浅谈中学数学实验

1数学实验的产生和基础.由于计算机工具和计算技术的飞速发展，在自然科学、工程技术、经济管理，以至人文社会科学各领域中，数学日益成为解决实际问题的有力工具．数学技术(数值计算与仿真、图像处理、统计分析等等)理论研究、实验研究三足鼎立，在社会进步中正发挥着巨大的作用．     

基于初等几何方法的π数值计算的探索实验

探讨了基于初等几何方法的圆周率π的数值计算的探索数学实验教学.展现了整个实验的实验设计,数据分析,发现、估计及验证规律的全过程.     

Clifford 代数,几何计算和几何推理

Clifford代数是一种深深根植于几何学之中的代数系统,被它的创始人称为几何代数．历史上,E．Cartan,R．Brauer,H．Weyl,C．Chevalley等数学大师都曾研究和应用过Clifford代数,对它的发展起了重要作用．近年来,Clifford代数在微分几何、理论物理、经典分析等方面取得了辉煌的成就,是现代理论数学和物理的一个核心工具,并在现代科技的各个领域,如机器人学、信号处理、计算机视觉、计算生物学、量子计算等方面有广泛的应用．本文主要介绍Clifford代数在几何计算和几何推理中的应用．作为一种优秀的描述和计算几何问题的代数语言,Clifford代数对于几何体,几何关系和几何变换有不依赖于坐标的、易于计算的多种表示,因而应用它进行几何自动推理,不仅使困难定理的证明往往变得极为简单,而且能够解决一些著名的公开问题,目前在国际上,几何自动推理已经成为Clifford代数的一个重要应用领域。     

数值问题的算法及其误差

数值问题是指这样一类数学问题 ,它从一组已知数据出发 ,求得一组结果数据 ,这两组数据问题要满足事先确定的一种关系 .也就是说数值问题强调数值结果 ,比如 ,讨论二元一次方程组　　 a11x1+a12 x2 =b1a2 1x1+a2 2 x2 =b2解的存在性和唯一性是一个数学问题 ,而当系数a11,a12 ,a2 1,a2 2 和右端项b1,b2 给定时要求出解x1,x2 的具体值这就是数值问题 .数值问题的求解方法被称为数值计算方法 ,电子计算机发展到今天 ,已成为大型数值计算的主要工具 ,因此必须研究适合于计算机使用的数值计算方法 .具体来说 ,用计算机解决数值问题要经历如下过程…     

有限元、自然边界元与辛几何算法--冯康学派对计算数学发展的重要贡献

计算数学是当代数学科学的重要分支,是伴随着计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科,是数学及计算机实现其在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具.计算与理论和实验相并列,已经成为当今世界科学活动的第三种手段,这是二十世纪后半叶最重要的科技进步之一.值此世界进入新的世纪,国际数学家大会将首次在我国召开之际,回顾半个世纪来我国计算数学的发展,尤其是以已故冯康院士(1920-1993)为代表的我国计算数学家群体,即"冯康学派"对国际计算数学发展所做出的重要贡献,是非常有意义的.当然由于篇幅所限,本文只能涉及部分研究领域和少数专家学者,挂一漏万在所难免.     

适应高层次创新人才培养的研究生“数值代数”课程改革与探索

"数值代数"是一门主要研究或解决数值问题(特别是矩阵计算问题)近似解的数学学科,也是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程.近年来随着科技的发展,其对提高人才培养质量的重要作用也正逐步显现.该研究主要结合所在学校的实际,就研究生"数值代数"课程教学改革进行了一些探索,给出了几点粗浅的看法.     

弱有限元方法简论

本文简述弱有限元方法(weak Galerkin finite element met,hods)的数学基本原理和计算机实现.弱有限元方法对间断函数引入广义弱微分,并将其应用于偏微分方程相应的变分形式进行数值求解,而数值解的弱连续性则通过稳定子或光滑子来实现.弱有限元方法针对广义函数而构建,是经典有限元方法的一种自然拓广,且能够弥补经典有限元方法的某些缺憾,也因此在科学与工程计算领域具有广泛的应用前景.     

数论在数字信号处理中的应用

今天,在几乎所有的工程领域中,都需要运用各种数学变换、通过计算机对数字信号进行处理,因此,这些变换成了数字信号处理中的一种重要的工具. 数字信号处理中两个最基本的运算是计算离散付里叶变换(DFT)和卷积.为了快速计算它们,最近,出现了好几种新的数学变换,例如计算卷积的数论变换(NTT),计算DFT的Winograd变换(WFTA)等等,这些变换的乘法次数比熟知的快速付里叶变换(FFT)要少.所有这些变换有一个共同的特点,就是以数论作为它们的数学工具.1979年,国外已写出专著,总结了这方面的工作;1980年,国内这方面的一些工作也写进了著作[2].本文将扼要介绍国内外这方面的工作.为了后面叙述方便,这里先介绍一下卷     

用渐近法解方程∈xn x-1=0

1.前言解方程εxn x -1 =0 (n∈ N)是我们可能会遇到的一个问题。但是 ,在解此方程的时候 ,存在着一些困难 ,例如 :当ε→ 0时 ,方程的求根公式要计算ε- 1→∞ ,这时计算无法进行下去。有一种方法叫做渐近分析 ,它为求解提供了有利的工具。渐近分析方法最早是天体力学和流体力学中的有力工具。渐近分析在系统的数学描述中出现一个小参数 (例如ε→ 0 )时 ,十分有用。2 .渐近分析法本文把渐近方法用于求解一元 n次方程当ε→ 0时根的表达式。本节中用 n =2 ,3,4,5为例 ,说明渐近分析的使用方法 ,并求出这些方程的根的渐近表达式。2 .1　…     

求函数值域的几种方法

若有非空数集 A到 B的映射 f :A→ B,则函数 :y =f (x) (x∈ A、y∈ B)的值域是自变量 x在 f作用下的函数值 y的集合 C,很明显 ,C B.求函数值域的方法要随函数式的变化而灵活掌握 ,同时应注重数形结合、等价转换、分类讨论等重要数学思想的理解与运用 .1　定义法要深刻领会映射与函数值域的定义 .例 1　已知函数 f :A→ B(A、B为非空数集 ) ,定义域为 M,值域为 N ,则 A、B、M、N的关系 :(　 ) .(A) M =A,N =B(B) M N,N =B(C) M =A,N B(D) M A,N B说明　函数的定义域是映射 f :A→ B中的原象集合 A,而值域即函数…     

巧用三点共线几何性质解题

<正>中学生数学2014年2月(上)第483期(高中)的《关于c→=xa→+yb→的几种常见转化方法》笔者阅读后感觉如果巧用c→=xa→+yb→的三点共线几何性质来解题,则会收到意想不到的效果.具体如下.例1已知平面内不共线的四点O、A、B、     

信息与计算科学专业教学规范

(试行稿 )1　业务培养目标本专业是以信息技术与计算技术的数学基础为研究对象的理科类专业 ,培养具有良好的数学基础和数学思维能力 ,掌握信息与计算科学的基础理论、方法与技能 ,受到科学研究的训练 ,能解决信息技术和科学与工程计算中的实际问题的高级专门人才 .毕业生能在科技、教育、信息产业、经济金融等部门从事研究、教学、应用开发和管理工作 ,能继续攻读研究生学位 .2　业务培养要求( 1)具有良好的数学基础 ,掌握信息与计算科学的基本理论和基本方法 ;( 2 )具备熟练应用计算机 (包括常用语言、工具及专用软件 )的基本技能 ,具有较…     

关于吴方法在双层规划中的一个应用

双层规划及多层规划这一数学规划研究中的较新领域因其坚实的经济背景及丰富的数学内涵在二十年来的发展过程中变得越来越吸引人们的关注. 在通常解双层规划问题时往往采用数值计算的方法, 得到的解并不一定是全局最优解. 该文介绍了一个全新的解双层规划问题的方法,它与数值计算法不同, 采用的是符号计算, 依据了计算机代数与代数几何的理论. 作者通过对文献[1]中的几个双层规划问题的上机计算, 得出了与之不同的全面彻底的解答, 在比较过程中, 发现不仅所得的结果要比文献[1]中答案更进一步, 而且也证明了文章的新方法在解这一类问题时,是简明和行之有效的.     

让数学思维绽放出美丽的花朵

思维是人世间最美丽的花朵 .数学思维以好严谨、深刻、简炼的特点 ,使人敬畏和向往 .她好象雪莲花 ,盛开在高高的雪山上 ,人们很少看到她灿烂的一面 .数学课堂教学 ,是数学思维活动的教学 ,我们怎样学习数学 ,怎样进行数学思维 ,才能使朵朵高雅和高贵的雪莲花绽放出美丽的笑颜呢 ?上海高中二年级第一学期数学教材 (上海教育出版社 ,2 0 0 3)第 4 9页有这样一道题 :已知a→ +b→ +c→ =0 → ,且｜a→｜=4 ,｜b→｜=3,｜c→｜=5 ,求 :(1)a→ ·c→ ;(2 )a→ ·b→ +b→ ·c→ +c→ ·a→ .许多学生通过数形结合的方法得到问题的结果 .由已知条…     

对数的故事

<正>自古以来,人们的日常生活和所从事的许多领域,都离不开数值计算,并且随着人类社会的进步,对计算的速度和精确度的要求越来越高,这就促进了计算技术的不断发展.在计算机和计算器问世之前,进行计算最好的工具就是对数,众所周知,对数是倒转后的指数,比如说2³=8就可以用数学语言描述为"以2为底的3次幂等于8",倒转后就可以将它用数学语言描述为"以2为底8的对数等于3",记作"log_28=3".对数也被称为"最有用的算术",但     

数学软件在国外工科数学教学中的应用

一、引言工科数学课委会在1996年提出的《关于工科数学系列课程教学改革的建议1）中强调了计算机在工科数学教学中的重要性．该《建议》指出：计算机的广泛使用、数值计算、符号演算以及软件包等计算技术的高速发展,不但代替了许多人工的推导和运算,而且正在改变着人们对数学知识的需求,冲击着传统的观念和方法”．该《建议》将利用计算机进行数学实验（包括数学建模、实用数值方法、常用软件包的使用、数据处理）作为基本知识之一,要求各校根据自身的条件,开展计算机辅助教学,努力探索将计算机引入课堂教学,促进教学内容课程体系改…     

如何使用信息技术帮助学生学习几何

在数学课内外 ,学生使用信息技术的机会越来越多 .信息技术确实有纸笔工具无法比拟的优势 ,例如呈现丰富的图例 ,描绘复杂的图形 ,展现不同数学表示之间的关系 ,提供动态的数学学习环境等等 .当我们将信息技术的使用整合到几何课程中去的时候 ,应当考虑一个问题 :如何使用计算机工具帮助学生有效地学习几何 ?一般地 ,我们可以从发挥信息技术工具两方面的功能来考虑 ,即图形显示、制作功能和交互功能 .1　图形显示制作功能1 1　图形显示功能几何和图形密不可分 ,每一个几何概念都可以用图形表示 .理解几何概念在一定程度上就是确定某类图形…     

正方形“搭台” 相似三角形“唱戏”——基于一道中考数学试题的解法探究

与正方形有关的几何计算问题是历年中考数学的热点问题.本文以2022年四川省泸州市中考数学第12题为例,从不同角度出发,探究问题的多种求解方法.不论利用哪种方法,相似三角形的性质在解决问题时都起到了关键性的作用,它是解决与线段长度有关几何问题的基本工具.通过“一题多解”,能有效提高学生的几何计算能力和几何推理能力.     

用渐近法解方法εx^n＋x—1=0

1.前言1 解方程εxn+x-1=0(n∈N)是我们可能会遇到的一个问题. 但是,在解此方程的时候,存在着一些困难,例如:当ε→0时,方程的求根公式要计算ε-1→∞,这时计算无法进行下去.有一种方法叫做渐近分析,它为求解提供了有利的工具.     

用向量判定四点共面的一种方法

全日制<数学>第二册(下B)指出:空间一点P位于平面MAB内的充分必要条件是存在有序实数对x,y,使→MP=x→MA y→MB,或者对空间任一点O,有 →OP=→OA x→MA y→MB.