① 什麼叫「數論」
數論是純粹數學的分支之一,主要研究整數的性質。整數可以是方程式的解。有些解析函數中包括了一些整數、質數的性質,透過這些函數也可以了解一些數論的問題。透過數論也可以建立實數和有理數之間的關系,並且用有理數來逼近實數。
按研究方法來看,數論大致可分為初等數論和高等數論。初等數論是用初等方法研究的數論,它的研究方法本質上說,就是利用整數環的整除性質,主要包括整除理論、同餘理論、連分數理論。高等數論則包括了更為深刻的數學研究工具。它大致包括代數數論、解析數論、計算數論等等。
(1)數學論是什麼東西擴展閱讀
數論是純粹數學的分支之一,主要研究整數的性質。而整數的基本元素是素數(也稱質數),所以數論的本質是對素數性質的研究。數論被高斯譽為「數學中的皇冠」。當代數論的一個重要的研究指導綱領,就是著名的郎蘭茲綱領。
算術代數幾何是數論發展到目前為止最深刻最前沿的領域, 可謂集大成者。它從代數幾何的觀點出發,通過深刻的數學工具去研究數論的性質。比如懷爾斯證明費馬猜想就是這方面的經典實例。整個證明幾乎用到了當時所有最深刻的理論工具。
② 初等數論的初等數論內容
初等數論有以下幾部分內容:
1.整除理論。引入整除、因數、倍數、質數與合數等基本概念。這一理論的主要成果有:唯一分解定理、裴蜀定理、歐幾里德的輾轉相除法、算術基本定理、素數個數無限證明。
2.同餘理論。主要出自於高斯的《算術研究》內容。定義了同餘、原根、指數、平方剩餘、同餘方程等概念。主要成果:二次互反律、歐拉定理、費馬小定理、威爾遜定理、孫子定理(即中國剩餘定理)等等。
3.連分數理論。引入了連分數概念和演算法等等。特別是研究了整數平方根的連分數展開。主要成果:循環連分數展開、最佳逼近問題、佩爾方程求解。
4.不定方程。主要研究了低次代數曲線對應的不定方程,比如勾股方程的商高定理、佩爾方程的連分數求解。也包括了四次費馬方程的求解問題等等。
5.數論函數。比如歐拉函數、莫比烏斯變換等等。
6.高斯函數。 第一個層次叫做數學概念,是反映對象的本質屬性的思維形式。人類在認識過程中,從感性認識上升到理性認識,把所感知的事物的共同本質特點抽象出來,加以概括,就成為概念。表達概念的語言形式是詞或片語。科學概念,特別是數學概念要求更加嚴格,至少必須具備三個條件:專一性,精確性,可以檢驗。例如:」孿生素數「就是一個數學概念。
第二個層次叫做數學命題,數學命題是對一系列數學概念之間的關系作出判斷的句子。一個命題要麼真,要麼不真(這由邏輯中的排中律保證)。真命題包含定理,引理,推論,事實等。命題既可以是存在性命題(表述為」存在......."),也可以是全稱命題(表述為「對於一切.....")。第三個層次叫做數學理論,把方法,公式,公理,定理,原理,組合成為一個體系叫做數學理論。例如「初等數論」,由公理(例如等量公理),定理(例如費馬小定理),原理(例如抽屜原理,一一對應原理),公式等組成。在數學證明時,全稱命題常常不能通過枚舉法來判斷真偽,這是因為數學有時面對的是無窮多個對象,永遠不可能一一枚舉出每一種情況。不完全歸納法在數學中是不可行的,數學只承認演繹邏輯(數學歸納法,超限歸納法等均屬於演繹邏輯)。
③ 什麼是數學,數學理論是什麼
數學是研究數量、結構、變化以及空間模型等概念的一門學科。透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察中產生。數學家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從合適選定的公理及定義中建立起嚴謹推導出的真理。 理論是指人們關於事物知識的理解和論述。簡稱:理論。 如,關於自然領域事物知識的理解和論述稱為自然科學理論;關於社會領域知識的理解和論述稱為社會科學理論;關於思維領域知識的理解和論述稱為邏輯學理論。
④ 數學方法論主要研究什麼
數學方法論主要是研究和討論數學的發展規律,數學的思想方法以及數學中的發現、發明與創新等法則的一門學問。數學是一門工具性很強的科學,它和別的科學比較起來還具有較高的抽象性等特徵,為了有效地發展它、改進它、應用它或者把它很好地傳授給學生們,就要求對這門科學的發展規律、研究方法、發現與發明等法則有所掌握,因此,數學研究工作者、數學教師、科技工作者,以及高年級大學生、研究生等都需要知道一些數學方法論。
⑤ 數學是一個什麼樣的東西
數學(mathematics或maths),是研究數量、結構、變化、空間以及信息等概念的一門學科,從某種角度看屬於形式科學的一種。
1:數學史
2:數理邏輯與數學基礎
X軸Y軸
a:演繹邏輯學(亦稱符號邏輯學)b:證明論 (亦稱元數學) c:遞歸論 d:模型論 e:公理集合論 f:數學基礎 g:數理邏輯與數學基礎其他學科
3:數論
a:初等數論 b:解析數論 c:代數數論 d:超越數論 e:丟番圖逼近 f:數的幾何 g:概率數論 h:計算數論 i:數論其他學科
4:代數學
a:線性代數 b:群論 c:域論 d:李群 e:李代數 f:Kac-Moody代數 g:環論 (包括交換環與交換代數,結合環與結合代數,非結合環與非結 合代數等) h:模論 i:格論 j:泛代數理論 k:范疇論 l:同調代數 m:代數K理論 n:微分代數 o:代數編碼理論 p:代數學其他學科
5:代數幾何學
6:幾何學
a:幾何學基礎 b:歐氏幾何學 c:非歐幾何學 (包括黎曼幾何學等) d:球面幾何學 e:向量和張量分析 f:仿射幾何學 g:射影幾何學 h:微分幾何學 i:分數維幾何 j:計算幾何學 k:幾何學其他學科
7:拓撲學
a:點集拓撲學 b:代數拓撲學 c:同倫論 d:低維拓撲學 e:同調論 f:維數論 g:格上拓撲學 h:纖維叢論 i:幾何拓撲學 j:奇點理論 k:微分拓撲學 l:拓撲學其他學科
8:數學分析
a:微分學 b:積分學 c:級數論 d:數學分析其他學科
9:非標准分析
10:函數論
a:實變函數論 b:單復變函數論 c:多復變函數論 d:函數逼近論 e:調和分析 f:復流形 g:特殊函數論 h:函數論其他學科
11:常微分方程
a:定性理論 b:穩定性理論 c:解析理論 d:常微分方程其他學科
12:偏微分方程
a:橢圓型偏微分方程 b:雙曲型偏微分方程 c:拋物型偏微分方程 d:非線性偏微分方程 e:偏微分方程其他學科
13:動力系統
a:微分動力系統 b:拓撲動力系統 c:復動力系統 d:動力系統其他學科
14:積分方程
15:泛函分析
a:線性運算元理論 b:變分法 c:拓撲線性空間 d:希爾伯特空間 e:函數空間 f:巴拿赫空間 g:運算元代數 h:測度與積分 i:廣義函數論 j:非線性泛函分析 k:泛函分析其他學科
16:計算數學
a:插值法與逼近論 b:常微分方程數值解 c:偏微分方程數值解 d:積分方程數值解 e:數值代數 f:連續問題離散化方法 g:隨機數值實驗 h:誤差分析 i:計算數學其他學科
17:概率論
a:幾何概率 b:概率分布 c:極限理論 d:隨機過程 (包括正態過程與平穩過程、點過程等) e:馬爾可夫過程 f:隨機分析 g:鞅論 h:應用概率論 (具體應用入有關學科) i:概率論其他學科
18:數理統計學
a:抽樣理論 (包括抽樣分布、抽樣調查等 )b:假設檢驗 c:非參數統計 d:方差分析 e:相關回歸分析 f:統計推斷 g:貝葉斯統計 (包括參數估計等) h:試驗設計 i:多元分析 j:統計判決理論 k:時間序列分析 l:數理統計學其他學科
19:應用統計數學
a:統計質量控制 b:可靠性數學 c:保險數學 d:統計模擬
20:應用統計數學其他學科
21:運籌學
a:線性規劃 b:非線性規劃 c:動態規劃 d:組合最優化 e:參數規劃 f:整數規劃 g:隨機規劃 h:排隊論 i:對策論 亦稱博弈論 j:庫存論 k:決策論 l:搜索論 m:圖論 n:統籌論 o:最優化 p:運籌學其他學科
22:組合數學
23:模糊數學
24:量子數學
25:應用數學 (具體應用入有關學科)
26:數學其他學科
發展歷史
數學(漢語拼音:shù xué;希臘語:μαθηματικ;英語:Mathematics),源自於古希臘語的μθημα(máthēma),其有學習、學問、科學之意.古希臘學者視其為哲學之起點,「學問的基礎」.另外,還有個較狹隘且技術性的意義——「數學研究」.即使在其語源內,其形容詞意義凡與學習有關的,亦會被用來指數學的.
其在英語的復數形式,及在法語中的復數形式+es成mathématiques,可溯至拉丁文的中性復數(Mathematica),由西塞羅譯自希臘文復數τα μαθηματικά(ta mathēmatiká).
在中國古代,數學叫作算術,又稱算學,最後才改為數學.中國古代的算術是六藝之一(六藝中稱為「數」).
數學起源於人類早期的生產活動,古巴比倫人從遠古時代開始已經積累了一定的數學知識,並能應用實際問題.從數學本身看,他們的數學知識也只是觀察和經驗所得,沒有綜合結論和證明,但也要充分肯定他們對數學所做出的貢獻.
基礎數學的知識與運用是個人與團體生活中不可或缺的一部分.其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本內便可觀見.從那時開始,其發展便持續不斷地有小幅度的進展.但當時的代數學和幾何學長久以來仍處於獨立的狀態.
代數學可以說是最為人們廣泛接受的「數學」.可以說每一個人從小時候開始學數數起,最先接觸到的數學就是代數學.而數學作為一個研究「數」的學科,代數學也是數學最重要的組成部分之一.幾何學則是最早開始被人們研究的數學分支.
直到16世紀的文藝復興時期,笛卡爾創立了解析幾何,將當時完全分開的代數和幾何學聯繫到了一起.從那以後,我們終於可以用計算證明幾何學的定理;同時也可以用圖形來形象的表示抽象的代數方程.而其後更發展出更加精微的微積分.
現時數學已包括多個分支.創立於二十世紀三十年代的法國的布爾巴基學派則認為:數學,至少純數學,是研究抽象結構的理論.結構,就是以初始概念和公理出發的演繹系統.他們認為,數學有三種基本的母結構:代數結構(群,環,域,格……)、序結構(偏序,全序……)、拓撲結構(鄰域,極限,連通性,維數……).[1]
數學被應用在很多不同的領域上,包括科學、工程、醫學和經濟學等.數學在這些領域的應用一般被稱為應用數學,有時亦會激起新的數學發現,並促成全新數學學科的發展.數學家也研究純數學,也就是數學本身,而不以任何實際應用為目標.雖然有許多工作以研究純數學為開端,但之後也許會發現合適的應用.
具體的,有用來探索由數學核心至其他領域上之間的連結的子領域:由邏輯、集合論(數學基礎)、至不同科學的經驗上的數學(應用數學)、以較近代的對於不確定性的研究(混沌、模糊數學).
就縱度而言,在數學各自領域上的探索亦越發深入.
圖中數字為國家二級學科編號.
結構
許多如數、函數、幾何等的數學對象反應出了定義在其中連續運算或關系的內部結構.數學就研究這些結構的性質,例如:數論研究整數在算數運算下如何表示.此外,不同結構卻有著相似的性質的事情時常發生,這使得通過進一步的抽象,然後通過對一類結構用公理描述他們的狀態變得可能,需要研究的就是在所有的結構里找出滿足這些公理的結構.因此,我們可以學習群、環、域和其他的抽象系統.把這些研究(通過由代數運算定義的結構)可以組成抽象代數的領域.由於抽象代數具有極大的通用性,它時常可以被應用於一些似乎不相關的問題,例如一些古老的尺規作圖的問題終於使用了伽羅理論解決了,它涉及到域論和群論.代數理論的另外一個例子是線性代數,它對其元素具有數量和方向性的向量空間做出了一般性的研究.這些現象表明了原來被認為不相關的幾何和代數實際上具有強力的相關性.組合數學研究列舉滿足給定結構的數對象的方法.
空間
空間的研究源自於歐式幾何.三角學則結合了空間及數,且包含有非常著名的勾股定理、三角函數等。現今對空間的研究更推廣到了更高維的幾何、非歐幾何及拓撲學.數和空間在解析幾何、微分幾何和代數幾何中都有著很重要的角色.在微分幾何中有著纖維叢及流形上的計算等概念.在代數幾何中有著如多項式方程的解集等幾何對象的描述,結合了數和空間的概念;亦有著拓撲群的研究,結合了結構與空間.李群被用來研究空間、結構及變化.
基礎
旋轉曲面(8張)
主條目:數學基礎
為了弄清楚數學基礎,數學邏輯和集合論等領域被發展了出來.德國數學家康托爾(1845-1918)首創集合論,大膽地向「無窮大」進軍,為的是給數學各分支提供一個堅實的基礎,而它本身的內容也是相當豐富的,提出了實無窮的思想,為以後的數學發展作出了不可估量的貢獻.
集合論在20世紀初已逐漸滲透到了各個數學分支,成為了分析理論,測度論,拓撲學及數理科學中必不可少的工具.20世紀初,數學家希爾伯特在德國傳播了康托爾的思想,把集合論稱為「數學家的樂園」和「數學思想最驚人的產物」.英國哲學家羅素把康托的工作譽為「這個時代所能誇耀的最巨大的工作」
邏輯
主條目:數理邏輯
數學邏輯專注在將數學置於一堅固的公理架構上,並研究此一架構的成果.就其本身而言,其為哥德爾第二不完備定理的產地,而這或許是邏輯中最廣為流傳的成果.現代邏輯被分成遞歸論、模型論和證明論,且和理論計算機科學有著密切的關聯性.
符號
編輯
主條目:數學符號
也許我國古代的算籌是世界上最早使用的符號之一,起源於商代的占卜.
我們現今所使用的大部分數學符號都是到了16世紀後才被發明出來的.在此之前,數學是用文字書寫出來,這是個會限制住數學發展的刻苦程序.現今的符號使得數學對於人們而言更便於操作,但初學者卻常對此感到怯步.它被極度的壓縮:少量的符號包含著大量的訊息.如同音樂符號一般,現今的數學符號有明確的語法和難以以其他方法書寫的訊息編碼.
嚴謹性
數學語言亦對初學者而言感到困難.如何使這些字有著比日常用語更精確的意思,亦困惱著初學者,如開放和域等字在數學里有著特別的意思.數學術語亦包括如同胚及可積性等專有名詞.但使用這些特別符號和專有術語是有其原因的:數學需要比日常用語更多的精確性.數學家將此對語言及邏輯精確性的要求稱為「嚴謹」.
嚴謹是數學證明中很重要且基本的一部分.數學家希望他們的定理以系統化的推理依著公理被推論下去.這是為了避免依著不可靠的直觀,從而得出錯誤的「定理」或"證明",而這情形在歷史上曾出現過許多的例子.在數學中被期許的嚴謹程度因著時間而不同:希臘人期許著仔細的論點,但在牛頓的時代,所使用的方法則較不嚴謹.牛頓為了解決問題所作的定義,到了十九世紀才讓數學家用嚴謹的分析及正式的證明妥善處理.今日,數學家們則持續地在爭論電腦輔助證明的嚴謹度.當大量的計算難以被驗證時,其證明亦很難說是有效地嚴謹.
數量
數量的學習起於數,一開始為熟悉的自然數及整數與被描述在算術內的有理和無理數.
另一個研究的領域為其大小,這個導致了基數和之後對無限的另外一種概念:阿列夫數,它允許無限集合之間的大小可以做有意義的比較.
簡史
西方數學簡史
數學的演進大約可以看成是抽象化的持續發展,或是題材的延展.而東西方文化也採用了不同的角度,歐洲文明發展出來幾何學,而中國則發展出算術.第一個被抽象化的概念大概是數字(中國的算籌),其對兩個蘋果及兩個橘子之間有某樣相同事物的認知是人類思想的一大突破.除了認知到如何去數實際物件的數量,史前的人類亦了解如何去數抽象概念的數量,如時間—日、季節和年.算術(加減乘除)也自然而然地產生了.
更進一步則需要寫作或其他可記錄數字的系統,如符木或於印加人使用的奇普.歷史上曾有過許多各異的記數系統.
古時,數學內的主要原理是為了研究天文,土地糧食作物的合理分配,稅務和貿易等相關的計算.數學也就是為了了解數字間的關系,為了測量土地,以及為了預測天文事件而形成的.這些需要可以簡單地被概括為數學對數量、結構、空間及時間方面的研究.
西歐從古希臘到16世紀經過文藝復興時代,初等代數、以及三角學等初等數學已大體完備.但尚未出現極限的概念.
17世紀在歐洲變數概念的產生,使人們開始研究變化中的量與量的互相關系和圖形間的互相變換.在經典力學的建立過程中,結合了幾何精密思想的微積分的方法被發明.隨著自然科學和技術的進一步發展,為研究數學基礎而產生的集合論和數理邏輯等領域也開始慢慢發展.
中國數學簡史
主條目:中國數學史
數學古稱算學,是中國古代科學中一門重要的學科,根據中國古代數學發展的特點,可以分為五個時期:萌芽;體系的形成;發展;繁榮和中西方數學的融合.
相關
編輯
中國古代算術的許多研究成果裡面就早已孕育了後來西方數學才涉及的思想方法,近現代也有不少世界領先的數學研究成果就是以華人數學家命名的:
【李善蘭恆等式】數學家李善蘭在級數求和方面的研究成果,在國際上被命名為「李善蘭恆等式」(或李氏恆等式).
【華氏定理】數學家華羅庚關於完整三角和的研究成果被國際數學界稱為「華氏定理」;另外他與數學家王元提出多重積分近似計算的方法被國際上譽為「華—王方法」.
【蘇氏錐面】數學家蘇步青在仿射微分幾何學方面的研究成果在國際上被命名為「蘇氏錐面」.
【熊氏無窮級】數學家熊慶來關於整函數與無窮級的亞純函數的研究成果被國際數學界譽為「熊氏無窮級」.
【陳示性類】數學家陳省身關於示性類的研究成果被國際上稱為「陳示性類」.
【周氏坐標】數學家周煒良在代數幾何學方面的研究成果被國際數學界稱為「周氏坐標;另外還有以他命名的「周氏定理」和「周氏環」.
【吳氏方法】數學家吳文俊關於幾何定理機器證明的方法被國際上譽為「吳氏方法」;另外還有以他命名的「吳氏公式」.
【王氏悖論】數學家王浩關於數理邏輯的一個命題被國際上定為「王氏悖論」.
【柯氏定理】數學家柯召關於卡特蘭問題的研究成果被國際數學界稱為「柯氏定理」;另外他與數學家孫琦在數論方面的研究成果被國際上稱為「柯—孫猜測」.
【陳氏定理】數學家陳景潤在哥德巴赫猜想研究中提出的命題被國際數學界譽為「陳氏定理」.
【楊—張定理】數學家楊樂和張廣厚在函數論方面的研究成果被國際上稱為「楊—張定理」.
【陸氏猜想】數學家陸啟鏗關於常曲率流形的研究成果被國際上稱為「陸氏猜想」.
【夏氏不等式】數學家夏道行在泛函積分和不變測度論方面的研究成果被國際數學界稱為「夏氏不等式」.
【姜氏空間】數學家姜伯駒關於尼爾森數計算的研究成果被國際上命名為「姜氏空間」;另外還有以他命名的「姜氏子群」.
【侯氏定理】數學家侯振挺關於馬爾可夫過程的研究成果被國際上命名為「侯氏定理」.
【周氏猜測】數學家周海中關於梅森素數分布的研究成果被國際上命名為「周氏猜測」.
【王氏定理】數學家王戌堂關於點集拓撲學的研究成果被國際數學界譽為「王氏定理」.
【袁氏引理】數學家袁亞湘在非線性規劃方面的研究成果被國際上命名為「袁氏引理」.
【景氏運算元】數學家景乃桓在對稱函數方面的研究成果被國際上命名為「景氏運算元」.
【陳氏文法】數學家陳永川在組合數學方面的研究成果被國際上命名為「陳氏文法」.
數學名言
外國人物
萬物皆數.——畢達哥拉斯
幾何無王者之道.——歐幾里德
數學是上帝用來書寫宇宙的文字.——伽利略[2]
我決心放棄那個僅僅是抽象的幾何.這就是說,不再去考慮那些僅僅是用來練思想的問題.我這樣做,是為了研究另一種幾何,即目的在於解釋自然現象的幾何.——笛卡兒(Rene Descartes 1596-1650)
數學家們都試圖在這一天發現素數序列的一些秩序,我們有理由相信這是一個謎,人類的心靈永遠無法滲入。——歐拉
數學中的一些美麗定理具有這樣的特性: 它們極易從事實中歸納出來, 但證明卻隱藏的極深.數學是科學之王.——高斯
這就是結構好的語言的好處,它簡化的記法常常是深奧理論的源泉.——拉普拉斯(Pierre Simon Laplace 1749-1827)
如果認為只有在幾何證明裡或者在感覺的證據里才有必然,那會是一個嚴重的錯誤.——柯西(Augustin Louis Cauchy 1789-1857)
數學的本質在於它的自由.——康托爾(Georg Ferdinand Ludwig Philipp Cantor 1845-1918)
音樂能激發或撫慰情懷,繪畫使人賞心悅目,詩歌能動人心弦,哲學使人獲得智慧,科學可改善物質生活,但數學能給予以上的一切.——克萊因(Christian Felix Klein 1849-1925)
只要一門科學分支能提出大量的問題, 它就充滿著生命力, 而問題缺乏則預示獨立發展的終止或衰亡. ——希爾伯特(David Hilbert 1862-1943)
問題是數學的心臟.——保羅·哈爾莫斯(Paul Halmos 1916-2006)
時間是個常數,但對勤奮者來說,是個『變數』.用『分』來計算時間的人比用『小時』來計算時間的人時間多59倍.——雷巴柯夫
⑥ 《數學教學論》是什麼樣的課程
數學教學論是一門數學與應用數學專業必修課,它是一門與數學、教育學、心理學、邏輯學、教學論等學科相關聯的綜合性、邊緣性學科,同時也是一門實踐性很強的學科。它是從數學與數學教育的特點出發,運用各個學科的相關原理、結論、思想、觀點和方法來討論中學數學為什麼教、教給誰、教什麼、怎樣教的問題,使學生掌握數學教育的理論和方法,具備中學數學教學的能力,為將來勝任中學數學教學工作奠定扎實的理論基礎和能力基礎。
⑦ 數學是研究什麼的科學
什麼是數學?有人說:「數學,不就是數的學問嗎?」
這樣的說法可不對。因為數學不光研究「數」,也研究「形」,大家都很熟悉的三角形、正方形,也都是數學研究的對象。
歷史上,關於什麼是數學的說法更是五花八門。有人說,數學就是關聯;也有人說,數學就是邏輯,「邏輯是數學的青年時代,數學是邏輯的壯年時代。」
那麼,究竟什麼是數學呢?
偉大的革命導師恩格斯,站在辯證唯物主義的理論高度,通過深刻分析數學的起源和本質,精闢地作出了一系列科學的論斷。恩格斯指出:「數學是數量的科學」,「純數學的對象是現實世界的空間形式和數量關系」。根據恩格斯的觀點,較確切的說法就是:數學——研究現實世界的數量關系和空間形式的科學。
數學可以分成兩大類,一類叫純粹數學,一類叫應用 數學。
純粹數學也叫基礎數學,專門研究數學本身的內部規律。中小學課本里介紹的代數、幾何、微積分、概率論知識,都屬於純粹數學。純粹數學的一個顯著特點,就是暫時撇開具體內容,以純粹形式研究事物的數量關系和空間形式。例如研究梯形的面積計算公式,至於它是梯形稻田的面積,還是梯形機械零件的面積,都無關緊要,大家關心的只是蘊含在這種幾何圖形中的數量關系。
應用數學則是一個龐大的系統,有人說,它是我們的全部知識中,凡是能用數學語言來表示的那一部分。應用數學著限於說明自然現象,解決實際問題,是純粹數學與科學技術之間的橋梁。大家常說現在是信息社會,專門研究信息的「資訊理論」,就是應用數學中一門重要的分支學科, 數學有3個最顯著的特徵。
高度的抽象性是數學的顯著特徵之一。數學理論都算有非常抽象的形式,這種抽象是經過一系列的階段形成的,所以大大超過了自然科學中的一般抽象,而且不僅概念是抽象的,連數學方法本身也是抽象的。例如,物理學家可以通過實驗來證明自己的理論,而數學家則不能用實驗的方法來證明定理,非得用邏輯推理和計算不可。現在,連數學中過去被認為是比較「直觀」的幾何學,也在朝著抽象的方向發展。根據公理化思想,幾何圖形不再是必須知道的內容,它是圓的也好,方的也好,都無關緊要,甚至用桌子、椅子和啤酒杯去代替點、線、面也未嘗不可,只要它們滿足結合關系、順序關系、合同關系,具備有相容性、獨立性和完備性,就能夠構成一門幾何學。
體系的嚴謹性是數學的另一個顯著特徵。數學思維的正確性表現在邏輯的嚴謹性上。早在2000多年前,數學家就從幾個最基本的結論出發,運用邏輯推理的方法,將豐富的幾何學知識整理成一門嚴密系統的理論,它像一根精美的邏輯鏈條,每一個環節都銜接得絲絲入扣。所以,數學一直被譽為是「精確科學的典範」。
廣泛的應用性也是數學的一個顯著特徵。宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無處不用數學。20世紀里,隨著應用數學分支的大量涌現,數學已經滲透到幾乎所有的科學部門。不僅物理學、化學等學科仍在廣泛地享用數學的成果,連過去很少使用數學的生物學、語言學、歷史學等等,也與數學結合形成了內容豐富的生物數學、數理經濟學、數學心理學、數理語言學、數學歷史學等邊緣學科。
各門科學的「數學化」,是現代科學發展的一大趨勢。
⑧ 什麼是數論
人類從學會計數開始就一直和自然數打交道了,後來由於實踐的需要,數的概念進一步擴充,自然數被叫做正整數,而把它們的相反數叫做負整數,介於正整數和負整數中間的中性數叫做0。它們合起來叫做整數。(註:現在,自然數的概念有了改變,包括正整數和0)
對於整數可以施行加、減、乘、除四種運算,叫做四則運算。又叫算術,它與幾何學是最古老的兩門數學分支。傳統的幾何學已經枯萎,而傳統的數論(即算術)還有大量的問題無法解決。其中加法、減法和乘法這三種運算,在整數范圍內可以毫無阻礙地進行。也就是說,任意兩個或兩個以上的整數相加、相減、相乘的時候,它們的和、差、積仍然是一個整數。但整數之間的除法在整數范圍內並不一定能夠無阻礙地進行,利用這一性質人們發明了大數密碼體系。至今仍然關系著國家的安全。
人們在對整數進行運算的應用和研究中,逐步熟悉了整數的特性。比如,整數淺薄地劃分可分為兩大類—奇數和偶數(通常被稱為單數、雙數);深刻地劃分可以分為素數,合數,「1」等。兩千多年來,數論學有一個重要的任務,就是尋找一個可以表示所有素數的普遍公式,為此,花費了巨大的心血。(參見網路網頁「素數普遍公式」和「孿生素數普遍公式」)利用素數的一些基本性質,可以進一步探索許多有趣和復雜的數學規律,正是這些特性的魅力,吸引了古往今來許多的數學家不斷地研究和探索。
數論這門學科最初是從研究整數開始的,所以叫做整數論。後來整數論又進一步發展,就叫做數論了。確切的說,數論就是一門研究整數性質的學科。
數論是研究整數性質的一個數學分支,它歷史悠久,而且有著強大的生命力。數論問題敘述簡明,「很多數論問題可以從經驗中歸納出來,並且僅用三言兩語就能向一個行外人解釋清楚,但要證明它卻遠非易事」。因而有人說:「用以發現天才,在初等數學中再也沒有比數論更好的課程了。任何學生,如能把當今任何一本數論教材中的習題做出,就應當受到鼓勵,並勸他將來從事數學方面的工作。」所以在國內外各級各類的數學競賽中,數論問題總是佔有相當大的比重。
[編輯本段]數論的發展簡況
自古以來,數學家對於整數性質的研究一直十分重視,但是直到十九世紀,這些研究成果還只是孤立地記載在各個時期的算術著作中,也就是說還沒有形成完整統一的學科。
自我國古代,許多著名的數學著作中都關於數論內容的論述,比如求最大公因數、勾股數組、某些不定方程整數解的問題等等。在國外,古希臘時代的數學家對於數論中一個最基本的問題——整除性問題就有系統的研究,關於質數、合數、約數、倍數等一系列概念也已經被提出來應用了。後來的各個時代的數學家也都對整數性質的研究做出過重大的貢獻,使數論的基本理論逐步得到完善。
在整數性質的研究中,人們發現質數是構成正整數的基本「材料」,要深入研究整數的性質就必須研究質數的性質。因此關於質數性質的有關問題,一直受到數學家的關注。
到了十八世紀末,歷代數學家積累的關於整數性質零散的知識已經十分豐富了,把它們整理加工成為一門系統的學科的條件已經完全成熟了。德國數學家高斯集中前人的大成,寫了一本書叫做《算術探討》,1800年寄給了法國科學院,但是法國科學院拒絕了高斯的這部傑作,高斯只好在1801年自己發表了這部著作。這部書開始了現代數論的新紀元。
在《算術探討》中,高斯把過去研究整數性質所用的符號標准化了,把當時現存的定理系統化並進行了推廣,把要研究的問題和意志的方法進行了分類,還引進了新的方法。
提起數論就不得不提一個人,他就是英國著名數論學家哈代。他是數論領域里的精英。英國在牛頓之後,因為英國和歐洲一直在爭執微積分的創始人到底是誰,所以英國的數學一直萎靡不振。但到了哈代就有了很大的發展。
⑨ 數學教學論是一門什麼樣的學科
數學教學論是一門綜合性很強的獨立學科;數學教學論是一門實踐性很強的理論學科;數學教學論是一門正在完善的學科。
《數學教學論》由作者自編使用多年的教學講義改編而成,具有獨特的構思,形成了比較完整的理論體系。《數學教學論》對數學教師的素質、數學文化、數學教育理論進行了專題討論,對於中學數學教學中的一些實際問題也進行了研究。《數學教學論》收集了較多的教學案例及點評,對提高數學教師的實際教學水平具有幫助。《數學教學論》適合作為高等院校師范類數學專業本科數學教學論、數學教育學等課程的教材,或研究生教育的參考資料和教師繼續教育的教材,也可以作為自學考試數學教育專業的選用教材。