多模态生物医学成像联合重建的数学问题

生物医学成像技术可得到可视化的结构或功能信息,以供生物研究或临床诊断使用,数学理论在生物医学成像技术中一直起着重要的作用.生物医学成像技术中的一类数学问题是从测量数据重建感兴趣的结构或功能信息,这是一类典型的反问题.最近,生物医学成像技术的一个新进展是多模态成像技术,通过融合多种成像技术实现,目标是提供更加丰富的可视化信息.相对于已有的单模态成像技术,多模态成像技术的图像重建的策略具有多种选择.一个新兴的方向是利用各种模态图像的相似性,或者更严格地讲,是利用不同模态图像在某一特征表示上的部分相似性,进行各种模态图像重建的联合重建.联合重建的优势是可以利用不同模态的数据,通过相似的特征互补性在重建中互相约束,有希望得到更好质量的图像.本文对多模态成像技术中的联合重建问题进行综述,论述有关的关键数学问题,介绍相关的研究进展,其中涉及的一个理论基础Mumford-Shah泛函,张恭庆曾有专著论述.     

自身对偶数学规划问题的推广

一个数学规划问题称为是自身对偶的,如果它可以从它的对偶问题中增加或减去某些约束条件而得到,而且它和它的对偶问题有相同的最优解和相同的最优值.凡是自身对偶的数学规划问题都有这样一些重要性质:它的最优值等于零,它的最优解在约束集合的边界上,等等。因此,自身对偶是一类非常重要的对偶模型,它在数学规划的对偶理论中,占有极其重要的地位。文章[1,2]分别讨论了自身对偶的线性规划问题和二次规划问题。文章[3]推广了文章[1]和[2]的结果,建立了如下一类自身对偶的凸规划问题     

初中数学动点最值问题的探讨

正最值问题是初中数学中一类综合性很强的问题,是初中数学教学中的一个重要组成部分,在整个初中数学的学习中都存在最值问题,这类试题也是近几年中考的热点问题之一,它主要考查学生对平时所学的内容综合运用,突出了对学生数学素质的考查.通过这     

“工科数学一体化”——改革的思路与试点

<正> 当前的改革开放大潮向我们提出了一个迫切的问题:怎样使我们工科院校的数学教育跟上时代的步伐? 在多年的教学中,我们深感原有的工科数学教学体系远远跟不上当代科学技术特别是计算机技术的发展,也不适应当前人才市场对毕业生数学能力的要求,不少问题亟待加以改革。但是,数学是一门古老而严谨的学科,建国以来的多次改革都难以使它的面貌有大的改观,这也使我们不能不慎之又慎:现在的改革应     

数学基本技能测试结果的性别差异分析

性别与数学学习的关系,几十年来颇受国内外数学教育界的关注;１９９３年,国际数学教育委员会（ＩＣＭＩ）还专门召开过“性别与数学教育”国际研讨会,提出讨论的问题包括产生数学上性别差异的三大因素,数学性别差异的证据和改变性别差异的措施等;似乎一致认为数学学习上存在着性别差异;也有的甚至提出,差异随着年级的升高（例如中学阶段）逐渐增大,特别是高认知水平上的数学学习,男生的优势更加明显;［１］在国内,近十几年对此也有一些探讨;据笔者见到的资料,其中代表性的研究主要有两类,一类是全国范围的研究,一类是地区性…     

关于数学哲学的新思考

本文以计算机软件 ,程序语言等作类比 ,提出数学命题是一种“概念实在”,以阐明数学对象的本体论地位 ;并根据自然科学只能基于现有的数学理论而建构这一事实 ,对数学在自然科学中的超前性和有效性作出了新的解释 .同时 ,本文勾划了一种新的数学哲学的轮廓 ,它以数学中引入新结构 ,提出猜想等创造性活动为课题 ,以数学史材料研究为方法 ,以探求数学发展的内在统一性为目的 .     

让提出数学问题成为高中生的自觉行为

Ｈｉｌｂｅｒｔ曾经说过 :“只要一门科学分支能提出大量的问题 ,它就充满着生命力 ,而问题缺乏则预示着独立发展的终止或衰亡 .”数学也不例外 ,从欧氏几何到非欧几何 ,从不可公度量的解决到微积分理论的完善直至到集合理论的确立 ,无不是数学问题起作用的结果 .因此 ,Ｐ .Ｒ .Ｈａｌｍｏｓ一语道破 ,问题是数学的心脏 .在现实高中阶段数学教学中 ,部分教师还没有意识到让学生提出数学问题的重要性 ,有的也想让学生提出问题 ,却不知怎么做 .因此 ,把数学问题的含义界定弄清楚是每一位中学数学教师的首要任务 .我们认为 :数学问题应该是涵盖…     

推广数学命题的几种思考方法

推广数学命题 ,是一项综合性很强 ,难度较大的创造性工作 .它需要付出类比、联想、猜测、归纳等富有探讨性、技巧性的劳动 .其关键在于抓住原命题的本质特征 ,从中挖掘和发现隐晦的信息 ,善于从一类对象或情境转换成另一类与之相关联的对象或情境 ,通过尝试实验、摸索规律、提出假设和新的构想 ,从而产生新的更广义、更一般、更深刻的数学命题 .本文仅就自己的体会 ,谈谈推广数学命题的几种思考方法 .1　由数字型向字母型推广不少数学命题是由数字与运算符号构成 ,在挖掘命题中的隐含条件 ,找出数量间的关系和规律之后 ,用字母代替这些数字 …     

数学猜想在初中几何解题中的应用初探

猜想是人们根据事实的某些现象对它的本质属性、服从规律、发展趋势或可能结果作出的一种预测性判断.猜想与数学有着密切的关系,根据某些已知的事实材料和数学知识,对未知的现象及其规律所作出的一种预测性的推断即是数学猜想.数学猜想是数学研究的一种科学思维形式,是解决数学理论自身矛盾疑难问题的一个有效途径,它对丰富数学理论,推动数学科学的发展,促进数学方法论的研究具有重要意义,数学研究是一种探索性思维活动,数学学习活动当然也离不开探索性思维,而探索性思维中最关键的环节是提出一个有希望的合理的猜想.     

谈数学统一性问题——对工科人才的数学培养、课程设置及教材改革的探索

<正> 数学是统一的,数学的这种性质是由它的内在本质所决定的。工科数学教师了解与遵循“数学统一”的原则,不仅对工科人才数学培养,而且对高等数学的改革,都具有十分重要的作用。这是一个涉及面很广。理论层次很深的问题,就笔者的水平是很难把它说清的,但是我们想抛砖引玉。就数学统一性的一系列问题谈一点看法,文中如有不当之处.望同行指正。     

数学文化在初中数学教学中的渗透研究

在新一轮的课程改革中,数学在生活中的应用性和它的文化性逐渐被重视起来,数学文化成为了数学课堂教学中不可或缺的一部分《义务教育数学课程标准(2011年版)》中提出:数学文化作为数学教材的重要组成部分,要贯穿于数学教学的整个过程,让学生了解数学的应用、发展,帮助学生感受数学在人类文明发展中的重要作用.在初中数学课堂教学中,结合学生的自身特点,有意识.有计划地向学生渗透数学文化,能够提升学生的数学能力,培养学生的数学学科核心素养,是落实新课程改革教学理念的重要保障。     

关于奥林匹克数学教育的一点思考

随着国际数学奥林匹克(IMO)的发展,逐渐形成了一个新的数学分支——奥林匹克数学。它的主要内容包括历届IMO的试题,候选题以及各国高水平的竞赛内容,与奥林匹克数学形成的同时,也伴生着奥林     

数学教学应教给学生正确的数学观

数学观就是一个人对“数学是什么”的观念或认识 ,其内涵十分丰富 .一个数学工作者的数学观念将直接影响到他从事数学研究的方式 .同样 ,一个数学教师的数学观也会在他的教学过程中体现出来 ,并最终影响到学生数学观的形成 .因为 ,数学课堂本质上是一个环境 ,学生的数学观正是在这样的环境中逐渐形成的 .学校的数学教学应该反映数学的本质 ,但实际上 ,不少学生通过数学学习 ,形成了一些不正确的数学观 ,这些观念又反过来对数学学习产生了严重的消极影响 ,而新的学习活动的失败反过来又进一步强化了原先的错误观念 ,从而就形成了一个恶性循环…     

中国数学规划学科发展概述

数学规划又称数学优化, 是运筹学的一个重要分支. 它主要研究在一定约束条件下, 如何求一个实数或者整数变量的实函数的最大值或者最小值. 它是运筹学和管理科学中最常用的一种建模工具和求解问题的方法, 在工程、经济和金融等领域有非常广泛的应用. 首先简单介绍数学规划的发展历史、应用领域及其主要研究方向; 然后简述数学规划的发展现状和在中国的发展进程; 最后, 讨论数学规划若干研究前沿问题与研究展望.     

我看数学教育中的美学原则

数学美这一名词在数学教育界已不算是什么新概念了 ,然而在数学教育中我们究竟应遵循哪些美学原则 ,自庞加莱提出数学审美四大标准以后 ,似乎这一领域的研究就不太有人再去涉足 ,人们只将它放在了理论的层次上 ,其实数学美在我们的数学教育中是大有作用的 ,本文试图在庞加莱的四大原则的基础上提出较为适用于初等数学教育的美学原则 .1　数学简洁美真理往往是简洁而明晰的 ,对于这一点 ,在我们的数学中就显得尤为突出 .比如 ,在定义一个数学概念时 ,我们不仅要考虑到概念内涵的包容程度 ,同时也要考虑到概念用词的简约程度 .对于其中不必要…     

中外中小学数学教育的几点比较

从 5 0年代至今 ,世界各国的数学教育改革运动一直是风起云涌 ,一浪高过一浪 .而中小学数学教育改革总是首当其冲 ,被当作改革的“弄潮儿”.40多年来 ,这种改革的探索一直没有中断过 .如美国从 5 0年代至今就经历了四次较大规模的改革运动 :5 0年代到 70年代初的“新数学运动”;70年代后期的“回到基础中去”;80年代开始提出的“要以问题解决为中心”;80年代末至今提倡“要面向新世纪 ,适应信息时代的需要”等等 .这些变革从总体上看 ,都是反映社会发展对数学教育提出了新的要求 ,从另一个角度看 ,也反映出我们数学改革的目的应该是培养适应…     

数学学科中如何灵活运用各种数学思想方法解题

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. 在解决数学问题时,要能够灵活运用各种数学思想方法,并且在学习和探究过程中,要善于归纳总结,并且还要有所创新.著名的数学家,莫斯科大学教授C.A雅洁卡娅曾在一次向数学奥林匹克参赛者发表《什么叫解题》的演讲时提出:“解题就是把要解题转化为已经解过的题.”数学的解题过程,就是从未知向已知、从复杂到简单的化归转换过程.     

数学交流浅谈

数学交流 ,是运用表达数学概念、关系、方法、问题、思想的语言与情感的过程 .从数学的社会性来讲 ,数学思想只有被“数学共同体”所接受才能算是正确的 .因此 ,在数学教学中 ,为了对数学知识作出解释 ,教师必须用数学语言符号 ,同时学生也必须理解这些语言符号 ,于是就存在一个数学学习共同体成员之间彼此解释各自的想法、相互理解对方思想的问题 .因此 ,数学教学就是共同体成员之间所进行的讨论交流活动 .1　“数学交流”探源　在数学教育领域 ,较早提出“数学交流”的是1981年英国“学校数学调查委员会”向政府提交的《Ｃｏｃｋｏｒｏｆ…     

数学研究性学习探讨

随着新课程计划的实施 ,研究性学习作为一项全新的必修课程摆在了我们面前 ,这是新颁布实施的数学教学大纲的一个闪光点 ,也是走向 2 1世纪的数学教育所面临的新的机遇和挑战 .它对今天的数学教育会带来哪些影响 ?在教学过程中又如何去具体地落实 ?值得我们去思考、探索和实践 .课程是什么 ?传统的理论认为它就是传授知识 ,即将前人的经验一代一代地传递下去 ,而现代课程理论则认为 ,课程还是一种对话、交流、体验和发展 .既然是对话 ,那么教师和学生之间应当具备平等、民主的沟通 ,共同构筑起探讨的平台 ,从中教师学会了倾听 ,学生学会了选…     

在数学教学中培养学生反思的习惯

所谓反思 ,是指主动地对已完成的思维过程进行周密且有批判性的再思考 ,是对已形成的数学思想、方法和知识从另一角度 ,以另一方式进行再认识以求得新的深入认识 ,或提出疑问作为新的思考起点 .数学自身的研究和发展就是一个不断反思的过程 ,反思推进了数学的进步 .反思能促使学生从不同方面多角度观察事物并寻求不同思路 ,善于在学习中质疑问难 ,解决问题时不满足于常规的思考方法 .这样有利于学生创新思维的培养 ,有利于学生创新能力的形成 .教师通过引导学生积极反思自己的学习活动并逐渐使这种反思成为自觉的学习习惯 ,就能达到培养学生…