初等几何定理机器证明——吴方法简介

吴文俊院士获得2000年国家科学技术最高奖,这对我们数学工作者是极大的鼓舞,他的主要成就包括代数拓扑,应用数学,数学史,几何定理的机器证明等．这里,我们介绍后者．     

谈仿射性质在初等几何中的应用

利用高等几何中的仿射性质和平行投影方法,可解决大量初等几何问题,平行投影是比较容易理解也比较直观的一种投影方法,在初等几何中也适用。适当运用这种方法,可以在解决问题时带来事半功倍的效果,通过对三角形、平行四边形、椭圆的相关命题的证明,实例说明高等几何对初等几何的指导作用。     

初等几何定理证明的Clifford代数方法

本文结合是吴方法及平面几何的Ｃｌｉｆｆｏｒｄ代数表示，提出了几何定理机器证明的一种完备的方法，用这种方法证明定理时，三角化的过程及证明的过程通常较以前的方法更简短而且它们是可以几何解释的。     

“数学实验”在解决几何问题中的应用

阐述"数学实验"在解决几何问题时的可视化优点,列举"数学实验"的工具,给出具体实例,说明"数学实验"在分析、解决几何问题中的有效途径.     

一个高等几何结论的初等证明

文献[1]～[6]中研究了二次曲线中的一些结论,文[5]将它们统一为定理1,并用高等几何的方法完成了证明,本文给出这一结论的初等证明.     

探索一个数学问题的几何证明

1问题1(《数学通报》2010年7月问题1861)如图1自△ABC的顶点A引两条射线AX,AY.分别交BC于点X,Y.且BX·BY/CX·CY=AB2/AC2证明:∠BAX=∠CAY在《数学通报》2010年8期的问题提供人给出的解答,先是利用三角形的面积之比结合已知,得到一个三角函数关系式,然后再通过一系列的和差化积,积化和差,最终证明∠BAX=∠CAY.     

一个不等式的简单初等证明

文[1]给出了如下不等式：已知x,y,z∈R^＋,且z＋y＋z=1,则（1/x-x）（1/y-y）（1/z-z）≥（8/3）^3 ① 原文用高等方法证明了不等式①,但过程较为复杂,下面笔者给出该不等式的一个简单的初等证明．     

解线性方程组迭代法的若干几何研究

从解线性方程组迭代法入手,提出了两个迭代法的基本几何过程,揭示了著名的Jacobi迭代法、Gauss-Seidel迭代法和SOR方法等迭代法的几何实质、重新认识了这些经典的迭代过程,同时揭示了解线性方程组的克兰姆法则与迭代法的关系.同时从几何出发设计了一种解线性方程组的迭代方法.     

几何画板学习环境下的数学实验研究

课堂在转型,进入了内涵发展阶段的基础教育,课堂教学改革正风起云涌.从"知识的课堂"到"能力的课堂"再到"创新的课堂",从"教师中心"到"以人为本、以学习为中心",促进学生学习增值,为学生终身发展服务的课堂教学模式,成为广大教育工作者的不懈追求."几何画板"软件以其能够"数学化"的揭示数学规律,展示图形变换,诠释数学计算,而成为数学学习最好的"帮助者"和"合作者",为实现课堂教学转型,提供了强有力的支撑.一、几何画板学习环境下数学实验的概念界定     

几何课程设计方式的比较分析——直观几何、实验几何与综合几何课程设计的国际比较

自《几何原本》[1]诞生的两千多年来,关于几何课程的研究一直持续不断,尤其是,近年来,国际教育界关于几何课程设计方式的研究有了突出进展,不同于《几何原本》的综合几何课程设计风格的新型设计方式(如,直观几何、实验几何)逐渐趋于完善.了解这些不同风格的几何课程设计,对于研究几何课程改革大有裨益.本文拟从课程设计的视角,试图诠释中外中小学几何课程改革的一些困惑,讨论义务教育阶段几何课程设计的特点和发展趋势.1直观几何、实验几何课程设计特点分析课程设计是新课程的关键环节之一.一般地,课程设计有学术理性主义取向、认知发展取向…     

数值计算方法课程中实验环节的设计

主要介绍在数值计算方法课程的教学中如何设计实验环节,以便通过本课程的学习使学生的数值计算能力和应用数学知识解决实际问题的能力真正得到提高.     

提高初中生几何语言能力的策略探索

初中阶段的数学,相较于小学数学来说,难度更大,具体表现为几何板块中对几何问题的推理和证明.在解题过程中,很多学生都因抽象化的理论和晦涩难懂的题目而止步不前.在初中数学的学习过程中,要注重几何语言表达的三个方面,几何图形语言、几何文字语言和几何符号语言,并将其进行有效转化,进一步规范严谨地表达出来.将几何语言与初中数学基本概念和命题概述结合起来,有利于帮助学生简化做题过程,厘清逻辑思维.本文就如何提高初中学生的几何语言能力提出一些建议和对策,希望对打造高效化的几何课堂,提高课堂教学质量有所启示.     

解决空间几何问题的常用方法

空间几何蕴藏着丰富的数学思维方法和思想精髓，是学生创新思维的生长点．本文对空间几何问题的解题方法作一归纳总结，以期给读者一些有益的启示．     

几何画板动态破解高考题

数学,能否像物理、化学一样开展实验探究呢?随着信息技术与学科整合的深入,借助几何画板、Excel等软件,我们可以在课堂上进行数学实验,化静态、抽象的数学为动态、直观的数学.几何画板,以其强大的功能,成为数学老师的好帮手,特别是在几何教学(解几、立几中).历年的高考题,都会有一些好的题材,值得我们用几何画板来探究,一方面帮助学生理解问题,另一方面有助教师发现结论.本文以2010年的两道高考题为例,谈谈如何利用几何画板动态破解高考题.     

古希腊三大几何问题的近似尺规作图

尺规作图是初等几何教育中的一个课题.它对培养学生的几何想象能力起到了重要作用.在古代,尺规作图的研究曾经促成过多个数学领域的发展.一些结果就是为解决古希腊的三大几何问题而得到的副产品.对尺规作图的探索推动了对圆锥曲线的研究,并发现了一批著名的曲线.     

基于几何直观的微积分教学内容改革探索

探讨一种新的教学理念.以培养好学,善学,勤学的学生为目标,提高学生学习兴趣为出发点,改革教学内容为手段,提出改革微积分教学内容和方法的具体知识点,增加相应知识点的几何直观性,提高学生的课堂思考能力,活跃课堂教学,体验数学美感,培养创新思维,克服微积分抽象难于理解的难题.     

基于吴方法的几何定理证明的恒等式方法

多年来通常认为以吴方法为代表的几何定理机器证明的坐标法给出的证明不可读,或不是图灵意义下的类人解答.其实,只要对吴氏的算法做不多的改进,即将命题的结论多项式表示为其条件多项式的线性组合,就能获得不依赖于理论、算法和大量计算过程的恒等式明证.这样的恒等式可以转化为其他更简明且更有直观几何意义的点几何形式或向量及其他形式,从而获得多种证明方法.这也证明了点几何恒等式明证方法对等式型几何命题的普遍有效性.     

算术平均值与几何平均值不等式的推广

利用初等对称多项式得出算术平均值与几何平均值不等式的推广形式,并给出[1]中的一个猜想不等式的证明.     

高维Mobius群的几何特征

本文利用高维Mobius变换的Clifford矩阵表示,主要讨论高维非初等Mobius群和不连续Mobius群,得到了它们各自的几何特征.     

基于S-R和分解定理的几何非线性问题的数值计算分析

为了探究几何非线性问题的数值求解方法,采用理论推导、MATLAB编程计算、有限元模拟相结合的方法,基于S-R和分解定理及更新拖带坐标描述法,运用插值型无单元Galerkin方法对几何非线性问题的增量变分方程进行了推导,并通过四点Gauss积分法和不动点迭代法对其进行求解.最后以平面悬臂梁的大变形问题为例进行求解计算,发现与ANSYS的计算结果拟合相似度很高,说明了所采用的几何非线性力学理论及数值计算方法的正确性和合理性,为求解几何非线性问题提供了一种新的依据.