数学学科前沿讲座报告

合集下载

计算数学讲座总结发言材料

计算数学讲座总结发言材料

计算数学讲座总结发言材料
在数学讲座中,我们探讨了多个重要的数学概念和原理。

首先,我们讨论了基本的数学运算,如加法、减法、乘法和除法,并学习了如何使用这些运算符来解决各种数学问题。

接下来,我们深入研究了代数学中的方程和不等式。

我们学习了如何解一元一次方程和一元一次不等式,并通过实际问题的例子展示了解方程和不等式的重要性。

我们还介绍了一些更高级的数学概念,如平方根、指数函数和对数函数。

这些概念在数学中起着重要的作用,可以帮助我们解决更加复杂的数学问题。

在讲座的后半部分,我们将注意力转向几何学。

我们研究了不同类型的几何图形,如点、线、角和三角形,并学习了如何计算它们的属性。

最后,我们探讨了概率和统计学。

我们学习了如何计算概率,并了解了统计学在实际生活中的应用。

我们还讨论了如何解读和分析统计数据,并使用这些数据做出合理的决策。

通过这次数学讲座,我们对数学的理解和应用有了更深入的了解。

这些数学概念和原理将在我们的日常生活和职业生涯中发挥重要作用,并帮助我们更好地解决各种问题。

中学数学教研讲座心得(3篇)

中学数学教研讲座心得(3篇)

第1篇一、讲座背景近年来,随着新课程改革的不断深入,中学数学教学面临着诸多挑战。

为了提高数学教学质量,提升教师的专业素养,我校组织了一场以“新课程背景下的中学数学教学策略”为主题的教研讲座。

此次讲座邀请了我市知名数学教育专家,旨在为教师们提供一场理论与实践相结合的学术盛宴。

以下是本人参加此次讲座的心得体会。

二、讲座内容概述1. 新课程理念下的数学教学目标讲座首先强调了新课程理念下数学教学目标的重要性。

专家指出,数学教学目标应体现知识、能力、情感、价值观等方面的培养,既要关注学生的知识掌握,又要关注学生的思维发展、情感态度和价值观的培养。

2. 教学内容的选择与处理专家详细阐述了如何选择与处理教学内容。

他认为,教师应根据学生的认知特点、兴趣爱好以及课程标准,合理选择教学内容,并注重教学内容的层次性和递进性。

在处理教学内容时,要注重培养学生的逻辑思维能力、空间想象能力和问题解决能力。

3. 教学方法的创新与实践讲座重点介绍了新课程背景下的教学方法创新。

专家指出,教师应积极探索多元化的教学方法,如探究式学习、合作学习、项目式学习等,以激发学生的学习兴趣,提高教学效果。

同时,教师应注重培养学生的自主学习能力、合作精神和创新意识。

4. 教学评价的改革与实施专家强调,教学评价是教学活动的重要组成部分。

在新课程背景下,教师应树立正确的评价观念,关注学生的全面发展,采用多元化的评价方式,如形成性评价、过程性评价等,以促进学生持续进步。

三、心得体会1. 深刻认识新课程理念的重要性通过此次讲座,我对新课程理念有了更加深刻的认识。

新课程理念强调学生的主体地位,关注学生的全面发展,注重培养学生的创新精神和实践能力。

作为一名中学数学教师,我将在今后的教学工作中,努力践行新课程理念,提高教育教学质量。

2. 提高教学内容处理能力讲座中,专家对教学内容的选择与处理进行了详细阐述。

我认识到,在教学过程中,要充分考虑学生的认知特点,合理选择教学内容,注重教学内容的层次性和递进性。

数学教研组活动讲座(3篇)

数学教研组活动讲座(3篇)

第1篇一、讲座背景随着我国教育事业的不断发展,数学作为基础学科的重要性日益凸显。

为了提高数学教学质量,促进教师专业成长,加强数学教研组建设,我校数学教研组特举办本次讲座。

本次讲座旨在帮助数学教师深入理解数学教育理念,提升教学水平,为学生的全面发展奠定坚实基础。

二、讲座主题本次讲座主题为“数学教育理念与教学策略研究”。

三、讲座内容一、数学教育理念1. 数学教育的基本理念数学教育的基本理念是培养学生具备数学思维能力、数学素养和数学应用能力。

具体包括:(1)注重学生的主体地位,激发学生学习兴趣;(2)关注学生的个体差异,因材施教;(3)培养学生的创新精神和实践能力;(4)注重数学与其他学科的融合,拓宽学生的知识视野。

2. 数学教育的发展趋势(1)课程改革不断深入,注重培养学生的核心素养;(2)教育技术不断进步,推动数学教育信息化发展;(3)数学教育评价体系不断完善,关注学生的全面发展。

二、教学策略1. 创设情境,激发兴趣(1)结合生活实际,创设有趣、富有挑战性的情境;(2)运用多媒体技术,丰富教学手段,激发学生学习兴趣;(3)开展小组合作学习,培养学生的团队协作能力。

2. 注重基础,培养能力(1)加强基础知识教学,提高学生的数学素养;(2)注重学生数学思维能力的培养,提高学生的逻辑推理能力;(3)加强数学应用教学,提高学生的数学应用能力。

3. 关注差异,因材施教(1)了解学生的学习特点,制定个性化的教学方案;(2)关注学生的个体差异,开展分层教学;(3)鼓励学生发挥特长,提高学生的综合素质。

4. 评价改革,关注发展(1)建立多元化的评价体系,关注学生的全面发展;(2)注重过程性评价,关注学生的学习过程;(3)引导学生自我评价,提高学生的自我认知能力。

三、案例分享本次讲座将分享几个数学教学的成功案例,以供大家参考和借鉴。

四、互动交流讲座结束后,将安排互动交流环节,各位教师可以就讲座内容提出自己的疑问,共同探讨数学教育中的问题与解决方案。

数学讲座报告总结范文

数学讲座报告总结范文

数学讲座报告总结范文在本次数学讲座报告中,演讲嘉宾分享了关于数学在现代社会中的重要性和应用领域的观点,并为我们展示了数学在解决实际问题中的实际运用。

首先,演讲嘉宾强调了数学在科学、工程和经济领域的重要性。

他指出,数学是一种语言,它帮助我们提供精确的描述和量化的分析,从而更好地理解世界。

无论是应用数学、纯数学还是统计学,它们在科学和工程领域中都起到了至关重要的作用。

例如,在物理学中,数学方程式和模型可以帮助我们解释自然现象,并预测未来的发展。

在经济学中,数学模型可以用于分析市场行为、预测商品价格和计算投资回报率。

演讲嘉宾的分享使我们明白数学不仅仅是一门学科,而是一种强大的工具,可以帮助我们更好地理解并应对复杂的现实问题。

接着,演讲嘉宾还介绍了数学在信息技术和密码学领域的运用。

他提到了数学在数据压缩、加密和解密中的重要性。

信息技术的发展和普及使得我们每天都在产生和处理大量的数据。

数学可以帮助我们设计更高效的算法来压缩数据,从而节省存储空间和传输时间。

同时,数学也在密码学中发挥着关键的作用,通过数学算法和密码系统,我们可以保护个人隐私和信息安全。

这些实际应用向我们展示了数学在当今数字化社会中的不可或缺性,也使我们认识到未来数学的发展将会在信息技术领域起到更加重要的作用。

最后,演讲嘉宾用一些实际案例展示了数学在预测和优化问题中的应用。

他以物流和运输业为例,解释了如何使用运筹学和线性规划来最小化成本和资源利用。

他还提到了数学在医学领域中的应用,如数学模型在疾病传播和流行病控制的预测中的作用。

这些实例向我们证明了数学在解决实际问题中的不可或缺性,同时也展示了数学的创新和应用潜力。

总而言之,本次数学讲座报告以实际的案例和观点,强调了数学在现代社会中的重要性和广泛应用。

它向我们展示了数学的实际运用和潜力,使我们更加认识到数学不仅仅是一门学科,而是一种强大的工具,可以帮助我们更好地理解世界并解决实际问题。

无论是在科学、工程、经济、信息技术领域,还是在预测和优化问题中,数学都起到了关键的作用,为现代社会的发展和进步做出了巨大贡献。

数学专家讲座交流发言稿

数学专家讲座交流发言稿

大家好!非常荣幸能在这里与大家共同探讨数学领域的相关问题。

今天,我将围绕数学专家讲座的主题,结合自身研究心得,发表一些见解。

首先,我想谈谈数学在现代社会的重要性。

随着科技的飞速发展,数学已成为推动社会进步的重要力量。

从航天、核能、信息技术到金融、生物医学等领域,数学无处不在。

作为一名数学工作者,我们肩负着传承和发扬数学文化的重任。

在数学研究领域,我国近年来取得了举世瞩目的成果。

在基础数学、应用数学、交叉学科等方面,我国学者不断取得突破。

然而,与国际先进水平相比,我国数学研究还存在一定差距。

为了缩小这一差距,我们需要不断加强数学教育,培养更多优秀的数学人才。

以下是我对数学专家讲座的一些思考和体会:1. 坚持数学基础研究。

基础研究是数学发展的基石。

我们要重视数学基础理论研究,关注数学领域的前沿问题,努力解决一些关键性、基础性问题。

2. 强化数学应用研究。

数学应用研究是推动数学发展的动力。

我们要关注国家重大需求,紧密结合国家战略,发挥数学在解决实际问题中的作用。

3. 深化数学教育改革。

数学教育是培养数学人才的重要途径。

我们要不断推进数学教育改革,优化课程设置,提高教学质量,激发学生的学习兴趣。

4. 加强国际合作与交流。

数学研究具有国际性特点,我们要积极参与国际学术交流,学习借鉴国外先进经验,提高我国数学研究的国际影响力。

5. 注重人才培养。

人才是数学发展的关键。

我们要注重培养具有创新精神和实践能力的数学人才,为国家培养更多数学精英。

最后,我想强调以下几点:1. 数学是一门富有挑战性的学科,需要我们具备坚韧不拔的精神。

2. 数学研究要注重理论与实践相结合,既要关注理论研究,也要关注实际问题。

3. 数学工作者要具备团队精神,加强合作,共同推动数学事业的发展。

4. 数学教育要面向未来,培养具有国际视野的数学人才。

在座的各位都是数学领域的佼佼者,希望大家在今后的工作中,充分发挥自身优势,为我国数学事业的发展贡献力量。

数学学科前沿讲座报告

数学学科前沿讲座报告

数学学科前沿讲座报告标题:探索数学学科的前沿,量子计算与离散优化尊敬的教师、同学们:大家好!今天我将为大家带来一场关于数学学科的前沿讲座,主题是“量子计算与离散优化”。

在过去的几十年中,数学学科在科学技术的发展中发挥着关键的作用。

数学作为一门研究模式、结构和变化的学科,不仅在解决实际问题上发挥着重要的作用,还在理论研究中推动着科学的发展。

本次讲座将从两个角度展示数学学科的前沿成果,分别是量子计算和离散优化。

首先,我们来谈一谈量子计算。

量子计算是在量子力学的基础上发展出的一种新型计算方式。

传统计算机使用的是二进制系统,量子计算则使用的是量子比特(qubit),它可以同时处于多种状态,并且在运算时可以进行与传统计算机不同的量子态的叠加和纠缠。

借助于这种特殊的性质,量子计算在一些问题上具有充分发挥潜能的优势。

例如,在因子分解大整数、模拟量子系统等方面,量子计算机显示出远超传统计算机的计算能力。

这与传统计算机采用串行计算的方式不同,量子计算机采用并行计算的方式,使得复杂度大大降低。

量子计算的一个重要应用领域是离散优化。

离散优化是数学学科中的一个重要分支,研究如何在给定的约束条件下,找到最优解或接近最优解的问题。

离散优化在实际应用中广泛存在,例如交通路径规划、网络优化、资源分配等。

然而,由于离散优化问题的复杂性,传统计算方法无法在合理时间内求解大规模问题。

而量子计算则提供了一种新的解决思路。

量子优化算法如量子模拟算法、量子近似优化算法等,使得在离散优化问题中,量子计算能够在多项式时间内找到接近最优解的解决方案。

在量子计算与离散优化的研究中,目前已经取得了一些重要的成果。

例如,量子模拟算法在化学反应、材料科学等领域发挥着重要作用。

离散优化问题的量子算法例如量子旅行推销员问题(Quantum Traveling Salesman Problem)的研究,矩阵指数函数近似等等。

这些新的算法在解决实际问题中表现出良好的性能,显示了量子计算与离散优化结合的潜力。

学科前沿讲座报告

学科前沿讲座报告一、讲座基本信息。

讲座主题:[具体主题]讲座嘉宾:[嘉宾姓名及简介]讲座时间:[时间]讲座地点:[地点]二、讲座内容概述。

# (一)开场的震撼。

讲座一开始,嘉宾就像扔出一颗知识炸弹一样,直接抛出了一个超级前沿的概念,我当时就感觉自己像是个在知识海洋里划着小破船的人,突然看到了一艘超级宇宙战舰。

他说的是关于[前沿概念名称],这个概念我之前只是在一些科幻小说里模糊地见过类似的影子,没想到在现实的学科领域已经发展到这个程度了。

# (二)核心内容的趣味之旅。

1. 神奇的技术突破。

嘉宾详细介绍了在[学科名称]领域里的一项重大技术突破。

就好比是在一个大家都以为是死胡同的地方,突然有人凿出了一条超级高速公路。

这个技术突破是关于[具体技术名称]的,它能[简单解释技术的作用]。

以前人们在这个问题上就像一群无头苍蝇乱撞,现在可好了,有了这个技术,就像给这些苍蝇都装上了GPS导航系统,直接朝着目标飞去。

他还举了一个特别有趣的例子,说如果把[学科相关的事物]比作一个巨大的拼图,以前我们只有几块拼图碎片,怎么拼都拼不出个所以然来。

但是现在这个技术就像是突然给了我们一大半的拼图,虽然还没完全拼好,但已经能大概看出这个拼图的样子了,那就是一个超级酷炫的未来图景。

2. 跨学科的梦幻联动。

最让我脑洞大开的是这个学科和其他学科的跨学科研究部分。

嘉宾说现在[学科名称]就像一个社交达人,到处和其他学科交朋友,而且产生了意想不到的奇妙效果。

比如说和[其他学科名称]的结合,就像是巧克力和花生酱的搭配,本来各自就很美味,放在一起更是绝配。

这种跨学科的研究带来了全新的研究思路和方法。

以前我们看[学科相关的问题]可能就只能从一个很窄的角度去看,现在就像戴上了全景VR眼镜一样,可以从各个角度去审视这个问题,看到很多以前根本看不到的细节和可能性。

就像我们以前看一个魔术,只看到魔术师在台上挥挥手,东西就消失了,觉得特别神奇。

现在通过跨学科的研究,就像是知道了魔术背后的所有秘密,不仅知道怎么变的,还能想出新的魔术花样。

教研活动讲座数学(3篇)

第1篇一、引言数学作为一门基础学科,在我国教育体系中占据着重要的地位。

随着新课程改革的深入推进,数学教学面临着诸多创新与挑战。

为了提高数学教学质量,促进教师专业成长,本次教研活动讲座将围绕数学教学的创新与挑战展开,旨在为广大数学教师提供有益的启示和指导。

二、数学教学的创新1. 课堂教学模式的创新(1)翻转课堂:翻转课堂是一种新型的教学模式,通过将课堂学习与自主学习相结合,使学生能够更好地掌握知识。

在数学教学中,教师可以将课堂时间用于讨论、实践和拓展,而将知识点的讲解放在课前或课后,让学生自主学习和掌握。

(2)合作学习:合作学习强调学生在小组内相互交流、合作,共同完成任务。

在数学教学中,教师可以引导学生进行小组讨论、合作探究,培养学生的团队协作能力和创新思维。

2. 教学方法的创新(1)情境教学:情境教学是一种以学生为中心的教学方法,通过创设真实、生动的教学情境,激发学生的学习兴趣。

在数学教学中,教师可以结合生活实际,设计富有启发性的情境,帮助学生理解和掌握数学知识。

(2)探究式教学:探究式教学强调学生在教师引导下,通过自主探究、合作交流等方式,发现、解决问题。

在数学教学中,教师可以设计探究性问题,引导学生进行探究,培养学生的探究能力和创新精神。

3. 评价方式的创新(1)多元化评价:多元化评价强调从多个角度、多个层面评价学生的学习成果。

在数学教学中,教师可以采用多种评价方式,如课堂表现、作业完成情况、小组合作成果等,全面评价学生的学习情况。

(2)过程性评价:过程性评价关注学生在学习过程中的表现,强调学生在学习过程中的努力和进步。

在数学教学中,教师可以关注学生在课堂上的发言、合作、探究等环节,及时给予学生反馈和指导。

三、数学教学的挑战1. 学生学习兴趣不高部分学生对数学学习缺乏兴趣,导致课堂参与度不高。

针对这一问题,教师需要创新教学方法,激发学生的学习兴趣,如采用情境教学、游戏教学等,让学生在轻松愉快的氛围中学习数学。

数学学科前沿讲座报告

数学学科前沿讲座通过一个学期得学习与学校数位专家教授得耐心讲解,产生了一些自己对数学学科得体会。

下面就简要谈谈,通过听取前沿讲座我对数学学科得理解与变化。

近半个多世纪以来,随着计算机技术得迅速发展,数学得应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要得作用,而且以空前得广度与深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新得领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术得重要组成部分。

因有数学,才有今天科技得繁荣, 在我们身边到处都有数学问题。

今天科技领域也以数学为基础。

如计算机得发展,一切理论都就是数学家提出得,某个物理学家要研究某个项目,都要以丰厚得数学功底为前提。

在人们得生活中,时刻与数学打交道,可谓世界因数学而精彩。

既然数学有如此大得魅力,下面将粗略得介绍一下。

数学曾出现三次危机:无理数得发现——第一次数学危机;无穷小就是零吗——第二次数学危机;悖论得产生---第三次数学危机。

数学历来被视为严格、与谐、精确得学科,纵观数学发展史,数学发展从来不就是完全直线式得,她得体系不就是永远与谐得,而常常出现悖论。

在悖论中逐渐成熟,进而到现在出现多个分支,分为:基础数学、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、常微分方程、偏微分方程、概率论、应用数学、运筹学。

一、应用数学应用数学属于数学一级学科下得二级学科。

应用数学就是应用目得明确得数学理论与方法得总称,它就是数学理论知识与应用科学、工程技术等领域联系得重要纽带。

应用数学主要研究具有实际背景或应用前景得数学理论或方法,以数学各个分支得应用基础理论为研究主体,同时也研究自然科学、工程技术、信息、经济、管理等科学中得数学问题,包括建立相应得数学模型、利用数学方法解决实际问题等。

主要研究方向: (1) 非线性偏微分方程非线性偏微分方程就是现代数学得一个重要分支,无论在理论中还就是在实际应用中,非线性偏微分方程均被用来描述力学、控制过程、生态与经济系统、化工循环系统及流行病学等领域得问题。

数学讲座报告手写版

数学讲座报告手写版10月,参加数学讲座,让我走进了教育专家的精彩课堂,聆听了她的学术理论报告。

从中我吸取了在新课改的教学理念下的课堂教学的经验,感受到了课堂上专家们从容不迫的教学风格和随机应变课堂的能力。

他们精彩的课堂教学,愉快的课堂气氛,幽默风趣的教学语言,绚丽多彩的教学情景和精湛的教学艺术,给我留下了深刻的印象。

一、语言的幽默、风趣专家通过幽默风趣的语言和学生进行交流,创设了轻松愉快的课前氛围,也使学生对新知识的渴望十分强烈。

如老师在课前和同学交流的时候,老师在课前交流时先让学生说说喜欢自己上课吗?为什么?有的学生说老师像妈妈,有的学生说漂亮……使学生的紧张情绪迅速放松了。

然后让学生猜一下自己有多高,比较会场和教室的区别,在沟通中检验了学生的数感。

这样不但考验了同学们判断推理能力,很自然地引出课题,同时又暗示了同学们生活中处处都有数学。

二、注重创设教学情境,激发学生的探究欲望新课程标准要孩子的学习内容是现实的,有意义的,富有挑战性的。

这几节课,这些专家特别注意创设教学情境,将学生熟悉的生活情景和感兴趣的事物作为教学活动的切入点,学生产生探索新知的欲望,并身临其境地去分析问题和解决问题,这是激发学生主动参与的一个有效途径。

又为学生探究新的数学知识激发了欲望。

总之几节课下来,孩子们在愉快中学习,在快乐中感悟知识的生成。

在轻松的氛围中让我们领略了老师教学魅力!他们最大的特点就是不管是在教学还是在作报告,总觉得他在和你聊天,虽然没有豪言壮语。

三、以学生为主体,以教师为主导这些专家们的课堂教学之所以精彩,深深吸引在场的每一个学生和老师,是因为他们的课能够放得开,收得住,老师所说的“上不封顶、下要保底”,充分体现了以学生为主体,以教师为主导的教学理念。

在整个课堂上,普遍看到的是学生的学习主动性大大提高,课堂气氛非常活跃,教师把主动权交给了学生,激发学生获取知识的兴趣,给学生提供了广阔的思维空间。

整堂课都是以讨论和探究为主,教师出示课件,让学生根据信息展开讨论和探究,然后汇报讨论结果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

数学学科前沿讲座通过一个学期的学习和学校数位专家教授的耐心讲解,产生了一些自己对数学学科的体会。

下面就简要谈谈,通过听取前沿讲座我对数学学科的理解与变化。

近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。

因有数学,才有今天科技的繁荣,在我们身边到处都有数学问题。

今天科技领域也以数学为基础。

如计算机的发展,一切理论都是数学家提出的,某个物理学家要研究某个项目,都要以丰厚的数学功底为前提。

在人们的生活中,时刻与数学打交道,可谓世界因数学而精彩。

既然数学有如此大的魅力,下面将粗略的介绍一下。

数学曾出现三次危机:无理数的发现——第一次数学危机;无穷小是零吗——第二次数学危机;悖论的产生---第三次数学危机。

数学历来被视为严格、和谐、精确的学科,纵观数学发展史,数学发展从来不是完全直线式的,他的体系不是永远和谐的,而常常出现悖论。

在悖论中逐渐成熟,进而到现在出现多个分支,分为:基础数学、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、常微分方程、偏微分方程、概率论、应用数学、运筹学。

一、应用数学应用数学属于数学一级学科下的二级学科。

应用数学是应用目的明确的数学理论和方法的总称,它是数学理论知识与应用科学、工程技术等领域联系的重要纽带。

应用数学主要研究具有实际背景或应用前景的数学理论或方法,以数学各个分支的应用基础理论为研究主体,同时也研究自然科学、工程技术、信息、经济、管理等科学中的数学问题,包括建立相应的数学模型、利用数学方法解决实际问题等。

主要研究方向:(1) 非线性偏微分方程非线性偏微分方程是现代数学的一个重要分支,无论在理论中还是在实际应用中,非线性偏微分方程均被用来描述力学、控制过程、生态与经济系统、化工循环系统及流行病学等领域的问题。

利用非线性偏微分方程描述上述问题充分考虑到空间、时间、时滞的影响,因而更能准确的反映实际。

本方向主要研究非线性偏微分方程、H-半变分不等式、最优控制系统的微分方程理论及其在电力系统的应用。

(2)拓扑学拓扑学,是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。

中文名称起源于希腊语Τοπολογ的音译。

Topology 原意为地貌,于 19 世纪中期由科学家引入,当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。

发展至今,拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。

拓扑学是数学中一个重要的、基础的分支。

起初它是几何学的一支,研究几何图形在连续变形下保持不变的性质(所谓连续变形,形象地说就是允许伸缩和扭曲等变形,但不许割断和粘合);现在已发展成为研究连续性现象的数学分支。

由于连续性在数学中的表现方式与研究方法的多样性,拓扑学又分成研究对象与方法各异的若干分支。

19 世纪末,在拓扑学的孕育阶段,就已出现点集拓扑学与组合拓扑学两个方向。

现在,前者演化为一般拓扑学,后者则成为代数拓扑学。

后来,又相继出现了微分拓朴学、几何拓扑学等分支。

拓扑学也是数学的一个分支,研究几何图形在连续改变形状时还能保持不变的一些特性,它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的距离和大小。

举例来说,在通常的平面几何里,把平面上的一个图形搬到另一个图形上,如果完全重合,那么这两个图形叫做全等形。

但是,在拓扑学里所研究的图形,在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。

在拓扑学里没有不能弯曲的元素,每一个图形的大小、形状都可以改变。

例如,下面将要讲的欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候,他画的图形就不考虑它的大小、形状,仅考虑点和线的个数。

这些就是拓扑学思考问题的出发点。

简单地说,拓扑就是研究有形的物体在连续变换下,怎样还能保持性质不变。

几何拓扑学是十九世纪形成的一门数学分支,它属于几何学的范畴。

有关拓扑学的一些内容早在十八世纪就出现了。

那时候发现一些孤立的问题,后来在拓扑学的形成中占着重要的地位。

在数学上,关于哥尼斯堡七桥问题、多面体的欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。

哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)是东普鲁士的首都,普莱格尔河横贯其中。

十八世纪在这条河上建有七座桥,将河中间的两个岛和河岸联结起来。

人们闲暇时经常在这上边散步,一天有人提出:能不能每座桥都只走一遍,最后又回到原来的位置。

这个看起来很简单又很有趣的问题吸引了大家,很多人在尝试各种各样的走法,但谁也没有做到。

看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。

欧拉经过分析,得出结论——不可能每座桥都走一遍,最后回到原来的位置。

并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。

这是拓扑学的“先声”。

在拓扑学的发展历史中,还有一个著名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。

这个定理内容是:如果一个凸多面体的顶点数是 v、棱数是 e、面数是 f,那么它们总有这样的关系:f+v-e=2。

根据多面体的欧拉定理,可以得出这样一个有趣的事实:只存在五种正多面体。

它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。

著名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。

四色问题又称四色猜想,是世界近代三大数学难题之一。

拓扑学起初叫形势分析学,是莱布尼茨 1679 年提出的名词。

十九世纪中期,黎曼在复函数的研究中强调研究函数和积分就必须研究形势分析学。

从此开始了现代拓扑学的系统研究。

在拓扑学里不讨论两个图形全等的概念,但是讨论拓扑等价的概念。

比如,尽管圆和方形、三角形的形状、大小不同,在拓扑变换下,它们都是等价图形。

换句话讲,就是从拓扑学的角度看,它们是完全一样的。

在一个球面上任选一些点用不相交的线把它们连接起来,这样球面就被这些线分成许多块。

在拓扑变换下,点、线、块的数目仍和原来的数目一样,这就是拓扑等价。

一般地说,对于任意形状的闭曲面,只要不把曲面撕裂或割破,他的变换就是拓扑变换,就存在拓扑等价。

应该指出,环面不具有这个性质。

把环面切开,它不至于分成许多块,只是变成一个弯曲的圆桶形,对于这种情况,我们就说球面不能拓扑的变成环面。

所以球面和环面在拓扑学中是不同的曲面。

(3)概率论与数理统计研究随机现象数量规律的数学分支。

随机现象是相对于决定性现象而言的。

在一定条件下必然发生某一结果的现象称为决定性现象。

例如在标准大气压下,纯水加热到 100℃时水必然会沸腾等。

随机现象则是指在基本条件不变的情况下,一系列试验或观察会得到不同结果的现象。

每一次试验或观察前,不能肯定会出现哪种结果,呈现出偶然性。

例如,掷一硬币,可能出现正面或反面,在同一工艺条件下生产出的灯泡,其寿命长短参差不齐等等。

随机现象的实现和对它的观察称为随机试验。

随机试验的每一可能结果称为一个基本事件,一个或一组基本事件统称随机事件,或简称事件。

事件的概率则是衡量该事件发生的可能性的量度。

虽然在一次随机试验中某个事件的发生是带有偶然性的,但那些可在相同条件下大量重复的随机试验却往往呈现出明显的数量规律。

例如,连续多次掷一均匀的硬币,出现正面的频率随着投掷次数的增加逐渐趋向于1/2。

又如,多次测量一物体的长度,其测量结果的平均值随着测量次数的增加,逐渐稳定于一常数,并且诸测量值大都落在此常数的附近,其分布状况呈现中间多,两头少及某程度的对称性。

大数定律及中心极限定理就是描述和论证这些规律的。

在实际生活中,人们往往还需要研究某一特定随机现象的演变情况随机过程。

例如,微小粒子在液体中受周围分子的随机碰撞而形成不规则的运动(即布朗运动),这就是随机过程。

随机过程的统计特性、计算与随机过程有关的某些事件的概率,特别是研究与随机过程样本轨道(即过程的一次实现) 有关的问题,是现代概率论的主要课题。

(4)运筹学在中国战国时期,曾经有过一次流传后世的赛马比赛,相信大家都知道,这就是田忌赛马。

田忌赛马的故事说明在已有的条件下,经过筹划、安排,选择一个最好的方案,就会取得最好的效果。

可见,筹划安排是十分重要的。

现在普遍认为,运筹学是近代应用数学的一个分支,主要是将生产、管理等事件中出现的一些带有普遍性的运筹问题加以提炼,然后利用数学方法进行解决。

前者提供模型,后者提供理论和方法。

运筹学的思想在古代就已经产生了。

敌我双方交战,要克敌制胜就要在了解双方情况的基础上,做出最优的对付敌人的方法,这就是“运筹帷幄之中,决胜千里之外”的说法。

但是作为一门数学学科,用纯数学的方法来解决最优方法的选择安排,却是晚多了。

也可以说,运筹学是在二十世纪四十年代才开始兴起的一门分支。

运筹学主要研究经济活动和军事活动中能用数量来表达的有关策划、管理方面的问题。

当然,随着客观实际的发展,运筹学的许多内容不但研究经济和军事活动,有些已经深入到日常生活当中去了。

运筹学可以根据问题的要求,通过数学上的分析、运算,得出各种各样的结果,最后提出综合性的合理安排,以达到最好的效果。

运筹学作为一门用来解决实际问题的学科,在处理千差万别的各种问题时,一般有以下几个步骤:确定目标、制定方案、建立模型、制定解法。

虽然不大可能存在能处理及其广泛对象的运筹学,但是在运筹学的发展过程中还是形成了某些抽象模型,并能应用解决较广泛的实际问题。

随着科学技术和生产的发展,运筹学已渗入很多领域里,发挥了越来越重要的作用。

运筹学本身也在不断发展,现在已经是一个包括好几个分支的数学部门了。

比如:数学规划(又包含线性规划;非线性规划;整数规划;组合规划等)、图论、网络流、决策分析、排队论、可靠性数学理论、库存论、博弈论、搜索论、模拟等等。

运筹学有广阔的应用领域,它已渗透到诸如服务、库存、搜索、人口、对抗、控制、时间表、资源分配、厂址定位、能源、设计、生产、可靠性等各个方面。

运筹学是软科学中“硬度”较大的一门学科,兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质,是系统工程学和现代管理科学中的一种基础理论和不可缺少的方法、手段和工具。

运筹学已被应用到各种管理工程中,在现代化建设中发挥着重要作用。

(5)代数学代数学是数学的一个重要的基础分支。

传统的代数学有群论,环论,模论,域论,线性代数与多重线性代数(含矩阵论),有限维代数,同调代数,范畴等。

目前,代数学的发展有几个特征:其一是与其它数学分支交叉,例如与几何,数论交叉产生了代数几何,算术几何,代数数论等目前数学主流方向,矩阵论与组合学交叉产生了组合矩阵论。

其二是代数学与计算科学,计算机科学的交叉,产生了计算代数,数学机械化,代数密码学,代数自动机等新的方向。

随着计算科学的发展,矩阵论仍处在发展的阶段,显示出其生命力。

其三是一些老的重要代数学分支从代数学中独立出来形成新的数学分支,如李群与李代数,代数 K 理论。

相关文档
最新文档