數學方法的本質是什麼呢?如何靈活應用數學方法於各個領域?

時間 2021-05-31 22:20:18

1樓:stell yao

學習抽象代數後,更能理解數學的結構。為便於研究,數學可以分為很多結構,每個數學結構由公理和內在邏輯組成,公理和邏輯就是這個結構的基礎,如果要研究的事物物理結構剛好和這個數學結構的公理等價,那就可以用這個結構來推演這個事物的變化過程,挖掘出物理結構,發現或發明這個物理理論。

2樓:子儀

數學的本質,就是研究、探索事物的平面圖形、空間的形式及其各種數量關係,並運用人類確定的公理,抽象、概括出這些圖形、數量關係的運算規律,制定它們的概念、定義、定理及計算公式、法則,使之運用於與數學息息相關的各門科學技術的研究和探索,提高社會生產技術、生產力的效率;與物理學、天文學一起,引導人類文明對未知事物的研究探索,尋找未來發展的可能與方向。

(答跑題了。捂臉!)

數學方法的本質:分析、邏輯、歸納、推導事物的關係式,並化繁為簡。所以,方程法解題是數學最重要的方法。

(以上個人見解,因學識有限,有錯勿噴)

3樓:Riemann

我來總結一下幾個比較核心的思想,換句話說就是可以適用於各個領域的方法

收斂/逼近

這套方法是分析的核心方法,換句話說就是考慮各種極限,核心的數學語言代表為 語言,有了這套語言,就得以使我們更好地研究一些特殊點的情況(比如極限點和無窮遠處),也是我們從收斂逼近的角度去理解相等的概念。

2. 區域性/整體

這個在分析/代數/拓撲中都有用到,比如:

在區域性分析乙個函式的性質時可以通過泰勒級數展開

牛頓萊布尼茲公式把定積分(整體)和原函式在端點(區域性)的值聯絡在一起

更一般的斯托克公式把「區域」上的積分(整體)和在「邊界」上的積分(區域性)聯絡在了一起

代數中通過研究乙個物件(整體)的所有子物件(區域性)來研究這個物件,比如研究乙個空間的所有子空間/研究乙個群的子群/域的子域等

環的區域性化

流形的區域性是歐氏空間

這個方法是通過轉變看問題的角度,比如整體比較難研究的時候,你可以考慮區域性性質,然後嘗試著通過區域性性質來得到整體性質,但有時候整體的性質不如區域性性質來的那麼優美

3. 線性化

作為線性化的代表,那必然是歷史悠久且發展相對完善的線性代數了,繼承了線性代數的思想,當我們遇到非線性的問題的時候(實際問題幾乎都是非線性的),就可以通過主要兩種方法來研究它:

分離他的主導線性主部和非線性的部分(代表:pde)

區域性線性化(比如用切線去逼近函式的區域性,更一般的就是通過全導數去線性化逼近)

在流形中,每一點的切空間相當於對流行形在那一點的線性化

4. 以不變數研究變數

這個思想非常重要

在理論物理中有個著名的諾特定理:「不變數」意味著有「守恆量」,而眾所周知守恆量是物理中最關心的,可見其重要性

線性代數例子比較多:比如特徵值,特徵向量,不變子空間,primary decomposition,cyclic decomposition

數論中的素數可以看成是一種不變數,在代數數論中則用素理想來代替素數來進行研究

所以對於變化的物體很難直接對其研究,我們可以通過其」不變的分量「來刻畫它在變化時的性質

這些大概就是數學的本質思想方法了,其實在面對任何乙個問題的時候都可以用這些思想去分析。

先寫這麼多,贊多的話再來補充

4樓:小皮超人

在我這個剛步入大學的學生看來,數學方法本質是解決問題的工具或是說手段。古人說熟能生巧,對每種方法的熟練掌握是你能靈活運用的基礎,而這需要大量的訓練。

5樓:嘿嘿

一直有個誤解1+1等於2 沒人可以證明.

其實非常簡單可以證明,0.5+0.5=1

0.5+0.5+0.5+0.5 = 2

這樣就可以證明,不是嗎?

一本正經胡說八道.

乙個完整的東西需要自圓其說. 也就是可以自己證明正確的.

中國文化裡面有個圓滿東西.

但是抱歉,數學最後一片葉子沒有被發現. 只是公式不停的被證明正確的.

也就沒有方法的本質. 如果有興趣研究初等數學如何被證明的.

關於運用太多了,生活方方面面都有他存在. 還有很多概念在研究中.

6樓:Yuhang Liu

從結構主義的觀點來看,數學就是對各種數學結構的研究。數學之所以在不同的場合有用,是因為這些場合出現了各種數學結構。比如流體力學、空氣動力學、分子生物學等等不同學科當中廣泛出現了PDE(偏微分方程)的結構,因此有人調侃說PDE是應用數學;比如密碼學之所以能用到數論和橢圓曲線,是因為其中出現了數論的物件和代數幾何的物件,加密解密過程跟這些數學物件的結構有關;比如流形學習能出現是因為資料樣本集呈現出某種微分流形的結構;比如顧險峰說對抗生成網路當中能出現最優傳輸理論,能出現蒙日-安培方程(這就是乙個PDE的例子)。

等等等等。

希望數學好的學生都多學點數學,早日擺脫套公式的階段,認識到真正的數學探索的價值;純數學家研究數學結構本身,應用數學家在各種應用場合中尋找數學結構,應用數學理論,有時候在應用學科當中也能發現新的數學結構——應當說動力系統這門學科就跟物理、跟熱力學有莫大的關係。這是真正有益於人類文明的探索,不是單純的符號遊戲。

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