Ⅰ 数学的思想方法有二十种有哪些
一、用字母表示数的思想
这是基本的数学思想之一 .在代数第一册第二章“代数初步知识”中,主要体现了这种思想。
例如: 设甲数为a,乙数为b,用代数式表示:(1)甲乙两数的和的2倍:2(a+b)(2)甲数的2倍与乙数的5倍差:2a-5b
二、数形结合的思想
“数形结合”是数学中最重要的,也是最基本的思想方法之一,是解决许多数学问题的有效思想。“数缺形时少直观,形无数时难入微”是我国着名数学家华罗庚教授的名言,是对数形结合的作用进行了高度的概括.数学教材中下列内容体现了这种思想。
1、数轴上的点与实数的一一对应的关系。
2、平面上的点与有序实数对的一一对应的关系。
3、函数式与图像之间的关系。
4、线段(角)的和、差、倍、分等问题,充分利用数来反映形。
5、解三角形,求角度和边长,引入了三角函数,这是用代数方法解决何问题。
6、“圆”这一章中,圆的定义,点与圆、直线与圆、圆与圆的位置关系等都是化为数量关系来处理的。
7、统计初步中统计的第二种方法是绘制统计图表,用这些图表的反映数据的分情况,发展趋势等。实际上就是通过“形”来反映数据扮布情况,发展趋势等。实际上就是通过“形”来反映数的特征,这是数形结合思想在实际中的直接应用。
三、转化思想 (化归思想)
在整个初中数学中,转化(化归)思想一直贯穿其中。转化思想是把一个未知(待解决)的问题化为已解决的或易于解决的问题来解决,如化繁为简、化难为易,化未知为已知,化高次为低次等,它是解决问题的一种最基本的思想,它是数学基本思想方法之一。下列内容体现了这种思想:
1、分式方程的求解是分式方程转化为前面学过的一元二次方程求解,这里把待解决的新问题化为已解决的问题来求解,体现了转化思想。
2、解直角三角形;把非直角三形问题化为直角三角形问题;把实际问题转化为数学问题。
3、证明四边形的内角和为360度.是把四边形转化成两个三角形的.同时探索多边形的内角和也是利用转化的思想的.
四、分类思想
有理数的分类、整式的分类、实数的分类、角的分类,三角形的分类、四边形的分类、点与圆的位置关系、直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系等都是通过分类讨论的。
Ⅱ 常用的数学思想方法有哪些
数学思想较之于数学基础知识及常用数学方法又处于更高层次,它来源于数学基础知识及常用的数学方法, 在运用数学基础知识及方法处理数学问题时,具有指导性的地位。<一>常用的数学方法:配方法,换元法,消元法,待定系数法;<二>常用的数学思想:数形结合思想,方程与函数思想,建模思想,分类讨论思想和化归与转化思想等。<三>数学思想方法主要来源于:观察与实验,概括与抽象,类比,归纳和演绎等
Ⅲ 数学思想方法感悟
“数学思想”比一般的“数学概念”具有更高的概括抽象水平,后者比前者更具体、更丰富,而前者比后者更本质、更深刻。“数学思想”是与其相应的“数学方法”的精神实质与理论基础,“数学方法”则是实施有关的“数学思想”的技术与操作程式中。中学数学用到的各种数学方法,都体现着一定的数学思想。数学思想属于科学思想,但科学思想未必就是数学思想。有的数学思想(例如“一分为二”的思想和“转化”思想)和逻辑思想(例如完全归纳的思想)由于其在数学中的运用而被“数学化”了,也可以称之为数学思想。
基本数学思想包括:符号与变元表示的思想,集合思想,对应思想,公理化与结构思想,数形结合思想,化归思想,函数与方程的思想,整体思想,极限思想,抽样统计思想等。当我们按照空间形式和数量关系将研究对象进行分类时,把分类思想也看作基本数学思想。基本数学思想有两大基石——符号与变元表示的思想和集合思想,又有两大支柱——对应思想和公理化结构思想。基本数学思想及其衍生的其他数学思想,形成了一个结构性很强的体系。
数学中渗透着基本数学思想,它们是基础知识的灵魂,如果能使它们落实到我们学习和应用数学中去,那么我们得到的将会很多,需要我们不断的探索实践,使数学思想潜移默化的渗透到教学中去。
Ⅳ 数学思想方法总结
数学思想是对数学知识的本质认识,是对数学规律的理性认识,是从某些具体的数学内容和对数学的认识过程中提炼上升的数学观点,它在认识活动中被反复运用,带有普遍的指导意义,是建立数学和用数学解决问题的指导思想。常见的数学思想包括化归思想、分类思想、分类思想、模型思想、极限思想、统计思想、最优化思想等。数学方法是从数学角度提出问题、解决问题的过程中所采用的各种方式、手段、途径等。数学思想和数学方法是紧密联系的,一般来说,强调指导思想时称数学思想,强调操作过程时称数学方法。一般情况下数学思想与数学方法不加以区分,统称为数学思想方法。在中学数学中常用的有数学归纳法、反向归纳法、不完全归纳法、类比法、分析法、综合法、递推法、待定系数法、数形结合法、补集法等数学方法。
1、配方法
所谓配方,就是把一个解析式利用恒等变形的方法,把其中的某些项配成一个或几个多项式正整数次幂的和形式。通过配方解决数学问题的方法叫配方法。其中,用的最多的是配成完全平方式。配方法是数学中一种重要的恒等变形的方法,它的应用十分非常广泛,在因式分解、化简根式、解方程、证明等式和不等式、求函数的极值和解析式等方面都经常用到它。
2、因式分解法
因式分解,就是把一个多项式化成几个整式乘积的形式。因式分解是恒等变形的基础,它作为数学的一个有力工具、一种数学方法在代数、几何、三角等的解题中起着重要的作用。因式分解的方法有许多,除中学课本上介绍的提取公因式法、公式法、分组分解法、十字相乘法等外,还有如利用拆项添项、求根分解、换元、待定系数等等。
3、换元法
换元法是数学中一个非常重要而且应用十分广泛的解题方法。我们通常把未知数或变数称为元,所谓换元法,就是在一个比较复杂的数学式子中,用新的变元去代替原式的一个部分或改造原来的式子,使它简化,使问题易于解决。
4、判别式法与韦达定理
一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c属于R,a≠0)根的判别,△=b2-4ac,不仅用来判定根的性质,而且作为一种解题方法,在代数式变形,解方程(组),解不等式,研究函数乃至几何、三角运算中都有非常广泛的应用。
韦达定理除了已知一元二次方程的一个根,求另一根;已知两个数的和与积,求这两个数等简单应用外,还可以求根的对称函数,计论二次方程根的符号,解对称方程组,以及解一些有关二次曲线的问题等,都有非常广泛的应用。
5、待定系数法
在解数学问题时,若先判断所求的结果具有某种确定的形式,其中含有某些待定的系数,而后根据题设条件列出关于待定系数的等式,最后解出这些待定系数的值或找到这些待定系数间的某种关系,从而解答数学问题,这种解题方法称为待定系数法。它是中学数学中常用的方法之一。
6、构造法
在解题时,我们常常会采用这样的方法,通过对条件和结论的分析,构造辅助元素,它可以是一个图形、一个方程(组)、一个等式、一个函数、一个等价命题等,架起一座连接条件和结论的桥梁,从而使问题得以解决,这种解题的数学方法,我们称为构造法。运用构造法解题,可以使代数、三角、几何等各种数学知识互相渗透,有利于问题的解决。
7、反证法
反证法是一种间接证法,它是先提出一个与命题的结论相反的假设,然后,从这个假设出发,经过正确的推理,导致矛盾,从而否定相反的假设,达到肯定原命题正确的一种方法。反证法可以分为归谬反证法(结论的反面只有一种)与穷举反证法(结论的反面不只一种)。用反证法证明一个命题的步骤,大体上分为:(1)反设;(2)归谬;(3)结论。
反设是反证法的基础,为了正确地作出反设,掌握一些常用的互为否定的表述形式是有必要的,例如:是/不是;存在/不存在;平行于/不平行于;垂直于/不垂直于;等于/不等于;大(小)于/不大(小)于;都是/不都是;至少有一个/一个也没有;至少有n个/至多有(n一1)个;至多有一个/至少有两个;唯一/至少有两个。
归谬是反证法的关键,导出矛盾的过程没有固定的模式,但必须从反设出发,否则推导将成为无源之水,无本之木。推理必须严谨。导出的矛盾有如下几种类型:与已知条件矛盾;与已知的公理、定义、定理、公式矛盾;与反设矛盾;自相矛盾。
8、面积法
平面几何中讲的面积公式以及由面积公式推出的与面积计算有关的性质定理,不仅可用于计算面积,而且用它来证明平面几何题有时会收到事半功倍的效果。运用面积关系来证明或计算平面几何题的方法,称为面积方法,它是几何中的一种常用方法。
用归纳法或分析法证明平面几何题,其困难在添置辅助线。面积法的特点是把已知和未知各量用面积公式联系起来,通过运算达到求证的结果。所以用面积法来解几何题,几何元素之间关系变成数量之间的关系,只需要计算,有时可以不添置补助线,即使需要添置辅助线,也很容易考虑到。
9、几何变换法
在数学问题的研究中,常常运用变换法,把复杂性问题转化为简单性的问题而得到解决。所谓变换是一个集合的任一元素到同一集合的元素的一个一一映射。中学数学中所涉及的变换主要是初等变换。有一些看来很难甚至于无法下手的习题,可以借助几何变换法,化繁为简,化难为易。另一方面,也可将变换的观点渗透到中学数学教学中。将图形从相等静止条件下的研究和运动中的研究结合起来,有利于对图形本质的认识。
几何变换包括:(1)平移;(2)旋转;(3)对称。
10.客观性题的解题方法
选择题是给出条件和结论,要求根据一定的关系找出正确答案的一类题型。选择题的题型构思精巧,形式灵活,可以比较全面地考察学生的基础知识和基本技能,从而增大了试卷的容量和知识覆盖面。
填空题是标准化考试的重要题型之一,它同选择题一样具有考查目标明确,知识复盖面广,评卷准确迅速,有利于考查学生的分析判断能力和计算能力等优点,不同的是填空题未给出答案,可以防止学生猜估答案的情况。
要想迅速、正确地解选择题、填空题,除了具有准确的计算、严密的推理外,还要有解选择题、填空题的方法与技巧。下面通过实例介绍常用方法。
(1)直接推演法:直接从命题给出的条件出发,运用概念、公式、定理等进行推理或运算,得出结论,选择正确答案,这就是传统的解题方法,这种解法叫直接推演法。
(2)验证法:由题设找出合适的验证条件,再通过验证,找出正确答案,亦可将供选择的答案代入条件中去验证,找出正确答案,此法称为验证法(也称代入法)。当遇到定量命题时,常用此法。
(3)特殊元素法:用合适的特殊元素(如数或图形)代入题设条件或结论中去,从而获得解答。这种方法叫特殊元素法。
(4)排除、筛选法:对于正确答案有且只有一个的选择题,根据数学知识或推理、演算,把不正确的结论排除,余下的结论再经筛选,从而作出正确的结论的解法叫排除、筛选法。
(5)图解法:借助于符合题设条件的图形或图象的性质、特点来判断,作出正确的选择称为图解法。图解法是解选择题常用方法之一。
(6)分析法:直接通过对选择题的条件和结论,作详尽的分析、归纳和判断,从而选出正确的结果,称为分析法
Ⅳ 数学思想方法有哪些
1、对应思想方法
对应是人们对两个集合因素之间的联系的一种思想方法,小学数学一般是一一对应的直观图表,并以此孕伏函数思想。如直线上的点(数轴)与表示具体的数是一一对应。
2、假设思想方法
假设是先对题目中的已知条件或问题作出某种假设,然后按照题中的已知条件进行推算,根据数量出现的矛盾,加以适当调整,最后找到正确答案的一种思想方法。假设思想是一种有意义的想象思维,掌握之后可以使要解决的问题更形象、具体,从而丰富解题思路。
3、比较思想方法
比较思想是数学中常见的思想方法之一,也是促进学生思维发展的手段。在教学分数应用题中,教师要善于引导学生比较题中已知和未知数量变化前后的情况,可以帮助学生较快地找到解题途径。
4、符号化思想方法
用符号化的语言(包括字母、数字、图形和各种特定的符号)来描述数学内容,这就是符号思想。如数学中各种数量关系,量的变化及量与量之间进行推导和演算,都是用小小的字母表示数,以符号的浓缩形式表达大量的信息。如定律、公式、等。
5、类比思想方法
类比思想是指依据两类数学对象的相似性,有可能将已知的一类数学对象的性质迁移到另一类数学对象上去的思想。如加法交换律和乘法交换律、长方形的面积公式、平行四边形面积公式和三角形面积公式。类比思想不仅使数学知识容易理解,而且使公式的记忆变得顺水推舟般自然和简洁。
Ⅵ 一般的数学思想方法有哪些
1 函数思想
把某一数学问题用函数表示出来,并且利用函数探究这个问题的一般规律。
2 数形结合思想
把代数和几何相结合,例如对几何问题用代数方法解答,对代数问题用几何方法解答。
3 整体思想
整体代入、叠加叠乘处理、整体运算、整体设元、整体处理、几何中的补形等都是整体思想方法在解数学问题中的具体运用。
4 转化思想
在于将未知的,陌生的,复杂的问题通过演绎归纳转化为已知的,熟悉的,简单的问题。
5 类比思想
把两个(或两类)不同的数学对象进行比较,如果发现它们在某些方面有相同或类似之处,那么推断它们在其他方面也可能有相同或类似之处。
(6)至精至简的数学思想方法怎么样扩展阅读:
函数思想,是指用函数的概念和性质去分析问题、转化问题和解决问题。方程思想,是从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式、或方程与不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解。有时,还实现函数与方程的互相转化、接轨,达到解决问题的目的。
笛卡尔的方程思想是:实际问题→数学问题→代数问题→方程问题。宇宙世界,充斥着等式和不等式。我们知道,哪里有等式,哪里就有方程;哪里有公式,哪里就有方程;求值问题是通过解方程来实现的……等等;不等式问题也与方程是近亲,密切相关。列方程、解方程和研究方程的特性,都是应用方程思想时需要重点考虑的。
函数描述了自然界中数量之间的关系,函数思想通过提出问题的数学特征,建立函数关系型的数学模型,从而进行研究。
它体现了“联系和变化”的辩证唯物主义观点。一般地,函数思想是构造函数从而利用函数的性质解题,经常利用的性质是:f(x)、f (x)的单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图像变换等,要求我们熟练掌握的是一次函数、二次函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数的具体特性。
在解题中,善于挖掘题目中的隐含条件,构造出函数解析式和妙用函数的性质,是应用函数思想的关键。对所给的问题观察、分析、判断比较深入、充分、全面时,才能产生由此及彼的联系,构造出函数原型。另外,方程问题、不等式问题和某些代数问题也可以转化为与其相关的函数问题,即用函数思想解答非函数问题。
函数知识涉及的知识点多、面广,在概念性、应用性、理解性都有一定的要求,所以是高考中考查的重点。
我们应用函数思想的几种常见题型是:遇到变量,构造函数关系解题;有关的不等式、方程、最小值和最大值之类的问题,利用函数观点加以分析;含有多个变量的数学问题中,选定合适的主变量,从而揭示其中的函数关系。
实际应用问题,翻译成数学语言,建立数学模型和函数关系式,应用函数性质或不等式等知识解答;等差、等比数列中,通项公式、前n项和的公式,都可以看成n的函数,数列问题也可以用函数方法解决。
引起分类讨论的原因主要是以下几个方面:
① 问题所涉及到的数学概念是分类进行定义的。如|a|的定义分a>0、a=0、a<0三种情况。这种分类讨论题型可以称为概念型。
② 问题中涉及到的数学定理、公式和运算性质、法则有范围或者条件限制,或者是分类给出的。如等比数列的前n项和的公式,分q=1和q≠1两种情况。这种分类讨论题型可以称为性质型。
③ 解含有参数的题目时,必须根据参数的不同取值范围进行讨论。如解不等式ax>2时分a>0、a=0和a<0三种情况讨论。这称为含参型。
另外,某些不确定的数量、不确定的图形的形状或位置、不确定的结论等,都主要通过分类讨论,保证其完整性,使之具有确定性。
进行分类讨论时,我们要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论。其中最重要的一条是“不漏不重”。
解答分类讨论问题时,我们的基本方法和步骤是:首先要确定讨论对象以及所讨论对象的全体的范围;其次确定分类标准,正确进行合理分类,即标准统一、不漏不重、分类互斥(没有重复);再对所分类逐步进行讨论,分级进行,获取阶段性结果;最后进行归纳小结,综合得出结论。
Ⅶ 数学思想方法的思维方法
数学认识的一般性与特殊性
数学作为对客观事物的一种认识,与其他科学认识一样,其认识的发生和发展过程遵循实践——认识——再实践的认识路线。但是,数学对象(量)的特殊性和抽象性,又产生与其他科学不同的、特有的认识方法和理论形式。由此产生数学认识论的特有问题。
数学认识的一般性
认识论是研究认识的本质以及认识发生、发展一般规律的学说,它涉及认识的来源、感性认识与理性认识的关系、认识的真理性等问题。数学作为对客观事物的一种认识,其认识论也同样需要探讨这些问题;其认识过程,与其他科学认识一样,也必然遵循实践——认识——再实践这一辩证唯物论的认识路线。
事实上,数学史上的许多新学科都是在解决现实问题的实践中产生的。最古老的算术和几何学产生于日常生活、生产中的计数和测量,这已是不争的历史事实。数学家应用已有的数学知识在解决生产和科学技术提出的新的数学问题的过程中,通过试探或试验,发现或创造出解决新问题的具体方法,归纳或概括出新的公式、概念和原理;当新的数学问题积累到一定程度后,便形成数学研究的新问题(对象)类或新领域,产生解决这类新问题的一般方法、公式、概念、原理和思想,形成一套经验知识。这样,有了新的问题类及其解决问题的新概念、新方法等经验知识后,就标志着一门新的数学分支学科的产生,例如,17世纪的微积分。由此可见,数学知识是通过实践而获得的,表现为一种经验知识的积累。
这时的数学经验知识是零散的感性认识,概念尚不精确,有时甚至导致推理上的矛盾。因此,它需要经过去伪存真、去粗取精的加工制作,以便上升为有条理的、系统的理论知识。
数学知识由经验知识形态上升为理论形态后,数学家又把它应用于实践,解决实践中的问题,在应用中检验理论自身的真理性,并且加以完善和发展。同时,社会实践的发展,又会提出新的数学问题,迫使数学家创造新的方法和思想,产生新的数学经验知识,即新的数学分支学科。由此可见,数学作为一种认识,与其他科学认识一样,遵循着感性具体——理性抽象——理性具体的辩证认识过程。这就是数学认识的一般性。
数学认识的特殊性
科学的区分在于研究对象的特殊性。数学研究对象的特殊性就在于,它是研究事物的量的规定性,而不研究事物的质的规定性;而“量”是抽象地存在于事物之中的,是看不见的,只能用思维来把握,而思维有其自身的逻辑规律。所以数学对象的特殊性决定了数学认识方法的特殊性。这种特殊性表现在数学知识由经验形态上升为理论形态的特有的认识方法——公理法或演绎法,以及由此产生的特有的理论形态——公理系统和形式系统。因此,它不能像自然科学那样仅仅使用观察、归纳和实验的方法,还必须应用演绎法。同时,作为对数学经验知识概括的公理系统,是否正确地反映经验知识呢?数学家解决这个问题与自然科学家不尽相同。特别是,他们不是被动地等待实践的裁决,而是主动地应用形式化方法研究公理系统应该满足的性质:无矛盾性、完全性和公理的独立性。为此,数学家进一步把公理系统抽象为形式系统。因此,演绎法是数学认识特殊性的表现。
概括数学本质的尝试
数学认识的一般性表明,数学的感性认识表现为数学知识的经验性质;数学认识的特殊性表明,数学的理性认识表现为数学知识的演绎性质。因此,认识论中关于感性认识与理性认识的关系在数学认识论中表现为数学的经验性与演绎性的关系。所以,认识数学的本质在于认识数学的经验性与演绎性的辩证关系。那么数学哲学史上哲学家是如何论述数学的经验性与演绎性的关系,从而得出他们对数学本质的看法的呢?
数学哲学史上最早探讨数学本质的是古希腊哲学家柏拉图。他在《理想国》中提出认识的四个阶段,认为数学是处于从感性认识过渡到理性认识的一个阶梯,是一种理智认识。这是柏拉图对数学知识在认识论中的定位,第一次触及数学的本质问题。
17世纪英国经验论哲学家J.洛克在批判R.笛卡尔的天赋观念中建立起他的唯物主义经验论,表述了数学经验论观点。他强调数学知识来源于经验,但又认为属于论证知识的数学不如直觉知识清楚和可靠。
德国哲学家兼数学家莱布尼茨在建立他的唯理论哲学中,阐述了唯理论的数学哲学观。他认为:“全部算术和全部几何学都是天赋的”;数学只要依靠矛盾原则就可以证明全部算术和几何学;数学是属于推理真理。他否认了数学知识具有经验性。
德国哲学家康德为了克服唯理论与经验论的片面性,运用他的先验论哲学,从判断的分类入手,论述了数学是“先天综合判断”。由于这一观点带有先验性和调和性,所以它并没有解决数学知识的经验性与演绎性的辩证关系。
康德以后,数学发展进入一个新时期,它的一个重要特点是公理化倾向。这一趋势使大多数数学家形成一种认识:数学是一门演绎的科学。这种观点的典型代表是数学基础学派中的逻辑主义和形式主义。前者把数学归结为逻辑,后者把数学看作是符号游戏。1931年哥德尔不完全性定理表明了公理系统的局限性和数学演绎论的片面性。这就使得一些数学家开始怀疑“数学是一门演绎科学”的观点,提出,数学是一门有经验根据的科学,但它并不排斥演绎法。这引起一场来自数学家的有关数学本质的讨论。
拉卡托斯为了避免数学演绎论与经验论的片面性,从分析数学理论的结构入手,提出数学是一门拟经验科学。他说:“作为总体上看,按欧几里得方式重组数学也许是不可能的,至少最有意义的数学理论像自然科学理论一样,是拟经验的。”尽管拉卡托斯给封闭的欧几里得系统打开了第一个缺口,但是,拟经验论实际上是半经验论,并没有真正解决数学性质问题,因而数学家对它以及数学哲学史上有关数学本质的概括并不满意。1973年,数理逻辑学家A.罗宾逊说:“就应用辩证法来仔细分析数学或某一种数学理论(如微积分)而言,在我所读的从黑格尔开始的这方面的着作中,还没有发现经得起认真批判的东西。”因此,当计算机在数学中的应用引起数学研究方式的变革时,特别是当计算机证明了四色定理和借助计算机进行大量试验而创立分形几何时,再次引起了数学家们对“什么是证明?”“什么是数学?”这类有关数学本质的争论。
数学本质的辩证性
正因为一些着名数学家不满意对数学本质的概括,他们开始从数学研究的体验来阐明数学的经验性与演绎性的相互关系。D.希尔伯特说:数学的源泉就在于思维与经验的反复出现的相互作用,冯·诺伊曼说:数学的本质存在着经验与抽象的二重性;R.库朗说:数学“进入抽象性的一般性的飞行, 必须从具体和特定的事物出发,并且又返回到具体和特定的事物中去”;而A.罗宾逊则寄希望于:“出现一种以辩证的研究方法为基础的、态度认真的数学的哲学”。
本节将根据数学知识的三种形态(经验知识、公理系统和形式系统)及其与实践的关系,具体说明数学的经验性与演绎性的辩证关系。
经验知识是有关数学模型及其解决方法的知识。数学家利用数学和自然科学的知识,从现实问题中提炼或抽象出数学问题(数学模型),然后求模型的数学解(求模型解),并返回实践中去解决现实问题。这一过程似乎是数学知识的简单应用,但事实并非如此。因为数学模型是主观对客观的反映,而人的认识并非一次完成,特别是遇到复杂的问题时,需要修正已有的数学模型及其求解的方法和理论,并经多次反复试验,才能解决现实问题。况且社会实践的发展,使得旧的方法和知识在解决新问题时显得繁琐,甚至无能为力,从而迫使数学家发明或创造新的方法、思想和原理,并在实践中得到反复检验,产生新的数学分支学科。这时的数学知识是在解决实践提出的数学问题中产生的,属于经验知识,具有经验的性质。
数学的经验性向演绎性转化 第一部分讲过,数学经验知识具有零散性和不严密性,有待于上升或转化为系统的理论知识;而数学对象的特殊性使得这种转化采取特殊的途径和方法——公理法,产生特有的理论形态——公理系统。所以,数学的经验性向演绎性的转化,具体表现为经验知识向作为理论形态的公理系统的转化。
公理系统 是应用公理方法从某门数学经验知识中提炼出少数基本概念和公理作为推理的前提,然后根据逻辑规则演绎出属于该门知识的命题构成的一个演绎系统。它是数学知识的具体理论形态,是对数学经验知识的理论概括。就其内容来说,是经验的;但就其表现形式来说,是演绎的,具有演绎性质。因为数学成果(一般表现为定理)不能靠归纳或实验来证实,而必须通过演绎推理来证明,否则,数学家是不予承认的。
公理系统就其对经验知识的概括来说,是理性认识对感性认识的抽象反映。为了证实这种抽象反映的正确性,数学家采取两种解决办法。一是让理论回到实践,通过实际应用来检验、修改理论。欧几里得几何的不严密性就是通过此种方法改进的。二是从理论上研究公理系统应该满足的性质:无矛盾性、完全性和公理的独立性。这就引导数学家对公理系统的进一步抽象,产生形式系统。
形式系统 是形式化了的公理系统,是由形式语言、公理和推理规则组成的。它是应用形式化方法从不同的具体公理系统中抽象出共同的推理形式,构成一个形式系统;然后用有穷推理方法研究形式系统的性质。所以,形式系统是撇开公理系统的具体内容而作的进一步抽象,是数学知识的抽象理论形态。它采用的是形式推理的方法,表现其知识形态的演绎性。
数学的演绎性向经验性的转化 这除了前面说过的认识论原因外,对公理系统和形式系统的研究也证实了这种转化的必要性。哥德尔不完全性定理严格证明了公理系统的局限性:(1 )形式公理系统的相容性不可能在本系统内得到证明,必须求助于更强的形式公理系统才能证明。而相容性是对公理系统最基本的要求,那么在找到更强的形式公理系统之前,数学家只能像公理集合论那样,让公理系统回到实践中去,通过解决现实问题而获得实践的支持。(2 )如果包含初等算术的形式公理系统是无矛盾的,那么它一定是不完全的。这就是说,即使形式系统的无矛盾性解决了,它又与不完全性相排斥。“不完全性”是指,在该系统中存在一个真命题及其否定都不可证明(称为不可判定命题)。所以,“不完全性”说明,作为对数学经验知识的抽象的公理系统,不可能把属于该门数学的所有经验知识(命题)都包括无遗。对于“不可判定命题”的真假,只有诉诸实践检验。因此,这两种情况说明,要解决公理系统的无矛盾性和不可判定命题,必须让数学的理论知识返回到实践接受检验。
由此可见,数学的认识过程是:在解决现实问题的实践基础上获得数学的经验知识;然后上升为演绎性的理论知识(公理系统和形式系统);再返回到实践中,通过解决现实问题而证实自身的真理性,完善或发展新的数学知识。这是辩证唯物论的认识论在数学认识论上的具体表现,反映了数学本质上是数学知识的经验性与演绎性在实践基础上的辩证统一。
Ⅷ 数学常用的数学思想方法有哪些
数学常用的数学思想方法主要有:用字母表示数的思想,数形结合的思想,转化思想 (化归思想),分类思想,类比思想,函数的思想,方程的思想,无逼近思想等等。
1.用字母表示数的思想:这是基本的数学思想之一 .在代数第一册第二章“代数初步知识”中,主要体现了这种思想。
2.数形结合:是数学中最重要的,也是最基本的思想方法之一,是解决许多数学问题的有效思想。“数缺形时少直观,形无数时难入微”是我国着名数学家华罗庚教授的名言,是对数形结合的作用进行了高度的概括。
3.转化思想:在整个初中数学中,转化(化归)思想一直贯穿其中。转化思想是把一个未知(待解决)的问题化为已解决的或易于解决的问题来解决,如化繁为简、化难为易,化未知为已知,化高次为低次等,它是解决问题的一种最基本的思想,它是数学基本思想方法之一。
4.分类思想:有理数的分类、整式的分类、实数的分类、角的分类,三角形的分类、四边形的分类、点与圆的位置关系、直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系等都是通过分类讨论的。
5.类比:类比推理在人们认识和改造客观世界的活动中具有重要意义.它能触类旁通,启发思考,不仅是解决日常生活中大量问题的基础,而且是进行科学研究和发明创造的有力工具.
6.函数的思想 :辩证唯物主义认为,世界上一切事物都是处在运动、变化和发展的过程中,这就要求我们教学中重视函数的思想方法的教学。
7.方程:是初中代数的主要内容.初中阶段主要学习了几类方程和方程组的解法,在初中阶段就要形成方程的思想.所谓方程的思想,就是突出研究已知量与未知量之间的等量关系,通过设未知数、列方程或方程组,解方程或方程组等步骤,达到求值目的的解题思路和策略,
函数思想,是指用函数的概念和性质去分析问题、转化问题和解决问题。方程思想,是从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式、或方程与不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解。
从问题的整体性质出发,突出对问题的整体结构的分析和改造,发现问题的整体结构特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或图形看成一个整体,把握它们之间的关联,进行有目的的、有意识的整体处理。整体思想方法在代数式的化简与求值、解方程(组)、几何解证等方面都有广泛的应用。
Ⅸ 数学基本思想方法有哪些
1、数形结合:是数学中最重要的,也是最基本的思想方法之一,是解决许多数学问题的有效思想。“数缺形时少直观,形无数时难入微”是我国着名数学家华罗庚教授的名言,是对数形结合的作用进行了高度的概括。
2、转化思想:在整个初中数学中,转化(化归)思想一直贯穿其中。转化思想是把一个未知(待解决)的问题化为已解决的或易于解决的问题来解决,如化繁为简、化难为易,化未知为已知,化高次为低次等,它是解决问题的一种最基本的思想,它是数学基本思想方法之一。
3、分类思想:有理数的分类、整式的分类、实数的分类、角的分类,三角形的分类、四边形的分类、点与圆的位置关系、直线与圆的位置关系,圆与圆的位置关系等都是通过分类讨论的。
4、整体思想
从问题的整体性质出发,突出对问题的整体结构的分析和改造,发现问题的整体结构特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或图形看成一个整体,把握它们之间的关联,进行有目的的、有意识的整体处理。
5、类比思想
把两个(或两类)不同的数学对象进行比较,如果发现它们在某些方面有相同或类似之处,那么就推断它们在其他方面也可能有相同或类似之处。