教学有时竟变成一种空洞的解题训练.数学研究已出现一种过分专门化和过于强调抽象的趋势,而忽视了数学的应用以及与其他领域的联系.教师学生和一般受过教育的人都要求有一个建设性的改造,其目的是要真正理解数学是一个有机整体,是科学思考与行动的基础." 2002年8月20日,丘成桐接受《东方时空》的采访时说:"我把《史记》当作歌剧来欣赏","由于我重视历史,而历史是宏观的,所以我在看数学问题时常常采取宏观的观点,和别人的看法不一样." 这是一位数学大家的数学文化阐述. 《文汇报》2002年8月21日摘要刊出钱伟长的文章《哥丁根学派的追求》,其中提到:"这使我明白了:数学本身很美,然而不要被它迷了路.应用数学的任务是解决实际问题,不是去完善许多数学方法,我们是以解决实际问题为己任的.从这一观点上讲,我们应该是解决实际问题的优秀'屠夫',而不是制刀的'刀匠',更不是那种一辈子欣赏自己的刀多么锋利而不去解决实际问题的刀匠."这是一个力学家的数学文化观.和所有文化现象一样,数学文化直接支配着人们的行动.孤立主义的数学文化,一方面拒人于千里之外,使人望数学而生畏;另一方面,又孤芳自赏,自言自语,令人把数学家当成"怪人".学校里的数学,原本是青少年喜爱的学科,却成为过滤的"筛子",打人的"棒子".优秀的数学文化,会是美丽动人的数学王后,得心应手的仆人,聪明伶俐的宠物.伴随着先进的数学文化,数学教学会变得生气勃勃,有血有肉,光彩照人.多侧面地开展数学文化研究谈到数学文化,往往会联想到数学史.确实,宏观地观察数学,从历史上考察数学的进步,确实是揭示数学文化层面的重要途径.但是,除了这种宏观的历史考察之外,还应该有微观的一面,即从具体的数学概念,数学方法,数学思想中揭示数学的文化底蕴.以下将阐述一些新视角,力求多侧面地展现数学文化.1. 数学和文学.数学和文学的思考方法往往是相通的.举例来说,中学课程里有"对称",文学中则有"对仗".对称是一种变换,变过去了却有些性质保持不变.轴对称,即是依对称轴对折,图形的形状和大小都保持不变.那么对仗是什么 无非是上联变成下联,但是字词句的某些特性不变.王维诗云:"明月松间照,清泉石上流".这里,明月对清泉,都是自然景物,没有变.形容词"明"对"清",名词"月"对"泉",词性不变.其余各词均如此.变化中的不变性质,在文化中,文学中,数学中,都广泛存在着.数学中的"对偶理论",拓扑学的变与不变,都是这种思想的体现.文学意境也有和数学观念相通的地方.徐利治先生早就指出:"孤帆远影碧空尽",正是极限概念的意境.2.欧氏几何和中国古代的时空观.初唐诗人陈子昂有句云:"前不见古人,后不见来者,念天地之悠悠,独怆然而涕下."这是时间和三维欧几里得空间的文学描述.在陈子昂看来,时间是两头无限的,以他自己为原点,恰可比喻为一条直线.天是平面,地是平面,人类生活在这悠远而空旷的时空里,不禁感慨万千.数学正是把这种人生感受精确化,形式化.诗人的想象可以补充我们的数学理解.3. 数学与语言.语言是文化的载体和外壳.数学的一种文化表现形式,就是把数学溶入语言之中."不管三七二十一"涉及乘法口诀,"三下二除五就把它解决了"则是算盘口诀.再如"万无一失",在中国语言里比喻"有绝对把握",但是,这句成语可以联系"小概率事件"进行思考."十万有一失"在航天器的零件中也是不允许的.此外,"指数爆炸""直线上升"等等已经进入日常语言.它们的含义可与事物的复杂性相联系(计算复杂性问题),正是所需要研究的."事业坐标""人生轨迹"也已经是人们耳熟能详的词语.4. 数学的宏观和微观认识.宏观和微观是从物理学借用过来的,后来变成一种常识性的名词.以函数为例,初中和高中的函数概念有变量说和对应说之分,其实是宏观描述和微观刻画的区别.初中的变量说,实际上是宏观观察,主要考察它的变化趋势和性态.高中的对应则是微观的分析.在分段函数的端点处,函数值在这一段,还是下一段,差一点都不行.政治上有全局和局部,物理上有牛顿力学与量子力学,电影中有全景和细部,国画中有泼墨山水画和工笔花鸟画,其道理都是一样的.是否要从这样的观点考察函数呢 5. 数学和美学."1/2+1/3=2/5 "是不是和谐美 二次方程的求根公式美不美 这涉及到美学观.三角函数课堂上应该提到音乐,立体几何课总得说说绘画,如何把立体的图形画在平面上.欣赏艾舍尔的画,计算机画出的分形图,也是数学美的表现.

哦,这个........

可以解决生活的实际问题。

数学中有哲学论文题目

1、几个带参数的二阶边界值问题的正解的存在性研究2、关于丢番图方程1+x+y=z的一类特殊情况的研究3、变限积分函数的性质及应用4、有限集上函数的迭代及其应用希望以上回答对你有帮助!————————————————————世界上没有任何东西是完美的,文章也是一样,我不敢保证我们团写出来的文章一定会让你捧上奖杯,获得名次。但这里面承载的心血和汗水不比任何写作团来的少,因为责任就是肩膀上的大山。不是我们写不出华丽清晰的文章,而是不可预定的因素太多,轻易地给您承诺说我是最好的恰恰说明了我的不成熟和轻浮。我想我简单的介绍并不能让你感觉眼前一亮,但你细细的品读定会感觉我们团靠谱务实的作风。

在人类历史发展和社会生活中,数学发挥着不可替代的作用,同时也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。关于数学方面的论文我们可以写哪些呢?下面我给大家带来关于数学方向的优秀论文题目有哪些,希望能帮助到大家!

最全组合数学论文题目

1、并行组合数学模型方式研究及初步应用

2、数学规划在非系统风险投资组合中的应用

3、金融经济学中的组合数学问题

4、竞赛数学中的组合恒等式

5、概率 方法 在组合数学中的应用

6、组合数学中的代数方法

7、组合电器局部放电超高频信号数学模型构建和模式识别研究

8、概率方法在组合数学中的某些应用

9、组合投资数学模型发展的研究

10、高炉炉温组合预报和十字测温数学建模

11、证券组合的风险度量及其数学模型

12、组合数学中的Hopf方法

13、PAR方法在组合数学问题中的应用研究

14、概率方法在组合数学及混合超图染色理论中的应用

15、一些算子在组合数学中的应用

16、陀螺/磁强计组合定姿方法的相关数学问题研究

17、高中数学人教版新旧教材排列组合内容的比较研究

18、生物絮凝吸附-曝气生物滤池组合工艺处理生活污水的数学模拟研究

19、基于数学形态学-小波分析组合算法的牵引网故障判定方法

20、证券组合投资的灰色优化数学模型的研究

21、一些算子在组合数学中的应用

22、概率方法在组合数学中的应用

23、组合数学中的Hopf方法

24、概率方法在组合数学中的某些应用

25、概率方法在组合数学及混合超图染色理论中的应用

26、竞赛数学中的组合恒等式

27、Stern-Lov醩z定理及在组合结构中的应用

28、几类特殊图形的渐近估计及数值解

29、Fine格路和有禁错排

30、基于DFL的Agent自主学习模型及其应用研究

31、基于DFL的多Agent自动推理平台设计

32、预应力混凝土斜拉桥施工监控概率方法研究

33、最大概率方法与最近邻准则下的图像标注

34、亚式期权定价的偏微分方程方法和概率方法

35、编目空间碎片的碰撞概率方法研究及应用

36、基于概率方法的机器人定位

37、民用建筑内部给水设计秒流量的概率方法研究

38、图论中的组合方法和概率方法

39、物理概率方法预估贮存寿命研究

40、静载下结构参数识别的误差分析和概率方法

41、概率方法在组合计数证明中的应用

42、基于非概率方法的结构全寿命总费用评估

43、概率方法在组合数学中的应用

44、概率方法与邻点可区别全染色的色数上界

45、既有钢筋混凝土结构耐久性评定的概率方法

46、概率方法在多任务EEG脑机接口中的应用研究

47、应用概率方法对居住小区给水设计秒流量的推求

48、概率方法与图的染色问题

49、概率方法对居住小区设计秒流量的推求

50、概率方法在组合数学中的某些应用

51、概率方法在组合恒等式证明中的应用

52、遗传算法的研究与应用

53、基于空间算子代数理论的链式多体系统递推动力学研究

54、关于Weidmann猜想及具有转移条件微分算子的研究

55、实数编码遗传算法杂交算子组合研究

56、基于OWA算子理论的混合型多属性群决策研究

57、序列算子与灰色预测模型研究

58、具有转移条件的Sturm-Liouville算子和具有点作用的Schrodinger算子谱分析的研究

59、高精度径向基函数拟插值算子的构造及其应用

60、多线性算子加权Hardy算子与次线性算子的相关研究

数学建模论文题目

1、高中数学核心素养之数学建模能力培养的研究

2、小学数学建模数字化教学的设计与实施策略——以“自行车里的数学问题”为例

3、培养低年段学生数学建模意识的微课教学

4、信息化背景下数学建模教学策略研究

5、数学建模思想融入解析几何的实际应用探讨

6、以数学建模为平台培养大学生创新能力的SWOT分析──以内蒙古农业大学为例

7、基于高等数学建模思维的经济学应用

8、以数学建模促进应用型本科院校数学专业的发展

9、高等代数在数学建模中的应用探讨

10、融入数学建模思想的线性代数案例教学研究

11、以“勾股定理的应用”为例谈初中数学的建模教学

12、经管概率统计中的数学建模思想研究——评《经管与 财税 基础》

13、数学建模实例——河西学院校内充电站最佳选址问题

14、基于数学建模探讨高职数学的改革途径

15、大数据时代大学生数学建模应用能力的提升研究

16、“数学写作之初见建模”教学设计及思考

17、大学数学教学过程中数学建模意识与方法的培养简析

18、基于建模思想的高等数学应用研究

19、小学数学建模教学实践

20、依托对口支援平台培养大学生的数学建模能力

21、跨界研究在数学建模教与学中的应用

22、基于结构参数的机织物等效导热率数学建模

23、数学建模对大学生综合素质影响的调查研究

24、计算机数学建模中改进遗传算法与最小二乘法应用

25、数学建模在高中数学课堂的教学策略分析

26、发动机特性数字化处理与数学建模

27、数学建模中的数据处理——以大型百货商场会员画像描绘为例

28、数学建模竞赛对医学生 学习态度 和自学能力的影响

29、数学建模思想与高等数学教学的融会贯通

30、试论数学建模思想在小学数学教学中的应用

31、浅析飞机地面空调车风量测控系统数学建模及工程实施

32、高中数学教学中数学建模能力的培养——基于核心素养的视角

33、注重数学建模 提炼解题思路——对中考最值问题的探究

34、在数学建模教学中培养思维的洞察力

35、刍议数学建模思想如何渗透于大学数学教学中

36、数学建模竞赛背景下对高校数学教学的思考

37、数学建模课程对高职学生创新能力的培养探究

38、高等数学教学中数学建模思想方法探究

39、初中数学教学中数学建模思想的渗透

40、无线激光通信网络海量信息快速调度数学建模

41、基于多元线性回归模型的空气质量数据校准——2019年大学生数学建模竞赛D题解析

42、中学数学建模教学行为探究

43、数学建模竞赛成果诊断倒逼教学资源库优化的机制研究

44、基于数学建模活动的高校数学教学改革

45、数学建模与应用数学的结合研究

46、谈初中数学建模能力的培养

47、数学建模在初中数学应用题解答中的运用

48、基于数学建模思想的高等数学 教学方法 研究

49、数学建模融入高等数学翻转课堂模式研究

50、数学软件融入数学建模课程教学的探讨

最新小学数学教学论文题目

小学数学教材问题探析

小学数学生活化教学研究

小学数学___教学方法有效性分析

小学数学多媒体课件设计研究

小学生数学思维培养探究

小学数学中创新意识的培养

数学作业批改中巧用评语

新课标下小学数学教学改革研究

数学游戏在小学数学教学中的应用

《9和几的进位加法》教学设计

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小学数学学困生的转化策略

小学数学教学中的情感教育

《六的乘法口诀》教学 反思

浅谈数学课堂中学生问题意识的培养

问答式学习课堂教学怎样转向小组合作学习

浅谈农村课堂的有效交流

浅谈在实践活动中提高学生解决实际问题的能力

浅谈小学应用题教学

浅谈学生合作意识的培养

“层次性体验”在数学课堂中的应用

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“观察、 品味、 顿悟” 我谈小学数学空间与图形教学

浅谈小学数学课堂教学中的“留白”

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在数学的哲学中,直觉主义可谓引起引起了现代学术思想的一次革命。数学与哲学的关系一是人们谈论的问题。以下是我整理的数学与哲学的论文的相关资料,欢迎阅读!

摘要:在数学哲学中,直觉主义可谓引起引起了现代学术思想的一次革命。虽然直觉主义可以追溯到康德,甚至柏拉图。然而,它是近现代的,20世纪前20年,它作为一个独立的数学哲学思潮而闻名。它是逻辑学哲学中的一次风暴逆袭,是经典数学的有力挑战者。直觉主义强调“构造”,出发于“心智”。直觉主义把整个自然数论视为整个数学的基础,直觉主义拒绝排中律和反证律,抵制实无穷而推崇潜无穷。随着计算机的产生和发展,直觉主义在数字构造中起到了积极的应用。同时,直觉主义对数学哲学的创新 教育 等方面都有着不可忽视的影响。

关键词:数学哲学 直觉主义 传统逻辑 布劳威尔

一、 “存在必须是被构造”——直觉主义的产生

直觉(intuition)一词意为未经充分逻辑推理的,直观的,直接领捂事物本质的思考。与H.柏格森、B.克罗齐、E.胡塞尔等人的直觉主义不同,我们这里所研究的“直觉”并不是指主体对于客观事物的一种直接把握能力,而是指思维的本能上的一种心智活动。在这里,直觉主义提倡的直觉,并非辩证唯物主义的“直观的感觉”,其本意是“先验的心智构造”,以此为出发点,形成了对数学对象“存在性”与“可构造性”等同的要求。[1]直觉主义哲学是一种反理性主义的唯心主义哲学思潮。数学研究中的构造主义是一种有关数学基础的观点,它主张自然数及其某些规律和 方法 ,特别是数学归纳法,是可靠的出发点, 其它 一切数学对象和理论都应该从自然数构造出来。[2]“存在必须是被构造”,这是直觉主义派最著名的 口号 。也因此,直觉主义是一种构造逻辑。直觉派认为,数学中的概念和方法都是必须可以被构造的,非构造性的证明不是直觉主义者能接受的。在数学领域中,集合论悖论的问题不可能通过对已有的数学作某种局部的修改和限制加以解决,而必须依靠一些可信的标准对已有的数学进行全面的审视和改造。直觉主义认为逻辑依赖于数学,而非数学依赖逻辑。数学建立在直觉的基础上。同时,直觉主义认为哲学、逻辑甚至计数等概念都比数学复杂得多,不能作为数学的基础,数学的基础需要更简单、更直接的概念,它就是直觉,直觉是心智的一项基本功能。[3]一位直觉主义数学家阿伦特·海廷(Arend Heyting)在他的论文《数学的直觉主义基础》中指出:“立即处理数学的构造也许是符合直觉主义者的积极态度了。这个构造的最重要基石是一(unity)的概念,它是整数序列所依赖的构造原则。整数必须作为单位(units)来看待,这些单位仅仅由于在这个序列中的位置而相互区别。”[4]61

直觉主义者认为,数学的基础在于数学直觉,在他们看来,建立在数学直觉之上的理论能使“概念和推理十分清楚地呈现在我们面前”,即“对于思想来说是如此的直接,而其结果又是如此的清楚,以致不再需要任何铸的什么基础了”(A·黑丁:《直觉主义导论》)。任何数学对象被视为思维构造的产物,所以一个对象的存在性等价于它的构造的可能性。这和经典的方法不同,因为经典方法说一个实体的存在性可以通过否定它的不存在性来证明。对于直觉主义者,这是不正确的;不存在性的否定不表示可能找到存在性的构造证明。正因为如此,直觉主义是数学结构主义的一种;但它不是唯一的一类。直觉主义的基本哲学立场是,数学是人类心智“固有”的一种创造活动,是主体的自身的活动,而不是对外在的描述.数学概念是一种自主的智力活动的结果,智力活动则是研究自明定律所支配的思想构造。[5]

二、颠覆传统逻辑,形式主义的逆袭——直觉主义的特点

直觉主义不承认实无穷,拒绝实际无穷的抽象。也就是说,它不考虑像所有自然数的集合或任意有理数的序列无穷这样的无穷实体作为给定对象。数学上的实无穷思想是指:把无限的整体本身作为一个现成的单位,是已经构造完成了的东西,换言之,即是把无限对象看成为可以自我完成的过程或无穷整体。数学上存在着潜无穷与实无穷之争,就如同哲学上存在着唯物主义与唯心主义之争。而且必将长时间的持续的争论不休。数学上的潜无穷思想是指:把无限看作永远在延伸着的,一种变化着成长着被不断产生出来的东西来解释。举个形象点的例子就是,构成一条直线的点有无穷个,并且这条直线永远延伸着,不会有终结的一天。它永远处在构造中,永远完成不了,是潜在的,而不是实在。按照全称和条件量词的标准直觉主义,一个证明就是这样的潜无穷结构,这可能是合理的。(达米特《直觉主义逻辑的哲学基础》)[4]142按照此观点,所有的自然数可以构成一个集合,因为可以将所有的自然数看做是一个完成了的无穷整体。很显然,直觉主义支持潜无穷的观点,即把无穷集合看成无限延伸着的序列。

直觉主义反对排中律,这意味着直觉主义者可能和经典的数学家对一个数学命题的含义有不同理解。排中律和同一律、矛盾律并称为形式逻辑的三大基本规律。传统逻辑首先把排中律当作事物的规律,意为任一事物在同一时间里具有某属性或不具有某属性,而没有其他可能。排中律同时也是思维的规律,即一个命题是真的或不是真的,此外没有其他可能。例如,说A 或 B, 对于一个直觉主义者,是宣称A或B可以证明。但是,对于排中律, A 或 非 A, 是不被允许的,因为不能假设人们总是能够证明命题A或它的否命题。

直觉主义主要对抗的是形式主义。多个世纪以来,对数学规律的无懈可击的精确性的信念的依据是数学哲学研究的主要对象。直觉主义表示,精确性存在于人类心智之中,形式主义者认为,存在于纸面上。[4]90

直觉主义具有非逻辑性和整体性。数学直觉是作为逻辑的对立面而介定的一种认识方法,因此非逻辑性是数学直觉的最主要特性。可以说数学直觉的其他特性都是由它的非逻辑性所决定的,这是许多哲学家、科学家的共同见解。[6]直觉主义认为,数学是心灵的创造活动,心灵是丰富的,逻辑则是贫乏的。因此,坚决不能用贫乏的逻辑规则来全面准确地规划丰富的心灵活动。直觉主义的另一位代表人物阿伦特?海廷(Arend Heyting)说:“逻辑属于应用数学”。在对于直觉主义整体性上,一个日本数学家有如下精辟的解释:当一个人已经长期而持续地从事了研究并已成为一个完全成熟的研究人员时,他就已经在自己的头脑中形成了一种相对稳定的知识体系。经过他自己的努力,这种知识体系已被综合成为一种特殊的,确定的形式。而且自己综合的工作当然本身就是一种极有价值的 经验 。[7]

彭加勒在《数学中的直觉和逻辑》一文中写道:

哲学家告诉我们,纯逻辑永远也不能使我们得到任何东西;它不能创造任何新东西,任何科学也不能仅仅从它产生出来。在某种惫义上,这些哲学家是对的;要构成算术,像要构成几何学或构成任何科学一样,除了纯逻辑之外,还需要其他东西。为了称呼这种东西,我们只好使用直觉这个词。可是,在这同一谕后,潜藏着多少不同的意思呢?比较一下这四个公理:(1)等于第三个最的两个量相等;(2)若一定理对数1为真,假定它对N为真,如果我们证明它对N+1为真,则它对所有整数均为真;(3)设在一直线上,C点在A与B之间,D点在A与C之间,则D点将在A与B之间;(4)通过一个定点仅有一条直线与已知直线平行。所有这四个公理都归之于直觉,不过第一个阐明了形式逻辑诸法则中的一个法则;第二个是真实的先验综合判断,它是严格的数学归纳法的基础;第三个求助于想象:第四个是伪定义。直觉不必建立在感觉明白之上;感觉不久便会变得无能为力。[8]

值得注意的是,直觉主义不是神秘主义。直觉的“不可解释性”并不等于直觉的“神秘性”,尽管直觉是“不可解释”的,但它却有着确定的本质。我们认为,直觉是认识过程中的一种飞跃,因此它就不是一种经验的认识,而是原来的思想路线的中断,不可能按照通常的 思维方式 ,用结论和推理的环节把它连接起来,所以直觉是“不可解释的”。[9]

三、从Kant到Dummett,直觉主义派的主要人物及其思想

伊曼努尔·康德(Immanuel Kant, 1724-1804),从某种意义上来说,直觉主义是由哲学家康德开始的。1755到1770年,康德在哥尼斯堡大学教物理和数学,他认为我们所有的感觉都来自于一个预先假定的外部世界。虽然这些感觉不能提供任何知识,但是被感知到的物体间相互作用就产生了知识。心智将这些感觉梳理清楚,得到对空间和时间的直觉。康德说,感性直觉有两个纯形式,它们是先天知识的原则,这两个纯形式就是空间和时间。空间是外直觉的纯形式,而时间是内直觉的纯形式,它们都不是从外邻经验得来的,而是必然的、先天的观念。空间和时间不是客观存在的,而是心智的创作。心智理解经验,经验唤醒心智。虽然康德的思想有着直觉主义的影子,但是依旧没有直观地提出直觉主义,就数学基础的方法而言,直觉主义是现代的。[10]

亨利·彭加勒(常译作庞加莱,Henry Poincare,1854-1912),当代语境中的数学直觉主义的先驱。后人评价为数学哲学与当代数学直觉主义之间的一座桥梁。逻辑主义对于数学基础的理解是虚幻的。它使数学失去基础。然而数学的基础是存在的,它就是我们的直觉。它赋予数学以意义,从而给数学以对象。彭加勒指明了一座(本来就)架在人类精神和数学存在之间的桥梁,那便是我们的数学直觉。[11]彭加勒主张自然数是最基本的直觉,认为数学归纳法是一种包含直观的思维方法,是不能简单地归结为逻辑的。他主张使用有限个词能定义的概念,主张数学对象的可构造性。他还在另一种意义上理解和强调数学直觉,将其看做选择和发明的工具。彭加勒认为,我们有多种直觉。然而,最重要的可以归结为两类:一是“纯粹直觉”,即他通常所说的“纯粹数的直觉”、“纯粹逻辑形式的直觉”、“数学次序的直觉”等,这主要是解析家的直觉;二是“可觉察的直觉”,即想象,这主要是几何学家“形”的直觉。对于这两类直觉,他认为都是必要的,各自发挥着不同的作用。他认为,这两类直觉“似乎发挥出我们心灵的两种不同的本能”,它们像“两盏探照灯,引导陌生人相互来往于两个世界”。[12]

布劳威尔(,1881-1966),直觉主义真正的创始人和奠基人是布劳威尔。布劳威尔在数学上的直觉主义立场来源于他的哲学。1907年他在博士论文《数学基础》中提出直觉主义观点,认为数学的基础是先验的初始直觉。数学是起源于和产生于头脑的人类活动,不存在于头脑之外,因此,是独立于真实世界的。布劳威尔认为数学思维是智力构造的一个过程,它建造自己的天地,独立于经验,并且只受到必须建立于基本的数学直觉之上的限制。[10]布劳维尔发表的《数学基础》表明直觉主义的立场是强调“直觉”,这并不是说否认数学的逻辑性和严谨性,而只是突出直觉、灵感和创造力在数学中的地位。直觉主义者认为数学不仅是最讲究严格性的科学,也是最富有创造性的科学。布劳维尔认为数学的基础是先验的初始直觉,他和他的学生说他们所说的直觉正是人心对于它本身所构造的东西的清晰理解。[13]布劳维尔修改了康德的先验时空学说,放弃了“外直觉的纯形式”的先验时空概念,以适应非欧几何的发展;池把数学的基本直觉建立在“内直觉的纯形式”的先验时间概念的基础之上。[14]布劳威尔还提出了“二·一原则”(tow-oneness)。他认为这是数学的基本直觉。即假设N成立,则N+1成立。这个过程可以无限重复,创造了一切有限序数,因为“二·一原则”的元素之一可以被认为是一个新的“二·一原则”。布劳威尔认为,在这个数学的基本直觉中,联通和分离、连续和离散得到统一,并直接引出了线性连续统的直觉,即“介于”(between)的直觉。(布劳威尔《直觉主义和形式主义》)[4]93

阿伦特·海廷(Arend Heyting,1898-1980),他是布劳威尔的学生。继承了布劳威尔有关数学直觉主义的思想。他认为,直觉主义是从一定的、多少有点任意的假设出发的。它的主题是构造性的数学思想。这使得它处于经典数学之外。形式主义和直觉主义的差别在于,直觉主义的进行独立于形式化,形式化只能追随在数学构造的后面。逻辑不是直觉主义的立足点,数学构造在头脑中是很直接的,结论也应该是很清楚的,所以不需要任何基础。海廷主张,在描述直觉主义数学时,应当在日常生活中去理解。比如,在注视那边树木时,我确信我看到树木,而实际上光波达到我眼中,使我构造出树木这一信念需要相当的训练。这种观点是自然的。两个人说话,我向你灌输意见,实际制造了空气的震动。这是理论的构造。(阿伦特·海廷《论辩》)[4]77-88

迈克尔·达米特(又译米歇尔·杜麦特Michael Dummett,1925-2011),当代数学直觉主义学派的代表人物。达米特认为,数学首先是先验的,然后是分析的。达米特曾经从语言学角度和意义理论角度为直觉主义辩护。直觉主义关于数学陈述意义的解释避免了以真概念为核心概念的意义理论的不足,它把说话者关于数学陈述的理解与说话者使用这个陈述的实际能力结合在一起,因此具有很大的优点。从直觉主义关于数学陈述的意义说明出发,达米特提出了以证实为核心概念的新的意义理论的构想。[15]202达米特指出:“对于直觉主义逻辑来说,排中律的双重否定是有效的语义原则,就像二值逻辑认为排中律本身是有效的一样:断言任何陈述既不真也不假是不一致的。”[4]132

四、直觉主义的意义以及合理性

直觉主义对古典逻辑中的排中律和双重否定律等原理中的部分原则以及非构造性的结论持否定态度,也不承认数学中的实无限的对象和方法。数学的历史也表明,数学知识与理论不仅无法脱离对外部世界的永恒的依存关系,而且数学的错误不是通过限制数学,如排斥非构造数学和传统逻辑而得到克服的。数学真理的积累以及对谬误的抛弃是通过数学知识的不断增长和理论的不断完善获得的。一句话、数学的生命在于生生不息的创造过程中。庆幸的是,直觉主义由十其思想体系中某种先天的弱点而末成为数学的统治思想。但也应看到其构造思想的重要价值。[16]123-124可以说,直觉主义学派在本质上是主观和荒谬的,以直觉上的可构造性为由来绝对的肯定直觉派数学是不能真正解决问题的。但是,直觉主义揭示了经典逻辑只具有相对的真理性,在具体的数学工作中具有重要意义。

首先,数学哲学中的直觉主义学派高度认可直觉和个人的创造性思维在科学实践中的作用,推动了现代递归函数论的建立和发展,这无疑对数学的进步起到了很积极的作用。其次,直觉主义者倡导的构造性的能行性的研究方法,促进了人工智能和计算机科学的发展。这种积极探讨可行性方法在计算机数学以及计算机科学中具有重大的现实意义。第三,直觉主义数学哲学的思想方法在素质教育理论研究与实践上,具有宝贵的参考价值。在数学教育中,逻辑的作用很明显,其特征为,从已知知识出发,依据逻辑规则进行推导和演算,一步一步地达到对研究对象的认识。而直觉主义可以跳跃式地认知,虽然能一步得到正确答案,却无法说清楚其中的步骤。直觉主义虽排斥传统逻辑,但与逻辑关系十分密切,对培养良好的数学逻辑观念有着不可忽视的作用。另外,直觉主义有助于培养数学教育中大胆猜测的思维习惯。这种创新和探索精神有利于数学的进步和发展。

参考文献:

[1] 傅敏.直觉主义数学哲学研究及其对数学素质教育的启示[J].西北师范大学学报(自然科学版),1996(1).

[2] 诸葛殷同.对传统逻辑的有力挑战——评《经典逻辑与直觉主义逻辑》[J].哲学动态,1990(4).

[3] 柯华庆.直觉主义数学哲学的两个阶段[J].学术研究,2005(2).

[4] 保罗·贝纳塞拉夫(美),希拉里?普特南(美).数学哲学[M].北京:商务印书馆,2003.

[5] 黄秦安.数学哲学与数学 文化 [M].西安:陕西师范大学出版社,1999.

大学数学史论文题目

数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。下文是我为大家整理的关于大学数学史论文的范文,欢迎大家阅读参考!

数学史的教育功能

摘要数学史作为数学学科中的一部分,它不仅揭示了数学知识发展的来源,也揭示了数学学科对于人们发展科学文化知识的巨大作用。数学史的教学已经成为了目前学校教育工作中的一部分,利用数学史的教学可以引导学生们提高对数学学科学习的兴趣,培养创新思维,从了解数学史的根源开始,主动发现数学学科中的奥秘。针对这一系列问题,本文从四大方面分析了数学史对于数学教育工作中的功能体现,从而引起数学教育工作者的高度重视。

关键词数学史教育功能创新思维功能体现

1 数学史的教育功能之一 ——提高学生们学习数学的兴趣

兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才会对数学冰冷的美丽产生出火热的激情。然而,为了提高学生们学习数学的兴趣,不仅仅是鼓励和题海战术这么简单,我们应该采取引导与教育相结合的方式,青少年时期正是疑问多、想法多的阶段,我们应该抓住学生们的这一特点,从解除疑问的角度来引导学生们接受和爱好数学的学习。让学生们在了解数学史的基础上,深刻记忆数学定义、定理的模型与应用。

例如:数学老师在课堂上讲授无理数的概念时,若只是将无理数的概念硬性地传授给学生,学生们似乎已经记住了无理数的特征,也能够正确判断哪些数是无理数,哪些数不是无理数,然而,这只是课堂中的短暂记忆,无法给学生们留下深刻的印象,无法在学生们的脑子里留下长久的烙印。因此,我们可以从介绍无理数的历史发展入手,将生动的无理数来源的历史背景讲授给学生们,引起学生们学习无理数的兴趣,加深对这一知识点的记忆。

2 数学史的教育功能之二——培养学生们的数学应用意识

数学的主要功能是应用科学,数学是一种工具,是所有学科中最具前瞻性和科学性的自然科学,从数学知识的本身来看是十分枯燥乏味的,表面来看,学生们在课堂中所接受的是已经由大量科学家所发现和证明了的科学结晶,这些结果的产生是具有强大科学依据的,每一个结晶诞生的背后都有一个久远的历史故事,它不仅验证了科学的可靠性,同时也说明了世界奥秘的可知性。二十一世纪的青少年是与新时代接轨的一代,在学习的过程中只是了解学科的表面是不够的,我们要从数学史的教育抓起,深入探讨数学学科的伟大,从根本上培养学生们的数学应用意识,加大学习数学知识的深度与广度。

例如:我国古代名著 《孙子算经》上有这样一道题:今有鸡兔同笼,从上面看有三十五头,从下面看有九十四足,问笼子里鸡有几只?兔有几只?这道题对学生来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识的价值所在;

又例如:在《九章算术》中记载了一道有趣的数学题:有一个边长为一丈的正方形水池,在池中央长着一根芦苇,芦苇露出水面1尺,若将芦苇拉到池边中点处,芦苇的顶端恰好到达水面。问水有多深?芦苇有多长?这是一道作为《探索勾股定理》的习题,通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。

再例如:公元三世纪我国数学家赵爽证明了勾股定理的弦图。老师在课堂上对于这种验证方法的介绍,可以通过数学知识重组再创造,分析当年数学家赵爽的探索过程,使其证明思路逐渐展现在如今的课堂中,帮助学生们理解与掌握勾股定理的内容与应用。

从以上例子中可以看出,数学史的诸多命题历史悠久,具有说服力和兴趣性,我们在利用数学史知识讲授数学课程的时候,既能够为学生们介绍大量的数学历史故事,让学生们深入了解数学中各种定理、模型的来源,加深对其的记忆,又能够扩大学生们的知识面,让学生们了解到数学(下转第189页)(上接第139页)学科的科学性和前瞻性,从认识历史、认识科学家、认识世界的角度学习科学文化知识是现如今加强学生们素质教育的关键。

3 数学史的教育功能之三——提高学生们的数学素养

对于任何一门学科的学习,都应该拥有这门学科的学习精神,数学是一门体现人类文明发展史的学科,它融汇了人类智慧的结晶,在历史悠久的中国,有着成千上万的科学家前仆后继,为数学学科的发展作出了卓越的贡献。数学史作为数学学科中的一部分,是如今提高学生们的素质、普及数学科学知识、增强个人科学素养的关键学科。老师应该在传授数学知识的同时,将数学的发展、科学家的成就、每一项成果的来之不易一并传授给学生们,让学生们认识到数学知识的可贵、数学知识的力量、数学知识的魅力。例如:在浙教版《义务教育课程标准实验教科书-数学》的六册书的阅读材料中,介绍了法国的笛卡尔、费马;中国的杨辉;德国的卢道夫等不少历史上的数学家及其重要成果。提高了学生们的学习兴趣,扩大了学生们的知识面,从实际案例中启发学生们学习科学文化知识的重要性。从而提高了学生们的数学素养。

4 数学史的教育功能之四——培养学生们对世界观的正确认知

从数学悠久的历史来看,中国从古至今涌现出了一批优秀的数学家,刘徽、祖冲之、祖咂、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等,他们的数学成就流传至今,为中国的科学事业奠定了坚实的基础,为后代人对认识世界、改造世界的观念提供了强有力的科学依据。数学是一门自然科学,是上千万科学家智慧的结晶,是科学的真理体现,是对大千世界正确的认识,它是客观存在的科学,是唯物主义的认证。因此,作为数学教育工作者,有责任、有义务在传授知识的同时,培养学生们正确的世界观、人生观、价值观,相信科学,杜绝唯心主义,摆脱迷信思想,利用数学史的介绍勉励学生们对科学文化知识的正确认知,对世界观的正确理解。

总之,数学史在数学教学中的渗透,从提高学生们学习数学的兴趣,培养学生们的数学应用意识,提高学生们的数学素养,培养学生们对世界观的正确认知这四个方面来看是十分重要的。将数学的抽象运算方法融入到数学史的介绍当中,开阔学生们的思路,增强学生们科学知识结构的形成,是目前提高青少年素质教育的关键。我们要加大力度完善数学教学的模式,增加数学史教学的课程安排,有效实施文化教育与素质教育的适当结合,从而提高数学教学的整体质量。

参考文献

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[2]全日制义务教育数学课程标准解读(实验稿).北京师范大学出版社,2008.

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[6]叶莉.浅谈小学数学课堂教学总结的价值和方法.理工,2012(3).

数学史在大学数学教学中的意义与价值

摘 要: 如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分认可。本文结合大学数学教学的特点,着重探讨了数学史在大学数学教学中的意义与价值。

关键词: 数学史 高等数学 教学改革

1.数学史

数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学,蕴涵了丰富的数学思想的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。数学的发展绝不是一帆风顺的,数学的发展在不同的历史阶段,受到政治、宗教等各种社会因素的干扰。历史上无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明,等等,无一不是数学家们经历了曲折艰难最终探索出来的。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。

2.数学史在大学数学教学中的意义与价值

我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。但由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,大学数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注重数学知识的传授,而忽视了数学的思想性和趣味性。目前数学史的教育价值也早已被一些学者所认识。2005年在中国召开了“第一届数学史与数学教育会议”,由此看出,充分发掘数学史在数学教学中的作用越来越受到重视。要发展数学史教育首先要提高人们对数学史教育重要性的认识,虽然目前学术界对数学史教育在数学教学的功效引起一定的重视,但这并不够。数学并不是一些枯燥定理的堆砌,而是人类文明、人类文化高度发展的结晶。

数学家庞加莱说:“若欲预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。”数学史是人类文明给后人留下的路标,具有独特的教育功能。数学史的学习在大学数学教学中的意义与价值主要体现在以下几个方面。

(1)数学史是数学文化的最佳载体

传统的数学教学一般只涉及数学的两个层面:数学的概念、命题,数学的思想和方法。现如今,数学作为一种文化现象,早已是常识,那么,我们就应该用较为宽泛的眼光来看数学或数学文化。数学作为人类创造的文化之一,它并不是超文化的。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势。数学文化除了数学知识本身,还包括数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神,等等。数学史正是数学文化教育的最佳载体。

(2)数学史是激发兴趣的有效途径

几乎所有学科都强调激发学生学习兴趣的重要性,而数学学科尤为突出,在著名数学家成才规律的探索中,中外学者不约而同地将“对数学浓厚的兴趣”列为第一位要素。在教学过程中,要善于激发学生对数学学科的兴趣,正如爱因斯坦所言:“兴趣是最好的老师。”大学阶段的学生无论是逻辑思维能力还是自控能力都已经基本发展成熟,且大学阶段的数学知识内容已经非常注重体系的严密性和完整性,学习方式也从中学时期的“要我学”变成“我要学”,学习兴趣显得尤为重要。

纵观数学发展史,许多数学名家并非一开始就是从事数学研究的,很多人是因偶然的机会而对数学产生了兴趣,才走上了专业化发展道路。解析几何的创始人笛卡尔,从小游手好闲,偶遇一次街头数学问题悬赏解答,强烈的兴趣使他对数学入了迷,那年他已经近二十岁了。

数学史上的许多经典问题,仍然吸引了一代又一代数学学习者投入其中,如欧拉研究过的七桥问题,我国的七巧板游戏等,都是激发学生学习兴趣的良好素材,在教学中要有意识地发掘其教育价值。

(3)数学史是理解数学的必由之路

数学课程通常给出的是一个系统的逻辑论述,好像从这一结论到那一个定理是很自然的事情,其实历史的发展并非一帆风顺,通过数学史的学习可以使同学们认识到,一个学科的发展是从点滴积累开始的,有的甚至需要几百年时间。比如我们熟悉的四色原理从产生到最终解决花了三百多年,在解决问题过程中,衍生出了众多应用数学的分支,从不同侧面影响着社会生活。

从数学史看,数学成果的流传主要是数学思想方法的流传,所以我们在学习知识的过程中,只有了解数学研究的历史背景,分析前人的方法,才能透过现象看本质,得到有益的启示,激发出思想的火花,并真正学会“像数学家那样思考”。

(4)数学史是思想教育的良好素材

数学史在课本中的反映是经过提炼的,自然淡化了发展中艰苦漫长的历程。通过数学史的学习,同学们会获得学习的勇气,不会因为学习中的挫折而沮丧。中外数学家刻苦钻研,严谨创新和为了科学事业而勇于献身的例子比比皆是,在解决数学史上的三大危机时,许多数学家甚至为此付出了生命,这些都是极好的思想教育的材料。

欧拉终身为数学奋斗,所有的领域都留下欧拉研究的痕迹,长期的劳累使他双目失明,在此以后的17年,仍忘我地献身于数学研究。牛顿出身于农民家庭,1661年考入剑桥大学。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终日思考各种问题、探索大自然的奥秘。他平生的三大发明――微积分、万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”学生听了数学家的事迹,必然会备受鼓舞,从而认识到只有经过自己奋斗,才能取得成就。通过这些数学史实和事例能够帮助学生树立超越世界数学先进水平的胆识,培养学生的科学态度和优良品质。

3.结语

数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富,广大教育工作者已经认识到它的重要作用。数学史可以将逻辑推理还原为合情推理,将逻辑演绎追溯到归纳演绎,通过挖掘历史上数学家解决问题的真谛学生不仅可以学到具体的现成的数学知识,而且可以学到“科学的方法”,更深刻地领略数学文化。在大学数学教学中融入数学史对强化课堂效果是一种很行之有效的做法,会起到良好的作用。最后引用19世纪英国数学家格莱舍的一句话作为结语:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”

参考文献

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[5]李心灿.微积分的创立者及其先驱[M].高等教育出版社,2002.

大学数学论文范文

导语:无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我收集整理的论文,希望对大家有所帮助。

论文题目: 大学代数知识在互联网络中的应用

摘要: 代数方面的知识是数学工作者的必备基础。本文通过讨论大学代数知识在互联网络对称性研究中的应用,提出大学数学专业学生检验自己对已学代数知识的掌握程度的一种新思路,即思考一些比较前沿的数学问题。

关键词: 代数;对称;自同构

一、引言与基本概念

《高等代数》和《近世代数》是大学数学专业有关代数方面的两门重要课程。前者是大学数学各个专业最重要的主干基础课程之一,后者既是对前者的继续和深入,也是代数方面研究生课程的重要先修课程之一。这两门课程概念众多,内容高度抽象,是数学专业学生公认的难学课程。甚至,很多学生修完《高等代数》之后,就放弃了继续学习《近世代数》。即使对于那些坚持认真学完这两门课程的学生来讲,也未必能做到“不仅知其然,还知其所以然”,而要做到“知其所以然,还要知其不得不然”就更是难上加难了。众所周知,学习数学,不仅逻辑上要搞懂,还要做到真正掌握,学以致用,也就是“学到手”。当然,做课后习题和考试是检验是否学会的一个重要手段。然而,利用所学知识独立地去解决一些比较前沿的数学问题,也是检验我们对于知识理解和掌握程度的一个重要方法。这样做,不仅有助于巩固和加深对所学知识的理解,也有助于培养学生的创新意识和自学能力。笔者结合自己所从事的教学和科研工作,在这方面做了一些尝试。

互连网络的拓扑结构可以用图来表示。为了提高网络性能,考虑到高对称性图具有许多优良的性质,数学与计算机科学工作者通常建议使用具有高对称性的图来做互联网络的模型。事实上,许多著名的网络,如:超立方体网络、折叠立方体网络、交错群图网络等都具有很强的对称性。而且这些网络的构造都是基于一个重要的代数结构即“群”。它们的对称性也是通过其自同构群在其各个对象(如:顶点集合、边集合等)上作用的传递性来描述的。

下面介绍一些相关的概念。一个图G是一个二元组(V,E),其中V是一个有限集合,E为由V的若干二元子集组成的集合。称V为G的顶点集合,E为G的边集合。E中的每个二元子集{u,v}称为是图G的连接顶点u与v的一条边。图G的一个自同构f是G的顶点集合V上的一个一一映射(即置换),使得{u,v}为G的边当且仅当{uf,vf}也为G的边。图G的全体自同构依映射的合成构成一个群,称为G的全自同构群,记作Aut(G)。图G称为是顶点对称的,如对于G的任意两个顶点u与v,存在G的自同构f使得uf=v。图G称为是边对称的,如对于G的任意两条边{u,v}和{x,y},存在G的自同构f使得{uf,vf}={x,y}。

设n为正整数,令Z2n为有限域Z2={0,1}上的n维线性空间。由《近世代数》知识可知,Z2n的加法群是一个初等交换2群。在Z2n中取出如下n个单位向量:

e1=(1,0,…,0),e2=(0,1,0,…,0),en=(0,…,0,1)。

●n维超立方体网络(记作Qn)是一个以Z2n为顶点集合的图,对于Qn的任意两个顶点u和v,{u,v}是Qn的一条边当且仅当v-u=ei,其中1≤i≤n。

●n维折叠立方体网络(记作FQn)是一个以Z2n为顶点集合的图,对于Qn的任意两个顶点u和v,{u,v}是Qn的一条边当且仅当v-u=ei(1≤i≤n)或者v-u=e1+…+en。

●n维交错群图网络(记作AGn)是一个以n级交错群An为顶点集合的图,对于AGn的任意两个顶点u和v,{u,v}是AGn的一条边当且仅当vu-1=ai或ai-1,这里3≤i≤n,ai=(1,2,i)为一个3轮换。

一个自然的问题是:这三类网络是否是顶点对称的?是否边对称的?但值得我们注意的是,这些问题都可以利用大学所学的代数知识得到完全解决。

二、三类网络的对称性

先来看n维超立方体网络的对称性。

定理一:n维超立方体网络Qn是顶点和边对称的。

证明:对于Z2n中的任一向量x=(x1,…,xn),如下定义V(Qn)=Z2n上面的一个映射:f(x):u→u+x,u取遍V(Qn)中所有元素。容易验证f(x)是一个1-1映射。(注:这个映射在《高等代数》中已学过,即所谓的平移映射。)而{u,v}是Qn的一条边,当且仅当v-u=ei(1≤i≤n),当且仅当vf(x)-uf(x)=ei(1≤i≤n),当且仅当{v(fx),u(fx)}是Qn的一条边。所以,f(x)也是Qn的一个自同构。这样,任取V(Qn)中两个顶点u和v,则uf(v-u)=v。从而说明Qn是顶点对称的。

下面证明Qn是边对称的。只需证明:对于Qn的任一条边{u,v},都存在Qn的自同构g使得{ug,vg}={0,e1},其中0为Z2n中的零向量。事实上,{uf(-u),vf(-u)}={0,v-u},其中v-u=ei(1≤i≤n)。显然,e1,…,ei-1,ei,ei+1,…,en和ei,…,ei-1,e1,ei+1,…,en是Z2n的两组基向量。由《高等代数》知识可知存在Z2n上的可逆线性变换t使得t对换e1和ei而不动其余向量。此时易见,若{a,b}是Qn的一条边,则a-b=ej(1≤j≤n)。若j=1,则at-bt=ei;若j=i,则at-bt=e1;若j≠1,i,则at-bt=ej;所以{at,bt}也是Qn的一条边。由定义可知,t是Qn的一个自同构。进一步,{0t,(v-u)t}={0,e1},即{uf(-u)t,vf(-u)t}={0,e1}。结论得证。

利用和定理一相似的办法,我们进一步可以得到如下定理。

定理二:n维折叠立方体网络FQn是顶点和边对称的。

最后,来决定n维交错群图网络的对称性。

定理三:n维交错群图网络AGn是顶点和边对称的。

证明:首先,来证明AGn是顶点对称的。给定An中的一个元素g,如下定义一个映射:R(g):x→xg,其中x取遍An中所有元素。容易验证R(g)为AGn顶点集合上上的一个1-1映射。(注:这个映射在有限群论中是一个十分重要的'映射,即所谓的右乘变换。)设{u,v}是AGn的一条边,则vu-1=ai或ai-1,这里1≤i≤n。易见,(vg)(ug)-1=vu-1。所以,{vR(g),uR(g)}是AGn的一条边。因此,R(g)是AGn的一个自同构。这样,对于AGn的任意两个顶点u和v,有uR(g)=v,这里g=u-1v。这说明AGn是顶点对称的。

下面来证明AGn是边对称的。只需证明对于AGn的任一条边{u,v},都存在AGn的自同构g使得{ug,vg}={e,a3},其中e为An中的单位元。给定对称群Sn中的一个元素g,如下定义一个映射:C(g):x→g-1xg,其中x取遍An中所有元素。由《近世代数》知识可知,交错群An是对称群Sn的正规子群。容易验证C(g)是AGn的顶点集合上的一个1-1映射。(注:这个映射其实就是把An中任一元素x变为它在g下的共轭。这也是有限群论中一个十分常用的映射。)令x=(1,2),y(j)=(3,j),j=3,…,n。下面证明C(x)和C(y(j))都是AGn的自通构。取{u,v}为AGn的任一条边,则vu-1=ai或ai-1。从而,vC(x)(u-1)C(x)=(x-1vx)(x-1u-1x)=x-(1vu-1)x=ai-1或ai。

因此,{uC(x),vC(x)}也是AGn的一条边。从而说明C(x)是AGn的自通构。同理,若j=i,有vC(y(j))(u-1)C(y(j))=a3-1或a3;若j≠i,则有vC(y(j))(u-1)C(y(j))=ai-1或ai。这说明{uC(y(j)),vC(y(j))}也是AGn的一条边,从而C(y(j))是AGn的自通构。现在,对于AGn的任一条边{u,v},令g=u-1,则{uR(g),vR(g)}={e,vu-1}={e,ai}或{e,ai-1}。若i=3,则{e,a3-1}C(x)={e,a3}。而若i≠3,则{e,ai}C(y(j))={e,a3}而{e,ai-1}C(y(j))={e,a3-1}。由此可见,总存在AGn的自同构g使得{ug,vg}={e,a3},结论得证。

至此,完全决定了这三类网络的对称性。不难看出,除了必要的图论概念外,我们的证明主要利用了《高等代数》和《近世代数》的知识。做为上述问题的继续和深入,有兴趣的同学还可以考虑以下问题:

1、这些网络是否具有更强的对称性?比如:弧对称性?距离对称性?

2、完全决定这些网络的全自同构群。

实际上,利用与上面证明相同的思路,结合对图的局部结构的分析,利用一些组合技巧,这些问题也可以得到解决。

三、小结

大学所学代数知识在数学领域中的许多学科、乃至其他领域都有重要的应用。笔者认为任课教师可以根据自己所熟悉的科研领域,选取一些与大学代数知识有紧密联系的前沿数学问题,引导一些学有余力的学生开展相关研究,甚至可以吸引一些本科生加入自己的课题组。当然,教师要给予必要的指导,比如讲解相关背景知识、必要的概念和方法等。指导学生从相对简单的问题入手,循序渐进,由易到难,逐步加深对代数学知识的系统理解,积累一些经验,为考虑进一步的问题奠定基础。

结束语

本文所提到的利用《高等代数》和《近世代数》的知识来研究网络的对称性就是笔者在教学工作中曾做过的一些尝试。在该方面,笔者指导完成了由三名大三学生参加的国家级大学生创新实验项目一项。这样以来,学生在学习经典数学知识的同时,也可以思考一些比较前沿的数学问题;学生在巩固已学知识的同时,也可以激发其学习兴趣,训练学生的逻辑思维,培养学生的创新思维,以及独立发现问题和解决问题的能力。

【摘要】

随着数学文化的普及与应用,学术界开始重视对于数学文化的相关内容进行挖掘,这其中数学史在阶段我国大学数学教学之中,具有着重要的意义。从实现大学数学皎月的两种现象进行分析,在揭示数学本质的基础上,着重分析数学史在我国大学数学教育之中的重要作用,强调在数学教学之中利用数学史进行启发式教学活动。本文从数学史的角度,对于大学数学教学进行全面的分析,从中分析出适合我国大学数学教育的主要意义与作用。

【关键词】

数学史;大学数学教育;作用

一、引言

数学史是数学文化的一个重要分支,研究数学教学的重要部分,其主要的研究内容与数学的历史与发展现状,是一门具有多学科背景的综合性学科,其中不仅仅有具体的数学内容,同时也包含着历史学、哲学、宗教、人文社科等多学科内容。这一科目,距今已经有二千年的历史了。其主要的研究内容有以下几个方面:

第一,数学史研究方法论的相关问题;

第二,数学的发展史;

第三,数学史各个分科的历史;

第四,从国别、民族、区域的角度进行比较研究;

第五,不同时期的断代史;

第六、数学内在思想的流变与发展历史;

第七,数学家的相关传记;

第八,数学史研究之中的文献;

第九,数学教育史;

第十,数学在发展之中与其他学科之间的关系。

二、数学史是在大学数学教学之中的作用

数学史作为数学文化的重要分支,对于大学数学教学来说,有着重要的作用。利用数学史进行教学活动,由于激发学生的学习兴趣,锻炼学生的思维习惯,强化数学教学的有效性。

笔者根据自身的教学经验,进行了如下总结:首先,激发学生的学习兴趣,在大学数学的教学之中应用数学史,进行课堂教学互动,可以最大限度的弱化学生在学习之中的困难,将原本枯燥、抽象的数学定义,转变为简单易懂的生动的事例,具有一定的指导意义,也更便于学生理解。

从学生接受性的角度来讲,数学史促进了学生的接受心理,帮助学生对于数学概念形成了自我认知,促进了学生对于知识的透彻掌握,激发了学生兴趣的产生。其次,锻炼学生的创新思维习惯,数学史实际意义上来说,有很多讲授数学家在创新思维研发新的理论的故事,这些故事从很多方面对于当代大学生据有启迪作用。例如数学家哈密顿格拉斯曼以及凯利提出的不同于普通代数的具有某种结构的规律的代数的方法代开了抽象代数的研究时代。用减弱或者勾去普通代数的各种各样的假设,或者将其中一个或者多个假定代之一其他的假定,就有更多的体系可以被研究出来。这种实例,实际上让学生从更为根本的角度对于自己所学的代数的思想进行了了解,对于知识的来龙去脉也有了一定的认识,针对这些过程,学生更容易产生研究新问题的思路与方法。

再次,认识数学在社会生活之中的广泛应用,在以往的大学数学教学之中,数学学科往往是作为一门孤立的学科而存在的,其研究往往是形而上的研究过程,人们对于数学的理解也是枯燥的,是很难真正了解到其内涵的。但是数学史的应用,与其在大学数学教学之中的应用,可以让学生了解到更多的在社会生活之中的数学,在数学的教学之中使得原本枯燥的理论更加贴近生活,更加具有真实性,将原本孤立的学科,拉入到了日常生活之中。从这一点上来说,数学史使得数学更加符合人类科学的特征。

三、数学史在大学数学教学之中的应用

第一,在课堂教学之中融入数学史,以往枯燥的数学课堂教学,学生除了记笔记验算,推导以外,只能听老师讲课,课堂内容显得比较生硬,教师针对数学史的作用,可以在教学之中融入数学史,在教学活动之中将数学家的个人传记等具有生动的故事性的数学史内容,进行讲解,提高学生对于课堂教学的兴趣。例如一元微积分学的相关概念,学生在普通的课堂之中,很难做到真正意义的掌握,而更具教学大纲,多数老师的教学设计是:极限——导数与微分——不定积分——定积分。这种传统的教学方式虽然比较呼和学生的一般认知规律,但是却忽视了其产生与又来,教师在教学之中可穿插的讲授拗断——莱布尼茨公式的又来,将微积分艰难的发展史以故事的形式呈现出来,更加便于学生理解的同时也激发了学生的学习热情。

第二,利用数学方法论进行教学,数学方法论是数学史的之中的有机组成部分,而方法论的探索对于大学数学教学来说,也具有着重要的意义,例如在极限理论的课堂教学来说,除了单纯的对于极限的相关概念进行讲解的基础上,也可以将第二次数学危机以及古希腊善跑英雄阿基里斯永远追不上乌龟等相关故事,融入到课堂之中。这种让学生带着疑问的听课方式,更进一步促进了学生对于教学内容的兴趣,全面的促进了学生在理解之中自然而然的形成了理解极限的形成思想,并逐渐的享受自身与古代数学家的共鸣,从而促进自身对于数学的理解,提高学生的学习兴趣,进一步提高课堂的教学效果。所以,在大学数学课堂教学之中,融入数学史的相关内容,不仅具有积极的促进作用,同时在实践之中,也具有一定的可操作性。这种教学模式与方法对于提高我国大学数学教学的质量有着积极的推动作用,同时也更进一步推动了大学数学教学改革的进行。

作为工科类大学公共课的一种,高等数学在学生思维训练上的培养、训练数学思维等上发挥着重要的做用。进入新世纪后素质教育思想被人们越来越重视,如果还使用传统的教育教学方法,会让学生失去学习高等数学的积极性和兴趣。以现教育技术为基础的数学建模,在实际问题和理论之间架起沟通的桥梁。在实际教学的过程中,高数老师以课后实验着手,在高等数学教学中融入数学建模思想,使用数学建模解决实际问题。

一、高等数学教学的现状

(一)教学观念陈旧化

就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及逻辑思维能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。

(二)教学方法传统化

教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。

二、建模在高等数学教学中的作用

对学生的想象力、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。

高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。

三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体措施

(一)在公式中使用建模思想

在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。

(二)讲解习题的时候使用数学模型的方式

课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。

(三)组织学生积极参加数学建模竞赛

一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。

四、结束语

高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。

1、数学中的研究性学习2、数字危机3、中学数学中的化归方法4、高斯分布的启示5、a2+b2≧2ab的变形推广及应用6、网络优化7、泰勒公式及其应用8、浅谈中学数学中的反证法9、数学选择题的利和弊10、浅谈计算机辅助数学教学11、论研究性学习12、浅谈发展数学思维的学习方法13、关于整系数多项式有理根的几个定理及求解方法14、数学教学中课堂提问的误区与对策15、中学数学教学中的创造性思维的培养16、浅谈数学教学中的“问题情境”17、市场经济中的蛛网模型18、中学数学教学设计前期分析的研究19、数学课堂差异教学20、浅谈线性变换的对角化问题21、圆锥曲线的性质及推广应用22、经济问题中的概率统计模型及应用23、通过逻辑趣题学推理24、直觉思维的训练和培养25、用高等数学知识解初等数学题26、浅谈数学中的变形技巧27、浅谈平均值不等式的应用28、浅谈高中立体几何的入门学习29、数形结合思想30、关于连通性的两个习题31、从赌博和概率到抽奖陷阱中的数学32、情感在数学教学中的作用33、因材施教 因性施教34、关于抽象函数的若干问题35、创新教育背景下的数学教学36、实数基本理论的一些探讨37、论数学教学中的心理环境38、以数学教学为例谈谈课堂提问的设计原则39、不等式证明的若干方法40、试论数学中的美41、数学教育与美育42、数学问题情境的创设43、略谈创新思维44、随机变量列的收敛性及其相互关系45、数字新闻中数学应用46、微积分学的发展史47、利用几何知识求函数最值48、数学评价应用举例49、数学思维批判性50、让阅读走进数学课堂51、开放式数学教学52、浅谈中学数列中的探索性问题53、论数学史的教育价值54、思维与智慧的共享——从建构主义到讨论法教学55、微分方程组中的若干问题56、由“唯分是举”浅谈考试改革57、随机变量与可测函数58、二阶变系数齐次微分方程的求解问题59、一种函数方程的解法60、积分中值定理的再讨论对原函数存在条件的试探分块矩阵的若干初等运算 函数图像中的对称性问题 泰勒公式及其应用微分中值定理的证明和应用一元六次方程的矩阵解法‘数学分析’对中学数学的指导作用 “1”的妙用“数形结合”在解题中的应用 “数学化”及其在数学教学中的实施 “一题多解与一题多变”在培养学生思维能力中的应用 《几何画板》与数学教学 《几何画板》在圆锥曲线中的应用举例 Cauchy中值定理的证明及应用 Dijkstra最短路径算法的一点优化和改进 Hamilton图的一个充分条件 HOLDER不等式的推广与应用 n阶矩阵m次方幂的计算及其应用 R积分和L积分的联系与区别 Schwarz积分不等式的证明与应用 Taylor公式的几种证明及若干应用 Taylor公式的若干应用 Taylor公式的应用 Taylor公式的证明及其应用 Vandermonde行列式的应用及推广

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