2022年有关数学的学习方法.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 有关数学的学习方法各科学对数学的看法赖汉卿最近翻阅日本 Mathematical seminare, 5 - 1979 ,发觉了非数学本科的人,报导他们对数学的看法,以及他们所用到的数学,对数学学习方法等等;我以为数学这一门为一般同学所恐惧,为现实社会所冷淡, 也为一般人所不易懂得数学是什么的今日, 好像可借助于这些非数学专家们,在数学领域中所获得的经 验与观点,传播给读者参考,或许能收些许助益,并开拓其视野;下面大都是翻 译的资料;为物理学而学的数学 坪井忠二 Tuboe Chuej,东京高校名誉教授 做为手段的数学 : 进入自然科学系的人,
2、或想进这些系的人,大致不少;因此这些人,对于数学就各有其目的, 其中欲为数学本身连续争论,有志为数学家的人, 也必定会有, 这些人当然就以数学为目的直走,但为数并不多, 大部分的人 大致都不以数学本身为目的, 可说只把数学当做谋求自己工作之进展的一 手段而已; 犹如学习外国语之目的相像, 那些已进入自然科学界的, 以及 预备想进去的, 是为英语去读英语, 至于英语学或英文学并不是其本身的目的,求取将来以英语写成的自然科学书籍或论文,能毫无不自由地阅读,同时自己也可用英语写些报告或论文,或能与做同方面学问之外国人交谈为目的,他们就不是以学英语本身为目的,而是当做一种手段而已;要这么说, 目的与手
3、段好像无太严密的区分;在学习过程中, 用手段使用数学的内容, 可能也会浮起爱好来, 而原以数学本身为目的的人,也可能 对应用方面浮起爱好, 以致原欲做为目的的数学, 及做为手段的数学都变 成无法区分, 而混为一体了; 举个可能稍为夸大之例, 如牛顿在摸索万有 引力时,看来是位物理学家, 而在以微积分之创始者来说, 那是位数学家,硬是把他分做数学家或物理学家,实际上并无多大意义;这些我们暂且忘了它不提, 只以多数人使用数学做为其手段者,来进行我 们的话题;数学表现的物理学意义 : 假如说以使用数学当做手段, 其道具之特长与优点, 就须充分明白; 因而 对此道具要如何使用, 就非得娴熟不行; 以用
4、数学做为手段的人, 读数学时是学习如何使用为其主要目的;所谓使用法, 如以争论物理学的人, 他名师归纳总结 就很会将物理学与数学结合在一起,于是他对于在什么范畴内, 有可能结第 1 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 合;超过了那个范畴,就不行能结合,必需要有充分的明白,否就他所得 的数学也就止于演习而已,与物理学就毫无关连了;为了要懂得物理 学现象,必需要能以使用数学做为手段, 同时也得不忘物理学摸索之进展;在物理学中,常常会显现种种数学的表现,但对于其物理意义 physical meaning就特别常反省不行;说这些结果,是由运算器算
5、出来的,绝不行能有错误的人是有的,计 算器的数值运算即使无误, 但运算器程序的想法或设计假设有误,就以此 错误的程序命令运算器算算这个,其结果当然定是错的;故不管你使 用多高级的数学,假设其用法不当,其结果也就无意义了;与之相反 的,一件好象是简洁的数学但与物理学结合得好,就会产生很深奥的 结果;例如在数学来说, 那只不过是极为简洁之二阶微分方程式,但它却是牛顿的壮 大堂皇的学理基础;公式f=ma可写成更一般的形式为y=ax这是 x 与 y 的一次式;这个式子却是表示种种物理事象的关系式;比方 说: a 为物体运动时之定速度,x 视为时间,就 y 就是其移动的距雕;假设 a 视为利率,x 为期
6、间,就 y 为此期间所得到的利息;又当 a 为弹 性系数时, x 为微小的弯曲,就 y 为此时所产生的张力 stress;要是 a 为铁丝的线密度,x 为其长度,就 y 为铁丝全体的重量, ;不管 x 是代表时间、期间、弯曲或线长度,上式都能成立,也就是说 x 可表任 何东西,说大些,这是数学所与的荣耀;但在物理学中就不那样广泛,它 只是 x 所表示何物之问题而已;这就是以数学的数学,以手段之数学有 所不同之处;另一方面再回到名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 之式子来看;d2x/dt2在 x - t 坐标所画之曲线
7、中,它不外乎表其弯曲度,即斜率之变化率而已;画出曲线时,弯度较大的,就具有较大的力气,d 2x/dt 2 0 就其力 f 为正,此时曲线是向上凹,表示力是向上的意思;这种曲线的曲率是把握着力的大小与方向;再举个简洁的例子,如数式写成就为并联电阻的关系式;假如写成就为凸镜像之位置与焦点距离之式;如图,假设f 与 u 给定,就v 之值立刻可求得,此式不外乎是直线y=ax+b在 x 轴上取点 u,0,截 y 轴于点 0, v,此时之直线方程式为且该直线通过 x=f; y=f,因之得又如以 之距离,去程与回程的速度分别为 为 V 时,其间的关系式为v1, v2,就全部的平均速度名师归纳总结 - - -
8、 - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 总之是一个数式,这个式子可表示电阻之式,镜像之式,速度之式等等;所以在物理上应用数学做为手段, 是很好玩的情形; 要是如在并联电阻全体中流过电流为I 时,安排到电阻是r1,r2 之电流设为i1,i2,就全电力 W 为最小的条件该如何呢 .那就是从电力W=i1+i 2 2R-i1 2r1+i2 2r2 对于 i1,i2 分别微分令为 0 后,求得之式为这是使 W 为最小之条件,所以条件该如何是具有其物理意味的;依目的而为的数学 : 前面始终以简洁且简洁的话题写来,假如在物理上, 以数学做为手段, 其重要且较
9、高水平之例子仍有很多;要是欲以使用数学为手段,按其目的,非得真正知道数学不行,这该是做物理的人所必要的学数学的方法;为工程而学数学 三浦宏文 Miura Hirofumi ,东京高校 1.回忆 为写本稿,乃找出于进高校当时之兴奋心情, 在数学课所记得笔记来浏览,恰遇有同事井上博允助教授从傍窥视,说写得很整齐呀!,这是高校入学后最初的笔记本之一页; 细心的笔迹, 象征着我青春的开头; 自忖井上 先生没看其次页,可说真侥幸;第一页开头写着下面事项:名师归纳总结 实数的性质第 4 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - .对于加法,乘法自成为一个体
10、.次序公理 省略 .阿基米得公理.连续性公理 Weierstrass公理 至今回想当时之情形, 不由得出现出教室内的新纳文雄老师,他左手边将垂发拨上,笑容可恭地悄悄在黑板上书写的情形,记得当天就写了 10 页;我要是遇考试, 不管题目怎么出, 自信仍可如愿解出, 但却不知为什么随 着老师誊写黑板; 这个笔记在同学寮 宿舍 之木板床上, 以悲凄之心情,翻阅至深夜无法入睡;其次天,在校内内巧遇高中时的前辈, 乃问以高校的数学, 真够怪的,前辈乃说进了高校,不念解析概论- 即分析导论或称高等微积分是不行以的,且要对 , 能习惯;于是用妈妈的伴侣庆贺我考取大学的千圆,买了一本高木贞治着的解析概论 该书
11、有中译本,由叶能哲、赖汉卿合译,名为高等微积分第一部; ,就开头啃,此乃我修习数学的在高中时对于数列的收敛所授之无限接近之事乃改用任意给定 之正数 ,与之对应的一正整数 n0而于来打算;在这种特别严密的表达下,才算是数学,是当时所以领悟到的名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 记忆;于是前辈所说的 , ,到连续的匀称性之概念来想象时,也就能习惯了; , 是读函数解析 即泛函分析 的基本事项, 在感觉里, 这是与 高中所读的数学最不同之点, 且此对自己也很有助益, 这些都要感谢我那 位前辈先给与我的忠告;2.有很多记忆的
12、事象 当 , 已习惯后,才再记起高校入试前所读的数学与高校中之数学,有 很大不同;高中数学,在给与的题目中都以能美丽地解出为主,所以 入试前的数学, 都想美丽能解出的问题, 是为数学问题之运用而生; 这种 浅见,认为数学所表现的问题,都要能美丽解出来;因此对 , 也以为 会显现这类问题;回忆入试数学领域中,乘法公式只要记得几个,就因式问题必能克服 ; 二 次方程式之根与系数的关系, 要是能特别懂得, 肯定能解决很多问题, 心 里想只要利用很少的道具, 就有很多收成, 乃是数学; 所以在高中时之数 学表现,都能享受数学说明的乐趣,说实在的,在问题集里,分组取用就 有此现象; 比方争论二次方程式时
13、, 祇要记得根的公式, 就不管什么方程式,都能简洁解出,就像导入虚数i 来说,只要以一公式,便能扩展到复数的整个世界去,觉得自己学到了万能的方法,这是一很深刻的记忆;但来到高校的数学时, 这种万能的公式却不复存在, 于是开头留意到非记 忆不行的事项太多了, 就是最单纯的一阶常微分方程式 当开头学习时的 想法 ,其形式就有 Bernoulli 形,Riccati 形等之称呼,而其解法就完 全不同,同时非将此解法记到某程度不行,盖因它无法导到简易之解法;因有此情形,读者诸君,在开头学习微分方程式论初期, 大致会体会到结 果只取能解的方程式,而能解之方程式大致都很受限制吧 . 这不过是我 自己的体会
14、, 随便下的结论, 但为加强工程方面之有用数学,就非记忆很 多公式不行; 工程学家是数学的使用者, 数学家所开发出来的多彩多姿的 道具,紧握在手中即可;3.数学的神奇本稿开头,是介绍自己的笔记,这是属解析即分析 的讲义;另有一种所谓几何,是由谷山丰先生 年青早逝 讲授,这是一门难以懂得的课,他常以 n 维空间为对象,如全班同学,最初是合成班,二年后要进到 各自特地的院别, 班里同学得解散分发, 而其系别名称很多, 乃由n 维所打算;但此时所学, 到现在却特别有用, 这也可以说是扩展到很广泛范围的一门学问;其它如线性规划,弹性矩阵分析,有限数学等,在工程学名师归纳总结 - - - - - - -
15、第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 上也是极有用的应用技法, 当时的笔记本甚有见效, 乃是最兴奋的一件事;学工程的人, 打算自己特地方向后, 在学数学的使用时, 必需要熟悉数学 的神奇所在; 虽然前述之微分方程, 想到能解的究竟有限, 然而这些能解 的微分方程式, 却说明白自然现象上, 最适切而取用的情形; 当然这也可 能是在争论进展下,将解法形成定式化而已;在高中时,埋首于美丽解,所能期望的也就是这种时期,即能详细的被应用于自然现象的事项;具有圆对称性领域上之偏微分方程式,如波动方程式,热传导方程式 等,几乎全部之应用都适用于 Bessel 微分方程式;
16、 同样的 Laplace 方程 可 式 表示着很多的自然现象 用空间之极坐标表现,如欲解此方程式用变量别离法 ,就其显现之一常微分方程式为 Legendre 方程式;球形物之热传导或流淌的分析, 就是为这种方程式所约束, 当你读这一带之东 西时,仍是会觉得数学具有万能;我的恩师渡边茂先生, 因具有很优秀之数学修养, 很幸运地从争论院时代起,使我对数学的各部门有接触的时机;下面三步骤之想法 : 1.以为不易突破;在上述的情形, 我对数学常会有2.因要记的东西太多,带着手册 公式、方法 那就大致够了;3.遇到大事情,就感到数学的宏大;为运算器科学的数学有泽诚 Arizawa Makato,山梨高校
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- 2022 有关 数学 学习方法
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