1. 高等數學和數學分析有什麼不同
1、定義不同
高等數學:指相對於初等數學而言,數學的對象及方法較為繁雜的一部分。
數學分析:又稱高級微積分,分析學中最古老、最基本的分支。
2、學習內容不同:
高等數學:主要內容包括:數列、極限、微積分、空間解析幾何與線性代數、級數、常微分方程。
數學分析:一般指以微積分學和無窮級數一般理論為主要內容,並包括它們的理論基礎(實數、函數和極限的基本理論)的一個較為完整的數學學科。
3、發展歷史不同
高等數學:一般認為,16世紀以前發展起來的各個數學學科總的是屬於初等數學的范疇,因而,17世紀以後建立的數學學科基本上都是高等數學的內容。由此可見,高等數學的范疇無法用簡單的幾句話或列舉其所含分支學科來說明。
數學分析:在古希臘數學的早期,數學分析的結果是隱含給出的。比如,芝諾的兩分法悖論就隱含了幾何級數的和。再後來,古希臘數學家如歐多克索斯和阿基米德使數學分析變得更加明確,但還不是很正式。
他們在使用窮竭法去計算區域和固體的面積和體積時,使用了極限和收斂的概念。在古印度數學的早期,12世紀的數學家婆什迦羅第二給出了導數的例子。
2. 數學家眼裡的數學,與學生眼裡的數學有什麼不同
首先數學家花費很長時間投身於復雜的數學問題,這些問題常常涉及多個數學領域。學生主要是在課堂上花費時間和精力,聽老師講解:對某些問題的單一模式的解決方法。數學家更多的是面對未知的領域或問題,是探索和發現,而學生是在老師引導下的再發現學習。
很多人可能會覺得,數學家的工作都是躲在小屋裡各自為政的,事實上數學上的合作是顯著的。尤其是現代的數學,更不能是單打獨斗模式;學習並汲取他人研究中的優秀成果、提升數學思維的質量層次、分享解決問題的快樂心情等等。按照自己要解決問題的思路,去交流尋找解決方式。而學生在學習數學過程當中,往往是不知道問題是如何產生的,但卻直到問題要如何解答,正是所謂的知其然不知其所以然。貌似數學的教育還未正視該問題,解決現有問題,發現新問題的循環往復的探索之路才是教育應該關注到的,才是數學的生命靈魂。
學生的學習方式是有意義學習和發現學習的結合,雖然無法完全地再現數學家的工作,但至少應該讓學生了解到整個的過程。
3. 現代數學研究什麼
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。
4. 現代數學是高等數學嗎高等數學是指近代數學嗎
現代數學起源於17世紀是研究數量、結構、變化、空間以及信息等概念的一門學科。
現代數學時期是指由20世紀40年代至今,這一時期數學主要研究的是最一般的數量關系和空間形式,數和量僅僅是它的極特殊的情形,通常的一維、二維、三維空間的幾何形象也僅僅是特殊情形。抽象代數、拓撲學、泛函分析是整個現代數學科學的主體部分。
高等數學主要內容包括:數列、極限、微積分、空間解析幾何與線性代數、級數、常微分方程。
5. 現代數學的分類
數學分析、高等代數、初等數論、常微分方程、偏微分方程、復變函數、實變函數、近世代數、微分幾何、解析幾何、線性規劃、組合數學、概率與數理統計 等等。
6. 現代數學包括哪些分支分別在什麼階段學習
現代數學的三大分支是:代數、幾何、分析。數學的定義是研究集合及集合上某種結構的學科,是形式科學的一種,集合論和邏輯學是它的基礎,證明是它的靈魂。由於它與自然科學尤其是物理學關系極為密切,有時數學也被歸為自然科學六大基礎學科之一。數學中未被定義的概念是集合,其他的一切都是有定義的。數學的標准形式是公理法,即給集合和集合上的某結構下一組公理,其他的一切理論都由這組公理推導證明而來。集合上的結構就是定義在幾何元素或子集之間的一些關系,原始分為三類:描述順序關系的序結構,描述運算關系的代數結構,描述臨近關系的拓撲結構,這些結構可以互相結合成為其他一些復雜的結構,比如幾何結構,測度結構等等。由這些結構構造出來的各種集合或者說空間,就是不同數學分支研究的內容。代數學研究具有若干代數結構的集合,比如群、環、體、域、模、格、線性空間、各種內積空間等等,這些結構最初都是由初等代數,或者說初等數論和方程式論的研究中抽象出來的。代數學包括:初等代數、初等數論、高等(線性)代數、抽象代數(群論、環論、域論等)、表示論、多重線性代數、代數數論、解析數論、微分代數、組合論等等。幾何學研究具有若干幾何-拓撲結構的集合,比如仿射空間、拓撲空間、度量空間、仿射內積空間、射影空間、微分流形等。最初是由歐氏幾何發展而來。幾何學包括:初等(歐氏綜合)幾何、解析幾何、仿射幾何、射影幾何、古典微分幾何、點集拓撲、代數拓撲、微分拓撲、整體微分幾何、代數幾何等等。分析學研究帶有若干拓撲-測度的集合,以及定義在這些集合上的函數空間比如可測-測度空間、賦范空間、巴拿赫空間、希爾伯特空間、概率空間等等,由微積分發展而來。分析學包括:數學分析、常微分方程、復變函數論、實變函數論、偏微分方程、變分法、泛函分析、調和分析、概率論等等。
7. 現代數學的主要特點及成因
現代數學發展特點
現代數學時期是指由19世紀20年代至今,這一時期數學主要研究的是最一般的數量關系和空間形式,數和量僅僅是它的極特殊的情形,通常的一維、二維、三維空間的幾何形象也僅僅是特殊情形。抽象代數、拓撲學、泛函分析是整個現代數學科學的主體部分。它們是大學數學專業的課程,非數學專業也要具備其中某些知識。變數數學時期新興起的許多學科,蓬勃地向前發展,內容和方法不斷地充實、擴大和深入。
18、19世紀之交,數學已經達到豐沛茂密的境地,似乎數學的寶藏已經挖掘殆盡,再沒有多大的發展餘地了。然而,這只是暴風雨前夕的寧靜。19世紀20年代,數學革命的狂飆終於來臨了,數學開始了一連串本質的變化,從此數學又邁入了一個新的時期——現代數學時期。
19世紀前半葉,數學上出現兩項革命性的發現——非歐幾何與不可交換代數。大約在1826年,人們發現了與通常的歐幾里得幾何不同的、但也是正確的幾何——非歐幾何。這是由羅巴契夫斯基和里耶首先提出的。非歐幾何的出現,改變了人們認為歐氏幾何唯一地存在是天經地義的觀點。它的革命思想不僅為新幾何學開辟了道路,而且是20世紀相對論產生的前奏和准備。
後來證明,非歐幾何所導致的思想解放對現代數學和現代科學有著極為重要的意義,因為人類終於開始突破感官的局限而深入到自然的更深刻的本質。從這個意義上說,為確立和發展非歐幾何貢獻了一生的羅巴契夫斯基不愧為現代科學的先驅者。
1854年,黎曼推廣了空間的概念,開創了幾何學一片更廣闊的領域——黎曼幾何學。非歐幾何學的發現還促進了公理方法的深入探討,研究可以作為基礎的概念和原則,分析公理的完全性、相容性和獨立性等問題。1899年,希爾伯特對此作了重大貢獻。
在1843年,哈密頓發現了一種乘法交換律不成立的代數——四元數代數。不可交換 代數的出現,改變了人們認為存在與一般的算術代數不同的代數是不可思議的觀點。它的革命思想打開了近代代數的大門。
另一方面,由於一元方程根式求解條件的探究,引進了群的概念。19世紀20~30年代,阿貝爾和伽羅華開創了近世代數學的研究。近代代數是相對古典代數來說的,古典代數的內容是以討論方程的解法為中心的。群論之後,多種代數系統(環、域、格、布爾代數、線性空間等)被建立。這時,代數學的研究對象擴大為向量、矩陣,等等,並漸漸轉向代數系統結構本身的研究。
上述兩大事件和它們引起的發展,被稱為幾何學的解放和代數學的解放。
19世紀還發生了第三個有深遠意義的數學事件:分析的算術化。1874年威爾斯特拉斯提出了一個引人注目的例子,要求人們對分析基礎作更深刻的理解。他提出了被稱為「分析的算術化」的著名設想,實數系本身最先應該嚴格化,然後分析的所有概念應該由此數系導出。他和後繼者們使這個設想基本上得以實現,使今天的全部分析可以從表明實數系特徵的一個公設集中邏輯地推導出來。
現代數學家們的研究,遠遠超出了把實數系作為分析基礎的設想。歐幾里得幾何通過其分析的解釋,也可以放在實數系中;如果歐氏幾何是相容的,則幾何的多數分支是相容的。實數系(或某部分)可以用來解群代數的眾多分支;可使大量的代數相容性依賴於實數系的相容性。事實上,可以說:如果實數系是相容的,則現存的全部數學也是相容的。
19世紀後期,由於狄德金、康托和皮亞諾的工作,這些數學基礎已經建立在更簡單、更基礎的自然數系之上。即他們證明了實數系(由此導出多種數學)能從確立自然數系的公設集中導出。20世紀初期,證明了自然數可用集合論概念來定義,因而各種數學能以集合論為基礎來講述。
拓撲學開始是幾何學的一個分支,但是直到20世紀的第二個1/4世紀,它才得到了推廣。拓撲學可