数学問題解答

下面的問題,提供讀者解答,但答案不必寄来,本期問題的答案将在下期发表。欢迎讀者提出适合中学数学水平的問題,來信請寄至北京德胜門外北京师范大学数学系轉数學通报問題解答栏。     

一个数学力学問題

1.給定平面上的几个点,求在該平面上与此n个点的距离的平方和为一定值的点的軌迹; 2.巳知n个同向平行力,它們的量值相等,而且作用点在同一个平面上,求合力的作用点。这两个問題看来是互不相干的分属数学、力学两个不同学科的問題,但是下面将看到它們之間是有內在联系的,在本文的定理1里叙述这种联系,定理2,定理3是其推广,达些定理的証明是不难的,因此有些証明就略去了。証明里要用到下面的辅助定理,因此让我們从这个輔助定理开始。 輔助定理。若P,A,B,C是同一平面上的四点,且ABC在一条直线上。(图1)。又AC/CB=λ,則pA~2 λPB~2=(1 λ)PC~2 AC~2 λBC~2,     

数学問題的合理解法

通过对数学問題的合理解法的研究,对发展学生的灵活和創造的才能,养成合理完成工作的习惯,以及树立共产主义的劳动态度都是有益的;同时由于注意寻求問題的合理解法,因而对发展学生的邏輯思维能力以及培养学生辯証唯物主义的观点也是有益的;另外,也由于注意问题的合理解法,将会避免大量的繁瑣的計算,而节省不少的學习时間,使学生的精力用之得当,促进学习质量的提高。因此,我們在教学中,就十分注意培养学生灵活运用知識的能力和合理解題的习惯。在培养学生灵活运用知識的能力和計算熟巧方面,已在我的拙作“培养学生灵活运用知識的能力和計算熱巧的几点作法”(見数学通报今年第1期)一文中略述浅見,这里就不多談了。本文仅就数学問题的合理解法,略述已見,希同志們指教。     

概率論中一些最簡單的問題

§1.古典概率的定义在日常生活中,可能性(或然性)的概念对我們來說是熟悉的,我們每个人經常估計(近似地)各种不同事件的可能性,这些估計在我們的行动上有着决定性的影响,数学給可能性的概念引進了准确的意义。为了說明必然事件,对不可能事件和随机件的概念,应該举一些例子。 擲骰子(圖1)时,我們得到的点数总在前六个自然数的范圍之內,这是必然事件,出現七点是不可能事件。出现大於4的点是随机事件:它可能出现或不出現。順利情况的数目与可能性均等的所有情况的数目之比值称为随机事件的数学概率。     

从几何中提出的一些偏微分方程問題

<正> 曲面的无穷小变形方程为 dr dU=0,(1)其中矢量r表曲面S,U則为变形矢量,或称位移矢量. 在研究曲面的无穷小变形問題时,由于坐标系統的不同取法,由(1)我們可以得到不同类型的二阶线性偏微分方程.这些方程的椭圓性或双曲性或抛物性是依賴于曲面的高斯曲率大于零或小于零或等于零.假如曲面的一部分曲率等于零,而其余部分大于零或     

關於數学競賽的一些問題

我們接到許多讀者來信,詢問有關數学競賽的間題,12月22日中國青年報和12月26日光明日報刊載了我國著名數学家華罗庚先生的文章,大家可以从文章中了解到这次競賽的意义,另外我們还就讀者提出的一些問題,簡單地答覆一下。这次數学競賽是中國數學会理事会發起的,高等教育部、教育部也同意,决定在1966年举办,我國过去没有举办过數学競賽,这次只準备在北京和少數大城市進行試办,等取得輕验後,再逐步推廣,12月11日成立了数学競賽委員会,选出華罗庚、傅种孫,段学復等12人为委員,並推选華罗庚为委員会主席。 數学競賽是一种業餘的学術性活動,競賽的目的是为了激發青年学生学習數学的兴趣,並从競賽中發現一些在數学学習方面有特殊才能的学生,好及早注意对他們的培养和教育,这不仅可以帮助中学提高數学教学質     

数学綜合題教学的一些做法

所谓数学综合題,一般指解题时牵涉到的基础知识和基本訓练較广的問題。正因为数学綜合題具有这一特点,所以通过数学綜合題的教学,能够加深对概念的理解,培养綜合运用知識、技能及邏輯思維能力,提高数学教学貭量。本文謹就个人在这方面的点滴体会,介紹一些认識和做法。一、怎样选排与编制綜合题 (一)深入挖掘数学各科知識的前后联系,抓住基础知识和基本訓练,注意搜集和編制以巩固基础知識为主要目的的綜合题,結合新課教材、选讲典型范例、组织課內外练习,使学生既加深理解了新知識、又复习巩固了旧知識。下边就代数教学举一些例子。     

場站布局的一个数学問題

設某煤矿区有n个矿井,年产量分别为a_1,a_2,…,a_n(万吨),欲在这个矿区选定一个集煤站,使各井的煤运到此处集結后再运往鉄路編組站,要求确定集煤站的最佳位置。先考虑这个問題的数学表示。假設Q为集煤站的最佳位置。将編組站看做是第(n 1)号矿井,設各矿井到Q的距离分别为,r_1,r_2,…,r_n,r_(n 1)(公里)。于是問題可这样提出:在平面上找一点Q,使函数     

有关同时学习数学課程中某些題目的問題

在数学教学方法中,有一种是以下列原則为出发点的:“……向儿童介紹不同的新概念,不要同时讲解,而要在不同时間,分別地讲解”。这个原則初看起来似乎很对,并且也是許多人所贊同的。但是,如果这些新概念之間有着密切的联系(例如,类似的或者互逆的),那么同时引进这些概念,     

当前中学数学課程中存在的問題

随着祖国社会主义建設的连续大跃进,第二个五年計划提前三年完成了。科学文化事业也正向着高精尖发展。不久的将来,我国将实現全盘电气化、自动化,原子能也将作为动力。現代数学理論如非线性常微分方程、偏微分方程、复变函数理論和概率理論等也已广泛地被科用。然而,現行中学数学教育是不能适应这种要求的,因为它的內容是十六、十七世紀以前的东西。总路綫要求我們多快好省地培养又紅又专的建设人材,显然,如果继续按旧系統来进行培养,是远远不能适应現代化生产和科学技术发展的需要的。这与总路线精神是不相符合的,是与广大工农羣众迫切需要掌握現代化生产所必須具有的基本工具——数学——的愿望相违背的。因此,数学必須来个彻底的、根本性的改革。大破以前的旧系統,重新建立起符合社会主义建设需要的、符合現代化生产和尖端科学技术发展的嶄新的完整的中学数学教材系统。     

談談数学課內練习的問題

在数学教学中,使学生加强练习,目前已为各方面所注意了。但是对怎样加强练习,看来认識还不統一。譬如,由于采用了不恰当的多练方法,过多地加重了課外练习的数量和强度,以致使学生的学习負担显著增加。这样不但不能达到提高教学质量的目的,相反地可能还会降低质量,下面就立体几何談談笔者对于加强练习問題的一些做法与体会,不当之处請同志們指教。练习应当包含两方面:一是課外练习,一是課內练习。而課內练习往往容易被人忽視,也是做起来比較困难的一环,但它却是练习中必不可少的环节,这是因为: 第一,它是加深理解和巩固所学基本知識与灵活运用基本知識的重要环节,是防止遺忘的良好办法,我們大家都有这样的体会,那就是即使教师教得很好,也还下能保証学生能全部掌握所学的內容,尤其是对     

最佳控制的数学問題(Ⅰ)

自动控制更广泛的含义不仅是控制机器自动完成一个給定的过程,而且是控制机器在一定意义下“最佳地”完成这一过程。例如:控制火箭射中一个目标,但消耗的燃料最小;控制容量一定的电机完成一个給定的行程,但所需的时間最短等等。实际上,对于任何系統的自动控制都存在着一定意义下最佳化的要求;但是,这种要求的具体实現需要依靠电子計算技术或者复杂的控制机构,因此,对于一般自动控制系統就不去考虑这个問題。現代工程系的发展,其重要特征是精确度的要求提高、限制条件增加以及需要更多地考虑經济性;在这样情况下,实現一定意义下最佳化的控制就显得完全必要,否則,不能滿足系統运行的要求,或者是极不經济的,与此同时,現代电子計算技术的发展     

最佳控制的数学問題(Ⅱ)

本文第一部分已經引用动态規划方法討論离散和連續最佳控制的数学問題。这一部分的目的在于,闡明解决連續最佳控制数学問題的另一重要方法,即包特約金等人建立的最佳过渡过程理論,現时称为“最大原則”。这个原則給出广泛的一类最佳控制应該滿足的必要条件,此条件是以若干微分方程和一函数取极值的形式表示的。已經証明,对于綫性系统它是这类最佳控制的充分条件。最大原則在討論离散的最佳控制方面,至今只获得初步結果,在此不作說明。 (五)一类最佳控制問題的变換 我們考虑一个二阶系統,其运动方程是其中x_0,x_1是系統的状态参量;(?)_0≡dx_0/dt,(?)_1≡dx_1/dt(不同于以前的定义x_1≡dx/dt);v是控制参量,其限制条件是φ(v)≤0。系統的控制准則是     

关于三分角問題的近似作图法問題

目前为止,还有相当多的朋友,虽然已經承认了用圓規直尺去三等分任意一角是不可能的了(其理由詳見[1],[2]及[3]),但是,他們却在致力于三分角的近似作图法的研究。我們在本文中将要指出,用圆規直尺可以作近似的三等分角,其精确的程度为:誤差可达任意小。如此看来,一切制造一个步署來作三分角的近似作图法的研究,是沒有新的創造意义的。希望还在致力于近似作三分角的朋友們不要再因为在已經彻底終結了的这类古典几何作图題上浪費时間和精力。我們的結論是: 定理.对任意給定的角φ,則对于任意的一小角ε>0,一定可以用圓規和直尺作得一角品(?)*,可使滿足 |(?)*-φ/3|<ε,(*) 其中φ,(?)*,ε的讀数是弧度的数值。 証.显然可以不妨假設0<φ<π/2。用圓規和直尺作两条相交的直綫OA和OB,它們相交子O点的夹角∠AOB=φ,再以O为圓心,以半径为1=OA的长作圓交OA及OB于A及B点,A和B連成綫段AB,其长度記作L。由三角学的知識,得     

三角函数綫教学的几个問題

一、三角函数綫在三角教学中的地位与作用中学三角的基本任务有三:第一、研究三角函数及其性质;第二、研究三角形解法;第三、讲授三角在其它学科上的实际应用。其中,三角函数及其性质的研究,是三角学的基础知識,是三角学的中心。高中三角的前三章,对完成这一任务,有突出重要的地位。在这部分内容中,单位圆和三角函数綫的地位与作用又很突出。主要表現在以下三个方面: 1.是巩固与加深三角函数概念的重要手段。三角函数定义,是研究三角函数的基础。单位圆及三角函数綫,利用几何形象,把三角函数概念直观地表現了出来,既有助于定义的理解与巩固,又为利用几何方法研究三角函数創造了条件。 2.是研究三角函数性貭及其关系的有力工具。三角函数基本性貭及其相互关系的研究,如三角函数定义域、三角函数周期性、增減性、奇偶性、有界性、基本关系式、誘导公式等等,多是借助于单位圓与三角函数綫进行研究的,通过把三角函数用綫段表示,将三角     

非线性微分方程组差分方法中的一些問題的討論

<正> 当我們对已給的非綫性微分方程組使用差分方法时,要遇到这样一些問題,即所作的非緝性差分方程組的解的存在性、一意性和收斂性等.本文指出,这些問題可以归結为一个綫性差分方程組的“一致性”和“稳定性”問題. 本文是作者前一文[10]的发展.     

初中平面几何教学中添輔助綫的問題

在初中平面几何教学中,学生最感困难的是添輔助綫的問題。他們遇到一个需要添輔助綫的題目,就不知从何着手。有的学生因为輔助綫添不出来,完成不了作业,就感到几何难学,因而丧失了学习的信心。因此,我在教学初中平面几何时,特別注意培养学生添輔助綫的能力。下面談談我的一些体会。 1.在讲添輔助綫时,应該启发学生根据图形和題中的条件、結論来分析,找出需要的輔助綫来。例如,“在四边形ABCD中,AB∠C(图1),由于在图中AB和BC、AD和CD都不是一个三角形的两条边,为了利用三角形的边角关系,从已知条件AB相似文献   

談談布列方程解应用問題的教学

分析应用問題的內容,正确地布列用以求解的方程是代数教学中培养学生解題技能和思維能力的一个課題。从經驗中可知,不少同學对于列方程解应用題常常不知如何下手,或者是虽然能列出方程,但也还沒能掌握解应用題的規律。因此在讲授这样課題时怎样由例及类比給学生讲清解应用题的規律,使得他們掌握分析問題的方法,就成为必須解决的問題了。根据我个人的經驗写出以下一些初步意見,供同志們参考。一、使能找出应用題的未知数和数量关系看到一个应用題之后,首先确定它所求的未知数和所包括的数量关系(即已知数和未知数间的关系)。譬如: 例1。少年文娱宣传队共分若干組,每組8人工作一天以后,又重新編組,每组12人,这样就少了两組,問少年文娛宣传队共有多少人?     

中学三角教学中的两个問題

一、三角学中的恒等变換 我們知道,加法定理以及由加法定理推出的各种公式(指簡化公式,倍角半角公式,积化和差、和差化积公式等等)与基本三角恆等式是三角恆等变換的基础。这些恆等变換就其作法来說不尽相同,因而很难給出一般的法则,也很难預知各种能以簡化的因素。要作到合理变换,除必須依靠不断实践和树立頑强学习精神外,还必須相应地掌握一些解題的技能和技巧。下面就用倍角的正弦和余弦的代数和表示正弦和余弦的方冪公式(或簡称‘降冪公式’)以及积化和差等問題談談自己的一些体会: 1.关于用倍角的正弦     

中学解析几何課中有关极坐标教学的几个問題

大家知道,在解析几何里較为常用的坐标是直角坐标与极坐标。但在这两种坐标系中,某些概念的意义不完全相同,因而对某些問題的理解与解决的方法也就有差別。現在仅就有关极坐标教学中的几个問題談一下个人看法,內容包括:一、在平面上引入极坐标系后,