(1) E⑴=2000***(2)=2000**(2000**)-1000-1000=1500E(3)=2000*(2000**)+ 2000*(4)=2000*(2000**)+(2000**)-1000-1000=1400E(5)=(2000**)+(2000**)+(2000**)-1000-1000=1300E(6)= (2000**)+2000**(7)= (2000**)+ 2000*(2000**)-1000-1000=1400E(8)= (2000**)+ (2000**)+2000*所以第一种投资策略第三年年末期望资金总数最大。
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论文题目: 学生自主学习能力培养提升小学数学课堂教学效果
摘要: 在新课程理念的指引下,小学数学课堂呈现充满教育契机的、富有挑战性的新气象,在注重小学生全面发展的能力培养下,对小学生自主学习能力、交流合作能力和创新思维能力的培养成为教育重点,这要求教师具有教学的智慧,对学生有深入的了解,在这样的教育氛围之下,才可以培养出学生的创意想象和创造性、探究性思维,在自主学习的过程中增强知识性的体验,创设出最佳的课堂效果。
关键词: 自主学习能力;创新思维;小学数学
在全新的教育理念下,教育视角由原来的“要我学习”转为了“学会学习”,教师在对小学生能力培养的过程中,注重小学生全面素质的培养,包括自主学习能力和创新思维能力,使小学数学的教学课堂展现出主动参与的学习过程,数学课堂在学生的主体行为下显露出智慧的光芒,这就需要教师在教学过程中要采用适合小学生的方式和策略,注重学生学习的过程,而不是学习的结果,发挥出小学生自主探索和自由发现的天性,促进学生健康全面的发展。
一、小学数学教学中的现状及反思
小学生由于其年龄特点和个性特征,呈现出对新异、生动的事物有强烈好奇的兴趣,而且大多数小学生都有强烈的求知欲、自尊心和好胜心。教师在教学过程中要根据小学生的年龄特点和个性,培养学生的自主学习能力,但是,目前小学数学教学尚存在些许不足,需要我们加以反思。
(一)情境教学中过多地引入情境,丧失了教学目标
一些数学教师在课堂引入时,过多地运用了情境,而分散了小学生的注意力。如:在课堂导入时,教师突发奇想,要用“喜羊羊与灰太狼”作为课堂导入情境,学生睁大眼睛,竖起耳朵,开展了斗智斗勇的想象,却忘记了教师是在上数学课。又如:在一年级《加减混合》的数学计算中,教师想用“春游”作为情境导入数学课堂,可是在运用情境时过多地介绍了风景,使学生沉溺于风景的想象中而偏离了数学课堂的传授目标,缺失了数学教学目的。
(二)成人化的想象对小学生缺乏新奇的吸引性
数学教师在进行教学课堂的情境创设时,用成人的眼光和视角去进行设想,忽视了童趣和纯真的眼睛,简单的情境创设平淡无奇,缺乏挑战性。例如:在小学数学教学中《7的乘法口诀》一课,教师用“一个星期有几天”来进行问题式的课堂导入,这对于学生而言缺乏新奇,对乘法口诀也缺乏记忆。
(三)课堂教学中“数学味”的弱化和缺失
在小学数学的教学课堂中,教师利用各种情境创设导入教学,却没有及时地将情境引入到数学知识的学习当中,弱化了数学学科所应有的“数学味”,使学生自主性学习的兴趣降低。如:在《统计》的数学知识教学中,教师通过分组教学的形式,让学生开展讨论和记录,可是学生们却停留在小组成员间体重的比较讨论等内容,而没有真正进入到数学统计知识的学习之中来。
二、自主学习的概念及其重要性
在小学数学的教学中,学生要通过能动的创造性活动,在教师的指导为前提下实现以学生为主体的良性发展。学生可以通过多种途径和手段,自主地有选择地学习,并创造性对所学的知识进行整合和内化,从而达到自主学习能力水平。小学生进行自主学习的重要性主要体现在以下几方面。
(一)提高数学知识吸收的质量
自主学习的方式是积极主动的方式,是小学生进行自主习惯的培养方式,它在激起求知欲望的前提下,转化为认知的内驱力,激发出学习的内在动机,并将之内化为学习习惯,真正提高数学知识吸收的主动性。
(二)为后续的数学知识学习奠定基础
小学阶段是数学知识学习的起始阶段,在这一关键阶段中,要培养学生的自主学习习惯,用他们自发的数学学习兴趣和自主发现的能力,掌握学习数学知识的策略,为后续数学更高层次的学习奠定基础。
(三)自主发现和自主学习能力的培养
小学生多数都有一双好奇的眼睛,他们对周围的世界很好奇,也拥有自主发现的能力,在这一过程中,对其自主发现的能力挖掘越多,那么,学生自主学习的能力就越强,自主学习的习惯就容易产生知识性的迁移。
三、自主性学习的小学数学课堂教学策略
小学数学的自主性学习课堂教学充分发挥了学生的主体性,以学生的自主探究和实践能力和创新思维能力为宗旨,在良好的教学氛围和自主参与的环境下,实现多种形式的自主性学习,在不同的活动中获取数学知识,掌握小学数学知识学习的一般规律和学习方法。
(一)数学课堂有效导入,激发学生的自主参与性
合适而有效的数学情境导入,是进行高效数学课堂的有效方法和途径,要在课堂导入的过程中创造良好的氛围,用宽松、愉悦、智慧的方式激发学生对数学知识的自主性学习过程,其具体方法如下。
1.以生活为教学情境进行数学知识的迁移。生活是无痕的,生活对学生的体验是最深刻的体验,而“生活中的数学”与“数学中的生活”又是紧密相联和息息相关的,学生在生活的体验中感知到数学的价值,可以在身临其境的体会中感受到数学的奥妙,数学情境的生活度越高,学生内在的生活体验越容易被激活,数学知识掌握的程度就越深。例如:在“人民币的认识”教学中,让学生们进行分组进行人民币的购买情境,把不同的物品贴上不同的价格标签,再由分组的学生进行不同面值的假人民币的购买情境,使学生在购买的过程中体会到数字的变换。[1]
2. 以游戏为教学情境激发学生的自主性参与意识。游戏环节是小学生最乐于参与和互动的环节,数学教学可以适当地引入游戏环节,使小学生增强对数学知识的学习兴趣,感受到数学探索的成功体验。如:在小学50以内的加法练习中,不是单纯让学生进行数字的相加,而可以采用“邮递员送信”游戏的形式,增添学生的学习自主性,教师可以事先准备好标有不同两位数的信箱,并准备不同加法练习题的信封,选择几名学生作“送信邮差”,将这些信封和信箱匹配,学生在争先恐后的选择中掌握了数学知识,它犹如一块无形的磁石,深深地吸引着小学生的数学知识的注意力,增强了趣味性和主动性。
3.以故事导入引导学生进行自主性的学习。小学生都酷爱故事,因此教学中可以利用故事增加数学的趣味性,引导学生用创意的思维想象,进行自主性的学习。例如:在一年级的数学“10以内的数字”的教学中,为了让学生建立起数字的相关概念的学习,可以引入故事进行形象的学习:在0~9的数字王国里,数字9发现自己是最大的,于是就很神气和骄傲,它对其他数字说:“你们都是小不点儿,都比我小,所以你们都要听我的。”其他的数字为了消灭它的嚣张气焰,商量好让数字1和0组成一个新的两位数,数字9看到后低下了头,意识到了自己的错误,于是,再也不狂妄自大了,和大家成为了好朋友。学生们在教师故事的讲述中,也展开了对数字的思维和想象,认识到了10以内数字的基数、序数意义,进行自主性的认知学习。[2]
4.用数学问题引导学生进行自主性的学习。问题可以调动学生的积极性,让学生在带着困惑、怀疑和探索的心理,进行数学知识的自主性学习,这也是教学引入策略之一。在问题设置的数学教学中,要注意问题提出的难易程度,要根据学生的思维层次进行问题的导入,逐渐进入数学知识的学习,而不能以深奥、难解的问题来给教学设置障碍,使学生缺乏探究的动力和兴趣。
(二)师生共学———尝试自主参与的探究学习过程
教师对学生的教育,流传着一句名言:告诉的知识,容易忘记;分析出来的知识,可以记住;自主参与的知识,就会真正理解。这意味着只有让学生自己动手、动脑自主参与,才能在动手实践、自主探索、合作交流的过程中,掌握数学知识的内化,培养自主学习能力。
1.引导学生进行自主性的探索学习。在数学“认识钟表”一课中,为了让学生对其有数学性的认知,需要引导学生进行对实物钟表的观察、触摸与参与,让小学生在观察的过程中注意到长针和短针的区别,并观察相邻两个数字之间的大小相等的格,学生在对钟表的触摸、观察和实践操作的过程中,完成了对数学知识的认知。
2.根据学生层次进行小组合作式自主式学习。小组合作必须在教师的指导和辅导之下完成,要引导学生仔细观察、对比,如在“长方形”的认知中,要各小组进行分组比赛,寻找出最多的长方形者获胜,在大家踊跃参与的过程中,教师要引导学生注意观察长方形和正方形的区别,通过对比、测量等不同手段,了解对生活中“长方形”的认知,如:课本、长方形的长桌、黑板的形状等,大家在分组合作的过程中掌握了数学知识的规律,并主动性地获取了相应的知识。
(三)数学知识的应用———巩固数学知识的自主性探索
小学生在教学的过程中掌握了基本的数学概念和规律,教师还要将数学知识进行巩固和运用,要充分利用“温故而知新”的记忆特点,对数学知识进行巩固和实际应用。例如:在数学“做一做”的课后练习中,可以组织学生进行同桌互检式的巩固,还可以进行板演练习、课堂评价的方式进行巩固,这样可以激励学生自主进行数学知识的实践性的巩固和运用,将更多的数学知识转化为内在的知识。在知识的巩固过程中要灵活加以整合和运用,如小学生学习完了图形这一课,对三角形、圆形、长方形、正方形、平行四边形等进行准确的认知后,就要进行灵活多变的图形拼板练习,让学生通过对不同图形的修剪和粘贴,进行图形自由空间的想象和布局,增强数学知识的应用能力。
四、结束语
小学数学教学的重点在于培养学生的自主学习能力,根据小学生的年龄特点和思维层次,进行动手、动脑的习惯培养,在生活引入、故事引入、游戏引入、情境引入的教学策略之下,用自主性、参与性、积极性进行数学知识的感知,并在自主探索、交流合作的过程中增加对数学知识的学习和巩固,提升小学数学的课堂教学效果。
参考文献:
[1]牟瑛.营造充满探索的数学课堂环境[J].商业文化(学术版),2010,(08).
[2]张大明.引导自主探究促进主动发展[J].成功(教育),2010,(04).
[3]周波儿.数学教学中如何捕捉和利用“动态生成”[J].山西师范大学学报(自然科学版),2010,(S1).
随着科技的进步和社会的发展,数学这一基础学科已与其他学科相结合,且应用愈来愈广,已渗透到生产和生活的各个方面。我国从1992年开始举办大学生数学建模竞赛。近年来,大学生数学建模竞赛迅猛发展,为高等数学的应用型教学指引了方向,同时也激发了大学生的创新思维,锻炼了大学生的实践能力,受到了社会各界人士的关注和好评。
一、数学建模和大学生数学建模竞赛
何为数学建模?有人认为,数学模型即以现实世界为目的而做的抽象、简化的数学结构;也有人认为,数学模型就是将现实事物通过数学语言来转化为常见的数学体系。事实上,数学建模是运用数学知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程,主要方法是通过合理假设、引进自变量、借助各种数学工具实现对现实事物的数字化转变,进而描述或解决实际问题。
那么,受广大高校师生青睐的大学生数学建模竞赛又是什么呢?数学建模竞赛是全国大学生参与规模最大的课外科技活动,从一个侧面反映一个学校学生的综合能力,为学生提供了展示才华的舞台。大学生数学建模竞赛具有一定的开放性和应用性,同时兼具一定的综合性和挑战性。成果以一篇论文的形式上交,要求必须包含完整的建模步骤,包括问题的提出、模型的假设、变量的引入、建模过程、模型求解与分析、模型检验及应用。
二、大学生数学建模竞赛与课程教学培训中存在的问题
通过对山西工商学院历年来参加大学生数学建模竞赛的选手及其相关指导老师进行调查、走访,并考察其他高校的'情况,笔者发现,相比往年的成绩,各大高校在近几年的竞赛成绩上有了飞速的提高,在学校的组织和鼓励下,参赛人数逐年递增,数学建模教学每年都在不断改革,同时除了参加竞赛,还在课堂外实践了数学与生产实际的结合过程。然而,通过参阅文献和访谈笔录资料,笔者也总结了近几年来大学生数学建模竞赛及竞赛培训教学中存在的相关问题。
第一,参赛学生的学习能力和综合素质有待提高。在思想品质方面,数学建模的参赛过程极其艰苦,需要学生具备意志力、求知欲、团队意识。我们的队员往往在此三方面表现一般。同时,在数学能力方面,学生的数学基础知识储备不足,软件处理的方法单一,实际问题转化为数学结构的创新思维并不能良好地展现。
第二,根据上述学生所表现出的问题不难发现,教师团队在数学建模培训教学过程中,教学观念滞后,创新能力有待提高,教学模式亟待突破,数学建模的教师团队应当做好学生的表率,要吃苦耐劳,要通力合作。
第三,正因为上述问题,数学建模培训也出现了弊端。培训方式单一,培训只讲求深入而不探索广度,培训时间安排不合理,培训的内容与建模竞赛不对接。
第四,经过调查发现,部分高校对组织数学建模竞赛的前期工作没有给予足够的重视,少数高校在竞赛的组织和开展中急功近利。另外,大多数高校在数学建模教学教育的过程中缺乏完整的制度和保障体系。
三、大学生数学建模课程教学培训策略
大学生建模竞赛除了能为部分大学生及其指导老师和高校获得荣誉外,更能培养大学生综合运用所学专业的意识,提升大学生的创新思维和抽象思维,以及自主学习能力和团队协作能力。因此,在数学建模课程教学培训中,应做好如下工作。
(一)教师层面
首先,数学建模课程教学培训应当以创新为起点。建模不是凭空而来的,教师要引导学生从生活实际中抽象出数学模型,真正在选题上下功夫,培养学生的创新思维。
其次,数学建模课程教学培训应当以数学知识体系为基础。教师不能仅仅将自己的专业知识传授给学生,数学博大精深,自身要不断涉猎新知识,不仅要注重数学学习的深度,更应当拓展数学学习的广度,为数学建模竞赛打下坚实的基础。
最后,数学建模课程教学培训应当回归实践。建模的目的是为了解决实际问题,无论多么复杂的数学模型,最后都要落到解决后的结果中。因此,教师既要教会学生建模,又要教会学生将建模的方法真正应用于解决实际问题,做到学以致用。
(二)学校层面
首先,制定系统的数学建模课程体系,包括合理的学时、学制,保证学生的学习,不能在竞赛前急抓一批学生现学现用。
其次,学校要做好数学建模竞赛的宣传和指导工作,尽量保证每位学生都能于在校期间参加比赛,获得锻炼。
最后,学校要时刻以学生为主,不能一味地为了获奖而出现教师代替学生的现象。
参考文献:
[1]刘建州.实用数学建模教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2004.
[2]李尚志.数学建模竞赛教程[M].南京:江苏教育出版社,1996.
[3]赫孝良.数学建模竞赛赛题简析与论文点评[M].西安:西安交通大学出版社,2002.
摘要:随着我国基础教育的不断改革和完善,创新形势下的课程标准已经逐渐落实,相比于以往的教育机制,新课程标准更加关注学生的发展能力,鼓励教师根据学生的特点开展教育活动,进而全面提高我国的教育质量和教学效率。新课程标准要求教师在制定教学计划时要准确定位自己和学生之间的关系,以便于开展更加高效的课堂教育。
关键词:小学数学;高效课堂;教学策略
数学是一门逻辑思维较强的学科,因此数学基础教育质量极其重要。高效的小学数学课堂不仅可以让学生的成绩得到有效提高,还能让学生在生活中体会到数学的魅力,加强学生对于理性思维的拓展和延伸,同时还能将学生对数学的兴趣调动起来。
1重视学生对数学概念的理解
学生开始接受小学教育的年龄在6周岁左右,该年龄阶段的孩子对故事的兴趣比公式的兴趣大的多,因此,教师可以在数学课程开始之前让学生先了解该节课程涉及到的历史故事,让学生不要认为数学是很难理解的课程,让学生在更加放松的心态中去完成教学任务。传统教育中,数学教师都会给学生大量的题目来巩固知识点和公式,部分学生在还没有完全理解课堂内容时就开始做题,答案准确率肯定很难得到保障。因此,教师应当重视学生对数学概念的理解程度,让学生先理解数与数之间的关系再开始做习题。同时,教师应当在课堂上为学生留出提问和解疑的时间,教师在和学生的问答互动中拉近彼此之间的距离,提高学生对数学的认知度和敏感度。
2积极开展数学情境教学模式
数学课程的开展必须要有严谨的逻辑性作为支持,如果教师只用数字的形式为学生讲解无实物情境下的运算知识,很难让学生理解这个运算在生活中的价值,而且单纯的思维计算会对小学生产生很大的困扰,小学生更倾向于涉及到生活经验的数学情境模式。教师在开展运算知识点授课的过程中,可以使用不同种类的水果来创建情境教学的条件,将水果的价格和数量制定好,让学生随意取用一部分水果来计算这些水果的总价格。学生在计算水果价格的时候会减轻对数学的抵触,把思维的重点放在水果的种类和形状上,教师可以在学生分组计算的同时查看学生对于价格结果的讨论情况,发现公式以及口诀上的问题及时提出并解决,让学生在不知不觉中牢记乘法和加法的运算规律,减轻公式记忆法的枯燥和乏味,促进小学数学高效课堂教学质量的提高。
3培养学生课前预习的好习惯
数学是一门实践性质很强的学科,解题过程中需要对课题内容及运算方式进行思考,而这个过程需要学生在课前预习环节中掌握,教师应提前告诉学生即将学习的单元和知识点,让学生在有准备的情况下,更有信心的参与到数学课堂中来。教师可以鼓励学生在陪同家长购物时关注买卖运算的方式,然后在课堂上将自己的理解和发现的问题进行阐述,教师可以在与家长互动之后将学生反馈的问题一一解答,并就超市买卖中遇到的问题和课本上的知识点有效结合,让学生了解到数学在生活中的作用,学生在预习的过程中也会加深对运算公式的印象,进而提高学生对数学的兴趣和学习效率,让小学数学教学质量更加高效。
4鼓励学生从多角度解决问题
数学并非一种固定思维的学科,很多数和图形的运算都不止一种解题方式,虽然正确的答案只有一个,但是其过程有着很灵活的多变性,因此,教师应当在数学课堂上鼓励学生以不同的形式来解决问题。教师在发现学生的答案与标准答案不同时,应该首先询问学生的解题思路,而不是直接否定学生的答案,否则很容易打消学生对于数学学习的积极性。在教学条件允许的情况下,教师应当尽量使用解题方式不唯一的例题,让学生了解到集思广益的效果,在之后的课堂小组讨论中也能更加用心,有助于活跃教学气氛和教学效果,做到高效的小学数学课堂教学。综上所述,学生对于科目的兴趣和能力都不是与生俱来的,教师的引导和鼓励会使学生在课堂上的表现更加优秀。在开展小学数学课程的过程中,教师应当注重数学概念、课堂情境、课前预习以及思维扩展带来的高效影响,为学生探索欲和求知欲的提高做出贡献。
参考文献
[1]杨小生.小学数学高效课堂教学的“三三”策略[J].现代中小学教育,2011(11):21~23.
[2]潘海燕.探究小学数学数与代数的高效课堂教学策略[J].中国校外教育,2015(02):72.
[3]王粉粉.新课程背景下小学数学高效课堂教学策略探究[D].延安:延安大学,2016.
我参加过两次建模比赛,也拿过奖,我有很多资料,包括自己写的论文,需要的话我发给你
数学建模论文范文--利用数学建模解数学应用题数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。一、数学应用题的特点我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点:第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。二、数学应用题如何建模建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次:第一层次:直接建模。根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为:将题材设条件翻译成数学表示形式应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解选定可直接运用的数学模型第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。三、建立数学模型应具备的能力从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。3.1提高分析、理解、阅读能力。阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少?将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)53.3增强选择数学模型的能力。选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:函数建模类型 实际问题一次函数 成本、利润、销售收入等二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等三角函数 测量、交流量、力学问题等3.4加强数学运算能力。数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。加强高中数学建模教学培养学生的创新能力摘要:通过对高中数学新教材的教学,结合新教材的编写特点和高中研究性学习的开展,对如何加强高中数学建模教学,培养学生的创新能力方面进行探索。关键词:创新能力;数学建模;研究性学习。《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》对学生提出新的教学要求,要求学生:(1)学会提出问题和明确探究方向;(2)体验数学活动的过程;(3)培养创新精神和应用能力。其中,创新意识与实践能力是新大纲中最突出的特点之一,数学学习不仅要在数学基础知识,基本技能和思维能力,运算能力,空间想象能力等方面得到训练和提高,而且在应用数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何加强高中数学建模教学谈几点体会。一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,学完要在实践中试一试。如新教材“三角函数”章前提出:有一块以O点为圆心的半圆形空地,要在这块空地上划出一个内接矩形ABCD辟为绿册,使其册边AD落在半圆的直径上,另两点BC落在半圆的圆周上,已知半圆的半径长为a,如何选择关于点O对称的点A、D的位置,可以使矩形面积最大?这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。这样通过章前问题教学,学生明白了数学就是学习,研究和应用数学模型,同时培养学生追求新方法的意识及参与实践的意识。因此,要重视章前问题的教学,还可据市场经济的建设与发展的需要及学生实践活动中发现的问题,补充一些实例,强化这方面的教学,使学生在日常生活及学习中重视数学,培养学生数学建模意识。2.通过几何、三角形测量问题和列方程解应用题的教学渗透数学建模的思想与思维过程。学习几何、三角的测量问题,使学生多方面全方位地感受数学建模思想,让学生认识更多现在数学模型,巩固数学建模思维过程、教学中对学生展示建模的如下过程:现实原型问题数学模型数学抽象简化原则演算推理现实原型问题的解数学模型的解反映性原则返回解释列方程解应用题体现了在数学建模思维过程,要据所掌握的信息和背景材料,对问题加以变形,使其简单化,以利于解答的思想。且解题过程中重要的步骤是据题意更出方程,从而使学生明白,数学建模过程的重点及难点就是据实际问题特点,通过观察、类比、归纳、分析、概括等基本思想,联想现成的数学模型或变换问题构造新的数学模型来解决问题。如利息(复利)的数列模型、利润计算的方程模型决策问题的函数模型以及不等式模型等。3.结合各章研究性课题的学习,培养学生建立数学模型的能力,拓展数学建模形式的多样性式与活泼性。高中新大纲要求每学期至少安排一个研究性课题,就是为了培养学生的数学建模能力,如“数列”章中的“分期付款问题”、“平面向是‘章中’向量在物理中的应用”等,同时,还可设计类似利润调查、洽谈、采购、销售等问题。设计了如下研究性问题。例1根据下表给出的数据资料,确定该国人口增长规律,预测该国2000年的人口数。时间(年份) 人中数(百万) 39 50 63 76 92 106 123 132 145分析:这是一个确定人口增长模型的问题,为使问题简化,应作如下假设:(1)该国的政治、经济、社会环境稳定;(2)该国的人口增长数由人口的生育,死亡引起;(3)人口数量化是连续的。基于上述假设,我们认为人口数量是时间函数。建模思路是根据给出的数据资料绘出散点图,然后寻找一条直线或曲线,使它们尽可能与这些散点吻合,该直线或曲线就被认为近似地描述了该国人口增长规律,从而进一步作出预测。通过上题的研究,既复习巩固了函数知识更培养了学生的数学建模能力和实践能力及创新意识。在日常教学中注意训练学生用数学模型来解决现实生活问题;培养学生做生活的有心人及生活中“数”意识和观察实践能力,如记住一些常用及常见的数据,如:人行车、自行车的速度,自己的身高、体重等。利用学校条件,组织学生到操场进行实习活动,活动一结束,就回课堂把实际问题化成相应的数学模型来解决。如:推铅球的角度与距离关系;全班同学手拉手围成矩形圈,怎样围使围成的面积最大等,用砖块搭成多米诺牌骨等。四、培养学生的其他能力,完善数学建模思想。由于数学模型这一思想方法几乎贯穿于整个中小学数学学习过程之中,小学解算术运用题中学建立函数表达式及解析几何里的轨迹方程等都孕育着数学模型的思想方法,熟练掌握和运用这种方法,是培养学生运用数学分析问题、解决问题能力的关键,我认为这就要求培养学生以下几点能力,才能更好的完善数学建模思想:(1)理解实际问题的能力;(2)洞察能力,即关于抓住系统要点的能力;(3)抽象分析问题的能力;(4)“翻译”能力,即把经过一生抽象、简化的实际问题用数学的语文符号表达出来,形成数学模型的能力和对应用数学方法进行推演或计算得到注结果能自然语言表达出来的能力;(5)运用数学知识的能力;(6)通过实际加以检验的能力。只有各方面能力加强了,才能对一些知识触类旁通,举一反三,化繁为简,如下例就要用到各种能力,才能顺利解出。例2:解方程组x+y+z=1 (1)x2+y2+z2=1/3 (2)x3+y3+z3=1/9 (3)分析:本题若用常规解法求相当繁难,仔细观察题设条件,挖掘隐含信息,联想各种知识,即可构造各种等价数学模型解之。方程模型:方程(1)表示三根之和由(1)(2)不难得到两两之积的和(XY+YZ+ZX)=1/3,再由(3)又可将三根之积(XYZ=1/27),由韦达定理,可构造一个一元三次方程模型。(4)x,y,z 恰好是其三个根t3-t2+1/3t-1/27=0 (4)函数模型:由(1)(2)知若以xz(x+y+z)为一次项系数,(x2+y2+z2)为常数项,则以3=(12+12+12)为二次项系数的二次函f(x)=(12+12+12)t2-2(x+y+z)t+(x2+y2+z2)=(t-x)2+(t-y)2+(t-z)2为完全平方函数3(t-1/3)2,从而有t-x=t-y=t-z,而x=y=z再由(1)得x=y=z=1/3,也适合(3)平面解析模型方程(1)(2)有实数解的充要条件是直线x+y=1-z与圆x2+y2=1/3-z2有公共点后者有公共点的充要条件是圆心(O、O)到直线x+y的距离不大于半径。总之,只要教师在教学中通过自学出现的实际的问题,根据当地及学生的实际,使数学知识与生活、生产实际联系起来,就能增强学生应用数学模型解决实际问题的意识,从而提高学生的创新意识与实践能力。数学建模随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,应用领域越来越广泛,人们身边的数学内容越来越丰富。强调数学应用及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模解数学应用题,提高学生的综合素质。本文将结合数学应用题的特点,把怎样利用数学建模解好数学应用问题进行剖析,希望得到同仁的帮助和指正。一、数学应用题的特点我们常把来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题叫做数学应用题。数学应用题具有如下特点:第一、数学应用题的本身具有实际意义或实际背景。这里的实际是指生产实际、社会实际、生活实际等现实世界的各个方面的实际。如与课本知识密切联系的源于实际生活的应用题;与模向学科知识网络交汇点有联系的应用题;与现代科技发展、社会市场经济、环境保护、实事政治等有关的应用题等。第二、数学应用题的求解需要采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。第三、数学应用题涉及的知识点多。是对综合运用数学知识和方法解决实际问题能力的检验,考查的是学生的综合能力,涉及的知识点一般在三个以上,如果某一知识点掌握的不过关,很难将问题正确解答。第四、数学应用题的命题没有固定的模式或类别。往往是一种新颖的实际背景,难于进行题型模式训练,用“题海战术”无法解决变化多端的实际问题。必须依靠真实的能力来解题,对综合能力的考查更具真实、有效性。因此它具有广阔的发展空间和潜力。二、数学应用题如何建模建立数学模型是解数学应用题的关键,如何建立数学模型可分为以下几个层次:第一层次:直接建模。根据题设条件,套用现成的数学公式、定理等数学模型,注解图为:将题材设条件翻译成数学表示形式应用题 审题 题设条件代入数学模型 求解选定可直接运用的数学模型第二层次:直接建模。可利用现成的数学模型,但必须概括这个数学模型,对应用题进行分析,然后确定解题所需要的具体数学模型或数学模型中所需数学量需进一步求出,然后才能使用现有数学模型。第三层次:多重建模。对复杂的关系进行提炼加工,忽略次要因素,建立若干个数学模型方能解决问题。第四层次:假设建模。要进行分析、加工和作出假设,然后才能建立数学模型。如研究十字路口车流量问题,假设车流平稳,没有突发事件等才能建模。三、建立数学模型应具备的能力从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。3.1提高分析、理解、阅读能力。阅读理解能力是数学建模的前提,数学应用题一般都创设一个新的背景,也针对问题本身使用一些专门术语,并给出即时定义。如1999年高考题第22题给出冷轧钢带的过程叙述,给出了“减薄率”这一专门术语,并给出了即时定义,能否深刻理解,反映了自身综合素质,这种理解能力直接影响数学建模质量。3.2强化将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力。将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作。例如:一种产品原来的成本为a元,在今后几年内,计划使成本平均每一年比上一年降低p%,经过五年后的成本为多少?将题中给出的文字翻译成符号语言,成本y=a(1-p%)53.3增强选择数学模型的能力。选择数学模型是数学能力的反映。数学模型的建立有多种方法,怎样选择一个最佳的模型,体现数学能力的强弱。建立数学模型主要涉及到方程、函数、不等式、数列通项公式、求和公式、曲线方程等类型。结合教学内容,以函数建模为例,以下实际问题所选择的数学模型列表:函数建模类型 实际问题一次函数 成本、利润、销售收入等二次函数 优化问题、用料最省问题、造价最低、利润最大等幂函数、指数函数、对数函数 细胞分裂、生物繁殖等三角函数 测量、交流量、力学问题等3.4加强数学运算能力。数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。所以加强数学运算推理能力是使数学建模正确求解的关键所在,忽视运算能力,特别是计算能力的培养,只重视推理过程,不重视计算过程的做法是不可取的。利用数学建模解数学应用题对于多角度、多层次、多侧面思考问题,培养学生发散思维能力是很有益的,是提高学生素质,进行素质教育的一条有效途径。同时数学建模的应用也是科学实践,有利于实践能力的培养,是实施素质教育所必须的,需要引起教育工作者的足够重视。
数学思想是人脑对现 /a>思想是人脑对现实世界的空间形式和数量关系的本质的反映,是思维加工的产物。函数思想是数学思想的重要组成部分,在高中数学中起到横向联系和纽带连结的主干作用。用变量和函数来思考问题的方法就是函数思想。这是一种考虑运动变化、相依关系,以一种状态确定地刻划另一种状态过渡到研究变化过程的思想方法。函数思想是函数概念、性质等知识更高层次的提炼和概括,是在知识和方法反复学习运用中抽象出的带有观念性的指导方法。 所谓函数思想的运用,就是对于一个实际问题或数学问题,构建一个相应的函数,从而更快更好地解决问题。构造函数是函数思想的重要体现,运用函数思想要善于抓住事物在运动过程中那些保持不变的规律和性质。下面简单介绍一下运用函数思想来解决方程、不等式、数列、参数的取值范围等问题。一、运用函数思想求解方程问题 函数与方程既是两个不同的概念,又存在着密切的联系。一个函数若能用一个解析式表达,则这个表达式就可看成一个方程;一个二元方程的两个未知数间存在着对应关系,如果这个对应关系是单值的,那么这个方程也可以看成一个函数。一个方程的两端可以分别看成函数,方程的解就是这两个函数图象交点的横坐标。因此,许多有关方程的问题都可用函数思想来解决。例1 求证:不论 a取什么实数,方程x2 - ( a2 + a ) x + a - 2=0必有两个不相等的实根。分析:此题若用常规解法,求出判别式△是一个关于a的一元四次多项式,符号不易判断。若用函数思想去分析题意,设函数f(x)=x2-(a2+a)x+a-2,要证明命题成立,只需证明函数y=f(x)的图象与x轴有两个交点,由于它的开口向上,只要找到一个实数X0,使f(x0)<0即可。比如f(1)=1-(a2+a)+a-2= - a2-1<0。故函数y=f(x) 的图象与x轴有两个交点,因此命题成立。例2 已知关于x的实系数二次方程x2+ax+b=0 有两个实数根α,β,证明:(I)如果 |α|< 2,|β |< 2,那么2| a |< 4+b且| b | < 4;(II)如果2| a |< 4+b且 | b | < 4,那么|α|< 2,|β| < 2;分析:本题表面上看是方程问题,方程的根的分布与参数a,b之间满足的关系式,如果用纯方程理论处理则十分繁琐;如果用函数思想来分析,将方程根的分布问题转化为函数图像与x轴交点问题,则可抓往本质。解:本题(I)(II)的结果是2 | a | < 4+b{ <==> α,β ∈(-2,2)| b | < 4可设函数f(x)=x2+ax+b( I )由二次函数的图像知f(2)>0α,β∈(-2,2) ==>{ f(-2)>0|b|=|α�6�1β|< 44+2a+b>0 2a> - (4+b)==>{ ==> {4-2a+b>0 2a< 4+b==> 2|a| <4+b且|b| < 42 |a| <4+b 4+2a+b>0 f(2)>0(Ⅱ) 如果{ ==> { ==>{ 则| b | < 4 4-2a+b>0 f(-2)>0α,β在(-2,2)之内或在(-2,2)之外,若α,β在(-2,2)之外,则 |α�6�1β| = b > 4,这与| b | < 4相矛盾,故α,β∈(-2,2)。二 、运用函数思想证明不等式例3 设 a , b , c 均为正数,且a+b>c,a b c求证:----- + ------ > -------1+a 1+b 1+ca b c分析:不等式左右两边,结构相似: -----, ------, -------,因1+a 1+b 1+c此可以联想函数f(x)=x / (1+x) (x>0)的单调性。证明:先证函数f(x)=x / (1+x) (x>0)的单调性。任取x1>0 , x2>0,不妨设x1
在数学的发展史中,重要数学概念的形成离不开数学的发展,这些概念的形成对数学的发展有推动作用.函数概念是数学概念中的一个非常典型的数学概念.函数概念的形成,从最初的萌芽阶段到最终形成历经了一千多年.纵观数学的发展史,函数概念的每一次升华都是数学发展到一定阶段的产物,并对后面数学的发展作出推动作用.研究函数概念的发展。
最早给出函数概念的明确定义的是,1667年,他的函数定义为:“它是从一些其它的量经过一系列代数运算而得到的,或者是经过任何其它可以想象的运算而得到的。”这最后一句话的意思,据他解释是“除了五种代数运算外,必须加上第六种运算即趋于极限的运算。”
莱布尼茨首次用“ function ” 一词表示幂,即 。1673年,他用 “ function ” 一词表示任何一个随曲线上的点的变动而变动的量。
记号 是欧拉1743年引进的。当时,欧拉认为函数是一条可以随意描绘出的曲线。1748年欧拉把函数定义为由一个变量与一些常量通过任何方式形成的解析表达式。
上述种种函数定义,用现在的观点看,无非是函数表示法中的解析表示法和图象表示法。
1775年欧拉又给出一个新的函数定义:
如果一个变量依赖于另一个变量,使当后一个变量变化时,前一个量也随着变化,那么称第一个量是第二个量的函数。
虽然18世纪对函数概念有多种不同的抽象和理解,但占统治地位的函数概念是:函数是由一个解析表达式给出的。
这些函数概念是人们对各种具体的函数关系的不断和反复认识,经过抽象得出的,但都反映了一个量对另一量的依赖关系,都是“变化”和“运动”的辩证唯物主义观点的抽象。
1837年高斯和雅可比(1804-1851)的学生,黎曼的指导老师狄利克雷(1805-1859)给出了一个函数定。他说:“如果对于某区间上的每一个确定的x值,按照某一法则y都有一个或多个确定的值,那么y叫做x函数。”
狄利克雷的定义一方面继承了欧拉等人关于函数概念的精神,又打破了把“函数”和“解析式子”等同起来的局限性,抓住了两个变量对应关系的确定存在这一要害,而不管它是否可用数学运算来表达。从而使函数概念能更准确地描述各种互相依赖的变量之间的关系。但是随着科学技术及数学学科本身的发展,这个以变量概念作为函数概念的定义逐渐暴露出不足之处。20世纪初,又给出了下面的函数定义:“设x和y是两个非空集合,如果对于每个X中的元素x,依照某一法则,总有确定的一个Y中的y和它对应,这个对应法则就叫做函数”。这就是说,函数是非空集合X到非空集合Y的一个映射。
这个定义使我们可以将函数概念推广到以任何对象为元素的两个集合之间,这就极大地扩展了函数概念建立的基础,适应了现代数学对函数概念的需要。
函数概念从提出到完成,用了二百多年的时间。从函数概念建立的过程我们可以看出,人们对函数概念的认识是随着科学和数学学科本身的不断发展、不断深入而不断深化、不断完善的。
这篇作文可以这样写,例如数学函数形成要与历史相结合因为函数概念是数学概念中最重要的概念之一,在数学发展300年来函数概念,无数的数学家从集合、代数、直至对应、集合的角度不断赋予函数概念以新的思想,从而推动了整个数学的发展。所以拟通过对函数概念的发展与比较的研究,对函数概念的教学进行一些探索。函数概念的纵向发展早期函数概念——几何观念下的函数十七世纪伽俐略(G.Galileo,意,1564-1642)在《两门新科学》一书中,几乎从头到尾包含着函数或称为变量的关系这一概念,用文字和比例的语言表达函数的关系。1673年前后笛卡尔(Descartes,法,1596-1650)在他的解析几何中,已经注意到了一个变量对于另一个变量的依赖关系,但由于当时尚未意识到需要提炼一般的函数概念,因此直到17世纪后期牛顿、莱布尼兹建立微积分的时候,数学家还没有明确函数的一般意义,绝大部分函数是被当作曲线来研究的。1十八世纪函数概念——代数观念下的函数1718年约翰·贝努利(BernoulliJohann,瑞,1667-1748)才在莱布尼兹函数概念的基础上,对函数概念进行了明确定义:由任一变量和常数的任一形式所构成的量,贝努利把变量x和常量按任何方式构成的量叫“x的函数”,表示为,其在函数概念中所说的任一形式,包括代数式子和超越式子。18世纪中叶欧拉(L.Euler,瑞,1707-1783)就给出了非常形象的,一直沿用至今的函数符号。欧拉给出的定义是:一个变量的函数是由这个变量和一些数即常数以任何方式组成的解析表达式。他把约翰·贝努利给出的函数定义称为解析函数,并进一步把它区分为代数函数(只有自变量间的代数运算)和超越函数(三角函数、对数函数以及变量的无理数幂所表示的函数),还考虑了“随意函数”(表示任意画出曲线的函数),不难看出,欧拉给出的函数定义比约翰·贝努利的定义更普遍、更具有广泛意义。以上就是函数形成与发展史,也是函数形成的重要原因。
一、函数的起源(产生) 十六、十七世纪,欧洲资本主义国家先后兴起,为了争夺霸权,迫切需要发展航海和军火工业。为了发展航海事业,就需要确定船只在大海中的位置,在地球上的经纬度;要打仗,也需知道如何使炮弹打的准确无误等问题, 这就促使了人们对各种“运动”的研究,对各种运动中的数量关系进行研究,这就为函数概念的产生提供了客观实际需要的基础。 十七世纪中叶,笛卡儿(Descartes)引入变数(变量)的概念,制定了解析几何学,从而打破了局限于方程的未知数的理解;后来,牛顿( Newton)、莱布尼兹(Leibniz)分别独立的建立了微分学说。这期间,随着数学内容的丰富,各种具体的函数已大量出现,但函数还未被给出一个一般的定义。牛顿于 1665年开始研究微积分之后,一直用“流量”( fluent)一词来表示变量间的关系。 1673年,莱布尼兹在一篇手稿里第一次用“函数”( fluent)这一名词,他用函数表示任何一个随着曲线上的点的变动而变动的量。(定义1)这可以说是函数的第一个“定义”。例如,切线,弦,法线等长度和横、纵坐标,后来,又用这个名词表示幂,即表示 x , x2, x3,…。显然,“函数”这个词最初的含义是非常的模糊和不准确的。 人们是不会满足于这样不准确的概念,数学家们纷纷对函数进行进一步讨论。 二、函数概念的发展与完善⒈以“变量”为基础的函数概念 在 1718年,瑞士科学家,莱布尼兹的学生约翰·贝奴里(Bernoulli,Johann)给出了函数的明确定义:变量的函数是由这些变量与常量所组成的一个解析表达式。(定义2)并在此给出了函数的记号φx。这一定义使得函数第一次有了解析意义。 十八世纪中叶,著名的数学家达朗贝尔 (D’Alembert)和欧拉( Euler)在研究弦振动时,感到有必要给出函数的一般定义。达朗贝尔认为函数是指任意的解析式,在 1748年欧拉的定义是:函数是随意画出的一条曲线。(定义 3)在此之前的 1734年,欧拉也给出了一种函数的符号f(x),这个符号我们一直沿用至今。 实际上,这两种定义(定义 1和定义 2)就是现在通用的函数的两种表示方法:解析法和图像法。后来,由于富里埃级数的出现,沟通了解析式与曲线间的联系,但是用解析式来定义函数,显然是片面的,因为有很多函数是没有解析式的,如狄利克雷函数。 1775年,欧拉在《微分学原理》一书的前言中给出了更广泛的定义:如果某些变量,以这样一种方式依赖与另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面这些变量也随之而变化,则将前面的变量称为后面变量的函数。(定义 4)这个定义朴素地反映了函数中的辨证因素,体现了“自变”到“因变”的生动过程 ,但未提到两个变量之间的对应关系,因此它并未反映出真正意义上的科学函数概念的特征,只是科学的定义函数概念的“雏形”。 函数是从研究物体运动而引出的一个概念,因此前几种函数概念的定义只是认识到了变量“变化”的关系,如自由落体运动下降的路程,单摆运动的幅角等都可以是看成时间的函数。很明显,只从运动中变量“变化”观点来理解函数,对函数概念的了解就有一定的局限性。如对常值函数 ,不解释 十九世纪初,拉克若斯( Lacroix)正式提出只要有一个变量依赖另一个变量,前者就是后者的函数。 1834年 ,俄国数学家罗巴契夫斯基(Лобачевский)进一步提出函数的定义: x的函数是这样的一个数,它对于每一个 x都有确定的值,并且随着 x一起变化,函数值可以由解析式给出,这个条件提供了一种寻求全部对应值的方法,函数的这种依赖关系可以存在,但仍然是未知的。(定义 5)这实际是“列表定义”,好像有一个“表格”,其中一栏是 x值,另一栏是与它相对应的 y值。这个定义指出了对应关系(条件)的必要性,把函数的“对应”思想表现出来,而“对应”概念正是函数概念的本质与核心。 十九世纪法国数学家柯西( Cauchy)更明确的给出定义:有两个互相联系的变量,一个变量的数值可以在某一范围内任意变化,这样的变量叫做自变量,另一个变量的数值随着自变量的数值而变化,这个变量称为因变量,并且称因变量为自变量的函数。(定义 6) 1829年 ,狄利克雷( Dirichlet)给出了所谓狄利克雷函数: y=1 当 x为有理数时; y=0 当 x为无理数时。这个函数并不复杂,但不能用解析式来表示,这一思想的提出,正是数学由过去的研究“算”到以后研究“概念、性质、结构”的转变的开端。 1837年他对函数下的定义是:在某个变化过程中,有两个变量 x和 y。如果对于 x在某一范围内的每一个确定的值,按照某个对应关系, y都有唯一确定值和它对应,则 y称为 x的函数; x称为自变量。(定义 7)这个定义的优点是直截了当地强调与突出了“对应”关系,抓住了概念的本质属性,只须有一个法则存在,使得这个函数定义域中的每一个值有一个确定的 y值和它对应就行了,不管这个法则是公式或图像或表格或其他形式;其缺点是把生动的函数变化思想省略和简化掉了。 ⒉以“集合”为基础的函数概念 函数的概念是随着数学的发展而发展的。函数的定义在数学的发展过程中,不断的改进,不断的抽象,不断的完善。十九世纪七十年代,德国数学家康托( )提出了集合论。进入二十世纪后,伴随着集合论的发展,函数的概念也取得了新的进展,它终于摆脱了数域的束缚向更广阔的研究领域扩大,使概念获得了现代化。 二十世纪初美国数学家维布伦( Weblan)给出了函数的如下定义:若在变量 y的集合与另一变量 x的集合之间,有这样的关系成立,即对 x的每一个值,有完全确定的 y值与之对应,则称 y是变量 x的函数。(定义 8)从这个定义开始,函数概念已把基础建立在集合上面,而前七个定义则是把基础建立在变量(数)上的。 随着时间的推移,函数便被明确的定义为集合之间的对应关系,其定义是: A和 B是两个集合,如果按照某种对应关系,使 A的任何一个元素在 B中都有唯一的元素和它对应,这样的对应关系成为从集合 A到集合 B的函数。(定义 9)此定义根据映射的概念,用“映射”观点建立函数概念,其又可叙述为:从集合 A到集合 B的映射 f: A→ B称为集合 A到集合 B的函数,简称函数 f 。(定义 10)以上三个定义,已打破数域的束缚,将集合中的元素改为抽象的,可以是数,也可以不是数,而是其它一切有形或无形的东西,如 X是所有三角形的集合, Y是所有圆的集合,则 f 可以是把每一个三角形映射成它的外接圆的映射。 对新函数定义可以这样理解:函数是一个对应(规则),对于某一范围(集合)的元素,按照这个对应(规则)确定另一个元素。这样函数概念从狭义的“变化”观点转化到较广义的“对应”观点,函数即是一个对应(规则)。 对函数概念用“对应”(“规则”)来理解比起最初阶段虽然揭示出了函数概念的实质,但它还不符合我们最低限度地使用未被定义的术语的意图。因为什么叫“对应”和怎样理解“规则”还需要定义,例如规则不同,那么是否函数也不同呢?如f(x)=x与f(x)=(1+x)-1当然是不同的规则但却定义了同一函数。 为了解决这一矛盾,二十世纪初,特别是在六十年代以后,广泛采用只涉及“集合”这一概念的函数定义,而集合作为原始概念是不予定义的,这样的定义是:设 A、 B是任意两个集合, f是笛卡儿集 A× B的一个子集,满足:①对任意的 a ∈ A,存在一个 b∈B,使得 (a,b)∈ f,②若 (a,b)∈ f, (a,c)∈ f则 b=c。则称 f为 A到 B的一个函数。记作 f:A→B。(定义11)这个定义利用“关系”这个概念,便给出了只涉及原始概念“集合”的函数的一般定义,即不需要用到“对应”,又避免了对“规则”的解释,只要集合理论适用一切数学领域,这样给出的函数定义总是适用的。它可称的上是最现代的定义了。 到此,“函数”最完善的定义(定义 11)已给出,作为数学中最基本的概念之一,已把基础直接建立在集合上面,即把函数看作是从一个集合到另一个集合的对应,它和“映射”实际上是一回事。 三、新旧两种定义的比较 比较新定义(把以集合为基础的函数定义称为新的定义方式,而以变量(数)为基础的定义称为旧的定义方式。)和旧定义,它们之间有两个重要的区别: ⑴旧定义是建立在“变量”这个基本概念上的,而新定义则建立在“集合”这个基本概念上。什么是变量呢?通常把它理解为在选定一个单位以后,可加以度量的东西,如长度、质量、时间之类,这种理解一方面太疏于笼统,只能通过举例来说明,而难于加以精确化;另一方面,由于涉及大小关系,嫌过于狭窄,无法体现应用上的普遍性。其次,即使什么是“量”的问题不存在,作为变量,它须在某一范围取值(不一定是数值),这一定范围实际上就是事先得假定的一个集合 A(它构成函数的定义域),所谓“变量取值 a”,实质上就是“ a属于 A”的一种变相迂回的说法。可见,在变量的概念中已蕴含集合的思想。 ⑵旧定义中以“因变量”为函数,而新定义中则以“对应关系”为函数。函数概念的实质,主要的并不是因变量要随自便量“变”,而是两集合之间存在某种确定的对应关系。显然,新定义更能直接地揭示出函数的实质。
查重是肯定包括数字的,例如年份,百分比、图表里的数字都是查重的。只要是属于正文的内容,都会被检测的,哪怕是标点符号!
答:一般规定不得超过15%,严格要求不得超过10%。
数学建模其实就是根据实际问题来建立数学模型,根据对数学模型求解的结果进行求解来解决实际问题。所以理工科专业的毕业论文是十分严谨的,其考核过程自然也会比较严格,这些专业的高校以及毕业生一般是选择知网论文查重系统进行论文查重。
数学建模论文需要非常严格严谨,这类需要通过大量的专业知识来进行阐述,并且开展相关实验研究。大家一定要认真对待数学建模论文,不要因为查重率过高前功尽弃了呢,至于降低数学建模知网重复率,只要用心修改,一定会降低数学建模知网查重率的。
对引用他人成果而不注明出处的行为,一经发现一律按抄袭处理。 对大段文字相同、公式或图表多处相同或相似的参赛论文,一律按照相互抄袭处理(标明引用出处的论文除外)。对附录中给出的程序运行不通,以及尽管程序能够运行但得不到论文中说给结果的参赛论文,一律按照弄虚作假行为处理。至于你说的将赛题重述,一般是不会被收录的,系统检测的时候是检测不回来的,但是如果有人为检查的话,如果不多还没事,太多的话是不行的。
一般字数的话是不会检测的,就算检测到了重复率比重也不会很大,最主要的还是文字部分。
哈哈,数学一个分支,太有用了,天文上
1、模糊数学作为一个新兴的数学分支,使过去那些与数学毫不相关或关系不大的学科(如生物学、心理学、语言学、社会科学等)都有可能用定量化和数学化加以描述和处理,从而显示了强大的生命力和渗透力,使数学的应用范围大大扩展2、模糊数学的研究内容主要有以下三个方面:第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。第三,研究模糊数学的应用。3、模糊数学的应用 模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机职能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。
定义在1965 年美国控制论学者.扎德发表论文《模糊集合》,标志着这门新学科的诞生。现代数学建立在集合论的基础上。一组对象确定一组属性,人们可以通过指明属性来说明概念,也可以通过指明对象来说明。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延,外延实际上就是集合。一切现实的理论系统都有可能纳入集合描述的数学框架。经典的集合论只把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事物上,它明确地规定:每一个集合都必须由确定的元素所构成,元素对集合的隶属关系必须是明确的。对模糊性的数学处理是以将经典的集合论扩展为模糊集合论为基础的,乘积空间中的模糊子集就给出了一对元素间的模糊关系。对模糊现象的数学处理就是在这个基础上展开的。从纯数学角度看,集合概念的扩充使许多数学分支都增添了新的内容。例如模糊拓扑学、不分明线性空间、模糊代数学、模糊分析学、模糊测度与积分、模糊群、模糊范畴、模糊图论、模糊概率统计、模糊逻辑学等。其中有些领域已有比较深入的研究。模糊性数学发展的主流是在它的应用方面。由于模糊性概念已经找到了模糊集的描述方式,人们运用概念进行判断、评价、推理、决策和控制的过程也可以用模糊性数学的方法来描述。例如模糊聚类分析、模糊模式识别、模糊综合评判、模糊决策与模糊预测、模糊控制、模糊信息处理等。这些方法构成了一种模糊性系统理论,构成了一种思辨数学的雏形,它已经在医学、气象、心理、经济管理、石油、地质、环境、生物、农业、林业、化工、语言、控制、遥感、教育、体育等方面取得具体的研究成果。模糊性数学最重要的应用领域应是计算机智能。它已经被用于专家系统和知识工程等方面,在各个领域中发挥看非常重要的作用,并已获得巨大的经济效益。编辑本段产生现代数学是建立在集合论的基础上。集合论的重要意义就一个侧面看,在于它把数学的抽象能力延伸到人类认识过程的深处。一组对象确定一组属性,人们可以通过说明属性来说明概念(内涵),也可以通过指明对象来说明它。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延,外延其实就是集合。从这个意义上讲,集合可以表现概念,而集合论中的关系和运算又可以表现判断和推理,一切现实的理论系统都一可能纳入集合描述的数学框架。但是,数学的发展也是阶段性的。经典集合论只能把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事物上,它明确地限定:每个集合都必须由明确的元素构成,元素对集合的隶属关系必须是明确的,决不能模棱两可。对于那些外延不分明的概念和事物,经典集合论是暂时不去反映的,属 控制论模型于待发展的范畴。在较长时间里,精确数学及随机数学在描述自然界多种事物的运动规律中,获得显著效果。但是,在客观世界中还普遍存在着大量的模糊现象。以前人们回避它,但是,由于现代科技所面对的系统日益复杂,模糊性总是伴随着复杂性出现。各门学科,尤其是人文、社会学科及其它“软科学”的数学化、定量化趋向把模糊性的数学处理问题推向中心地位。更重要的是,随着电子计算机、控制论、系统科学的迅速发展,要使计算机能像人脑那样对复杂事物具有识别能力,就必须研究和处理模糊性。我们研究人类系统的行为,或者处理可与人类系统行为相比拟的复杂系统,如航天系统、人脑系统、社会系统等,参数和变量甚多,各种因素相互交错,系统很复杂,它的模糊性也很明显。从认识方面说,模糊性是指概念外延的不确定性,从而造成判断的不确定性。在日常生活中,经常遇到许多模糊事物,没有分明的数量界限,要使用一些模糊的词句来形容、描述。比如,比较年轻、高个、大胖子、好、漂亮、善、热、远……。这些概念是不可以简单地用是、非或数字来表示的。在人们的工作经验中,往往也有许多模糊的东西。例如,要确定一炉钢水是否已经炼好,除了要知道钢水的温度、成分比例和冶炼时间等精确信息外,还需要参考钢水颜色、沸腾情况等模糊信息。因此,除了很早就有涉及误差的计算数学之外,还需要模糊数学。人与计算机相比,一般来说,人脑具有处理模糊信息的能力,善于判断和处理模糊现象。但计算机对模糊现象识别能力较差,为了提高计算机识别模糊现象的能力,就需要把人们常用的模糊语言设计成机器能接受的指令和程序,以便机器能像人脑那样简洁灵活的做出相应的判断,从而提高自动识别和控制模糊现象的效率。这样,就需要寻找一种描述和加工模糊信息的数学工具,这就推动数学家深入研究模糊数学。所以,模糊数学的产生是有其科学技术与数学发展的必然性。编辑本段研究内容现代计算机的计算速度及贮存能力几乎达到了无与伦比的程度,它不仅可以解决复杂的数学问题,还可以参与控制航天飞机等。既然计算机有如此威力,那么为什么在判断和推理方面有时不如人脑呢? 美国加利福尼亚大学Zadeh(扎德)教授仔细的研究了这个问题,以至于她在科研工作中 经常回旋与“人脑思维”、“大系统”与“计算机”的矛盾之中。1965年,他发表了论文《模糊集合论》“隶属函数”这个概念来描述现象差异中的中间过渡,从而突破了古典集合论中属于或不属于的绝对关系。Zadeh教授这一开创性的工作,标志着模糊数学这门学科的诞生。模糊数学的研究内容主要有以下三个方面:第一,研究模糊数学的理论,以及它和精确数学、随机数学的关系。查德以精确数学集合论为基础,并考虑到对数学的集合概念进行修改和推广。他提出用“模糊集合”作为表现模糊事物的数学模型。并在“模糊集合”上逐步建立运算、变换规律,开展有关的理论研究,就有可能构造出研究现实世界中的大量模糊的数学基础,能够对看来相当复杂的模糊系统进行定量的描述和处理的数学方法。在模糊集合中,给定范围内元素对它的隶属关系不一定只有“是”或“否”两种情况,而是用介于0和1之间的实数来表示隶属程度,还存在中间过渡状态。比如“老人”是个模糊概念,70岁的肯定属于老人,它的从属程度是 1,40岁的人肯定不算老人,它的从属程度为 0,按照查德给出的公式,55岁属于“老”的程度为,即“半老”,60岁属于“老”的程度。查德认为,指明各个元素的隶属集合,就等于指定了一个集合。当隶属于0和1之间值时,就是模糊集合。第二,研究模糊语言学和模糊逻辑。人类自然语言具有模糊性,人们经常接受模糊语言与模糊信息,并能做出正确的识别和判断。为了实现用自然语言跟计算机进行直接对话,就必须把人类的语言和思维过程提炼成数学模型,才能给计算机输入指令,建立合适的模糊数学模型,这是运用数学方法的关键。查德采用模糊集合理论来建立模糊语言的数学模型,使人类语言数量化、形式化。如果我们把合乎语法的标准句子的从属函数值定为1,那么,其他近义的,以及能表达相仿的思想的句子,就可以用以0到1之间的连续数来表征它从属于“正确句子”的隶属程度。这样,就把模糊语言进行定量描述,并定出一套运算、变换规则。目前,模糊语言还很不成熟,语言学家正在深入研究。人们的思维活动常常要求概念的确定性和精确性,采用形式逻辑的排中律,即:非真即假,然后进行判断和推理,得出结论。现有的计算机都是建立在二值逻辑基础上的,它在处理客观事物的确定性方面,发挥了巨大的作用,但是却不具备处理事物和概念的不确定性或模糊性的能力。为了使计算机能够模拟人脑高级智能的特点,就必须把计算机转到多值逻辑基础上,研究模糊逻辑。目前,模糊逻辑还很不成熟,尚需继续研究。第三,研究模糊数学的应用。模糊数学是以不确定性的事物为其研究对象的。模糊集合的出现是数学适应描述复杂事物的需要,查德的功绩在于用模糊集合的理论找到解决模糊性对象加以确切化,从而使研究确定性对象的数学与不确定性对象的数学沟通起来,过去精确数学、随机数学描述感到不足之处,就能得到弥补。在模糊数学中,目前已有模糊拓扑学、模糊群论、模糊图论、模糊概率、模糊语言学、模糊逻辑学等分支。编辑本段应用模糊数学是一门新兴学科,它已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊 智能化聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。然而模糊数学最重要的应用领域是计算机智能,不少人认为它与新一代计算机的研制有密切的联系。目前,世界上发达国家正积极研究、试制具有智能化的模糊计算机,1986年日本山川烈博士首次试制成功模糊推理机,它的推理速度是1000万次/秒。1988年,我国汪培庄教授指导的几位博士也研制成功一台模糊推理机——分立元件样机,它的推理速度为1500万次/秒。这表明我国在突破模糊信息处理难关方面迈出了重要的一步。模糊数学还远没有成熟,对它也还存在着不同的意见和看法,有待实践去检验。编辑本段产生历史模糊数学是运用数学方法研究和处理模糊性现象的一门数学新分支。它以“模糊集合”论为基础。模糊数学提供了一种处理不肯定性和不精确性问题的新方法,是描述人脑思维处理模糊信息的有力工具。它既可用于“硬”科学方面,又可用于“软”科学方面。 模糊数学由美国控制论专家.扎德()教授所创立。他于1965年发表了题为《模糊集合论》(《FuzzySets》)的论文,从而宣告模糊数学的诞生。.扎德教授多年来致力于“计算机”与“大系统”的矛盾研究,集中思考了计算机为什么不能象人脑那样进行灵活的思维与判断问题。尽管计算机记忆超人,计算神速,然而当其面对外延不分明的模糊状态时,却“一筹莫展”。可是,人脑的思维,在其感知、辨识、推理、决策以及抽象的过程中,对于接受、贮存、处理模糊信息却完全可能。计算机为什么不能象人脑思维那样处理模糊信息呢?其原因在于传统的数学,例如康托尔集合论(Cantor′sSet),不能描述“亦此亦彼”现象。集合是描述人脑思维对整体性客观事物的识别和分类的数学方法。康托尔集合论要求其分类必须遵从形式逻辑的排中律,论域(即所考虑的对象的全体)中的任一元素要么属于集合A,要么不属于集合A,两者必居其一,且仅居其一。这样,康托尔集合就只能描述外延分明的“分明概念”,只能表现“非此即彼”,而对于外延不分明的“模糊概念”则不能反映。这就是目前计算机不能象人脑思维那样灵活、敏捷地处理模糊信息的重要原因。为克服这一障碍,.扎德教授提出了“模糊集合论”。在此基础上,现在已形成一个模糊数学体系。模糊数学产生的直接动力,与系统科学的发展有着密切的关系。在多变量、非线性、时变的大系统中,复杂性与精确性形成了尖锐的矛盾。.扎德教授从实践中总结出这样一条互克性原理:“当系统的复杂性日趋增长时,我们作出系统特性的精确然而有意义的描述的能力将相应降低,直至达到这样一个阈值,一旦超过它,精确性和有意义性将变成两个几乎互相排斥的特性。”这就是说,复杂程度越高,有意义的精确化能力便越低。复杂性意味着因素众多,时变性大,其中某些因素及其变化是人们难以精确掌握的,而且人们又常常不可能对全部因素和过程都进行精确的考察,而只能抓住其中主要部分,忽略掉所谓的次要部分。这样,在事实上就给对系统的描述带来了模糊性。“常规数学方法的应用对于本质上是模糊系统的分析来说是不协调的,它将引起理论和实际之间的很大差距。”因此,必须寻找到一套研究和处理模糊性的数学方法。这就是模糊数学产生的历史必然性。模糊数学用精确的数学语言去描述模糊性现象,“它代表了一种与基于概率论方法处理不确定性和不精确性的传统不同的思想,……,不同于传统的新的方法论”。它能够更好地反映客观存在的模糊性现象。因此,它给描述模糊系统提供了有力的工具。.扎德教授于1975年所发表的长篇连载论著《语言变量的概念及其在近似推理中的应用》(《TheConceptofaLinguisticVariable&ItsApplicationtoApproximateReasoning》),提出了语言变量的概念并探索了它的含义。模糊语言的概念是模糊集合理论中最重要的发展之一,语言变量的概念是模糊语言理论的重要方面。语言概率及其计算、模糊逻辑及近似推理则可以当作语言变量的应用来处理。人类语言表达主客观模糊性的能力特别引人注目,或许从研究模糊语言入手就能把握住主客观的模糊性、找出处理这些模糊性的方法。有人预言,这一理论和方法将对控制理论、人工智能等作出重要贡献。模糊数学诞生至今仅有22年历史,然而它发展迅速、应用广泛。它涉及纯粹数学、应用数学、自然科学、人文科学和管理科学等方面。在图象识别、人工智能、自动控制、信息处理、经济学、心理学、社会学、生态学、语言学、管理科学、医疗诊断、哲学研究等领域中,都得到广泛应用。把模糊数学理论应用于决策研究,形成了模糊决策技术。只要经过仔细深入研究就会发现,在多数情况下,决策目标与约束条件均带有一定的模糊性,对复杂大系统的决策过程尤其是如此。在这种情况下,运用模糊决策技术,会显得更加自然,也将会获得更加良好的效果。编辑本段应用前景模糊数学是研究现实中许多界限不分明问题的一种数学工具,其基本概念之一是模糊集合。利用模糊数学和模糊逻辑,能很好地处理各种模糊问题。模式识别是计算机应用的重要领域之一。人脑能在很低的准确性下有效地处理复杂问题。如计算机使用模糊数学,便能大大提高模式识别能力,可模拟人类神经系统的活动。在工业控制领域中,应用模糊数学,可使空调器的温度控制更为合理,洗衣机可节电、节水、提高效率。在现代社会的大系统管理中,运用模糊数学的方法,有可能形成更加有效的决策。模糊数学这种相当新的数学方法和思想方法,虽有待于不断完善,但其应用前景却非常广阔。编辑本段模糊数学研究[1]模糊数学研究 是一本关注运筹学与模糊学领域最新进展的国际中文期刊,由汉斯出版社发行,主要刊登数学规划、数学统筹、模糊信息与工程、模糊管理学相关内容的学术论文和成果评述。本刊支持思想创新、学术创新,倡导科学,繁荣学术,集学术性、思想性为一体,旨在为了给世界范围内的科学家、学者、科研人员提供一个传播、分享和讨论运筹与模糊学领域内不同方向问题与发展的交流平台。运筹学研究研究领域: · 数学规划· 图论组合优化· 随机模型· 决策与对策(博弈)· 金融数学· 统筹论· 军事运筹· 计算机仿真· 数据挖掘· 统计与预测学· 模糊数学与系统· 启发式演算法· 模糊控制· 智能、软计算· 可靠性· 管理与模糊管理学· 模糊信息与工程编辑本段模糊数学在中国在美国,日本,法国等世界数学强国相继研究模糊数学,并取得一些阶段性的进展的同时,1976年中国开始注意模糊数学的研究,世界著名模糊学家考夫曼(,法国)、山泽(.法国)、营野(日本)和美籍华人等先后来华讲学,推动了我国模糊数学的高速发展,很快就拥有一支较强的研究队伍。1980年成立了中国模糊集与系统协会。1981年,创办《模糊数学》杂志,1987年,创办了《模糊系统与数学》杂志。还出版过大量的颇有价值的论著。例如:汪培庄教授所著《模糊集与随机集落影》,《模糊集合论及其应用》,张文修教授编著的《模糊数学基础》等。1988年我国汪培庄教授指导几位博士生研制成功了一台模糊推理机-----分立元件样机。它的推理速度为1500万次/秒,这表明中国在突破模糊信息处理难关方面迈出重要一步。中国科研人员在Fuzzy领域中取得了卓越成就。何新贵院士将Fuzzy方面的论文在国内外权威杂志上发表。这标志着中国研究已经达到国内外先进水平。至此,中国已成为全球四大模糊数学研究中心之一。(美国,西欧,中国,日本)2005年,是一个值得中国所有模糊研究人员和学者庆祝的一个丰收年,在这个丰收年里有两件值得庆祝的大事。一,经国际模糊系统协会(IFSA)专家评审,最终确定授予中国四川大学副校长刘应明院士“FuzzyFellow奖”。“FuzzyFellow奖”是模糊数学领域的最高奖项,专门授予得到国际公认的,在模糊数学领域做出杰出贡献的科学家。二,2005年8月20日,中国运筹会Fuzzy信息与工程分会正式成立。Fuzzy信息与工程分会成立,是隶属于全国两大数学方向的一级学会之一------中国运筹会,表明Fuzzy数学在中国已取得了应有的地位,尤其是Fuzzy数学的创始人扎德教授的出席会议,中国运筹学会理事长,中国科学院数学与系统科学研究院副院长袁亚湘教授和广州大学校长廖建设教授为学会揭牌,这给成立大会增添的极大的光彩。也极大的鼓舞了全国Fuzzy研究工作者。Fuzzy信息与工程分会的宗旨:在完善和加强Fuzzy集理论研究的同时,更侧重于Fuzzy技术的应用和Fuzzy产品的开发研究。注:1、广州大学校长为庾建设。2、中国运筹会Fuzzy信息与工程分会首任理事长为广州大学曹炳元教授。
模糊数学又称Fuzzy 数学,是研究和处理模糊性现象的一种数学理论和方法。模糊性数学发展的主流是在它的应用方面。
由于模糊性概念已经找到了模糊集的描述方式,人们运用概念进行判断、评价、推理、决策和控制的过程也可以用模糊性数学的方法来描述。例如模糊聚类分析、模糊模式识别、模糊综合评判、模糊决策与模糊预测、模糊控制、模糊信息处理等。
扩展资料
模糊数学为现代数学的基础,集合可以表现概念,把具有某种属性的东西的全体称为集合。现实生活中许多事物(或现象)的变化是过渡性的,没有明确的界限,如人长得高、矮、胖瘦等,都是模糊性的语言。
正思通感围像具有模物性的特征,为了提高分类精度,在通感图像识别中,引人模糊数学方法是很有前景的。应当指出,在目前的技术条件下,并算机自动识别方法还无法代特目视解译方法。
开放型习题是相对有明确条件和明确结论的封闭式习题而言的,是指题目的条件不完备或结论不确定的习题。 练习是数学教学重要的组成部分,恰到好处的习题,不仅能巩固知识,形成技能,而且能启发思维,培养能力。在教学过程中,除注意增加变式题、综合题外,适当设计一些开放型习题,可以培养学生思维的深刻性 和灵活性,克服学生思维的呆板性。 一、运用不定型开放题,培养学生思维的深刻性 不定型开放题,所给条件包含着答案不唯一的因素,在解题的过程中,必须利用已有的知识,结合有关条件,从不同的角度对问题作全面分析,正确判断,得出结论,从而培养学生思维的深刻性。 如:学习“真分数和假分数”时,在学生已基本掌握了真假分数的意义后,问学生:b/a是真分数,还是假分数?因a、b都不是确定的数,所以无法确定b/a是真分数还是假分数。在学生经过紧张的思考和激烈的争论后得出这样的结论:当b<a时,b/a为真分数;当b≥a时, b/a是假分数。这时教师进一步问:a、b可以是任意数吗? 这样不仅使学生对真假分数的意义有了更深刻的理解,而且使学生的逻辑思维能力得到了提高。 又如,学习分数时,学生对“分率”和“用分数表示的具体数量”往往混淆不清,以致解题时在该知识点上出现错误,教师虽反复指出它们的区别,却难以收到理想的效果。在学习分数应用题后,让学生做这样一道习题:“有两根同样长的绳子,第一根截去9/10,第二根截去9/10米,哪一根绳子剩下的部分长?”此题出示后,有的学生说:“一样长。”有的学生说:“不一定。”我让学生讨论哪种说法对,为什么?学生纷纷发表意见,经过讨论,统一认识:“因为两根绳子的长度没有确定,第一根截去的长度就无法确定,所以哪一根绳子剩下的部分长也就无法确定,必须知道绳子原来的长度,才能确定哪根绳子剩下的部分长。”这时再让学生讨论:两根绳子剩下部分的长度有几种情况?经过充分的讨论,最后得出如下结论:①当绳子的长度是1米时,第一根的9/10等于9/10米,所以两根绳子剩下的部分一样长;②当绳子的长度大于1米时,第一根绳子的 9/10大于9/10米,所以第二根绳子剩下的长;③当绳子的长度小于1米时,第一根绳子的9/10小于9/10 米 ,由于绳子的长度小于9/10米时,就无法从第二根绳子上截去9/10米,所以当绳子的长度小于1米而大于9/ 10米时,第一根绳子剩下的部分长。 这样的练习,加深了学生对“分率”和“用分数表示的具体数量”的区别的认识,巩固了分数应用题的解题方法,培养了学生思维的深刻性,提高了全面分析、解决问题的能力。 二、运用多向型开放题,培养学生思维的广阔性 多向型开放题,对同一个问题可以有多种思考方向,使学生产生纵横联想,启发学生一题多解、一题多变、一题多思,训练学生的发散思维,培养学生思维的广阔性和灵活性。 如:甲乙两队合修一条长1500米的公路,20天完成,完工时甲队比乙队多修100米,乙队每天修35米,甲队每天修多少米? 这道题从不同的角度思考,得出了不同的解法: 1、先求出乙队20天修的,根据全长和乙队20 天修的可以求出甲队20天修的,然后求甲队每天修的。 算式是(1500-35×20)÷20 2、先求出乙队20天修的,根据乙队20天修的和甲队比乙队多修100米可以求出甲队20天修的,然后求甲队 每天修的。 算式是:(35×20+100)÷20 3、可以先求出两队平均每天共修多少米, 再求甲队每天修多少米。 算式是:1500÷20-35 4、可以先求出甲队每天比乙队多修多少米, 再求甲队每天修多少米。 算式是:100÷20+35 5、假设乙队和甲队修的同样多,那么两队20天共修(1500+100)米,然后求两队每天修的,再求甲队每 天修的。 算式是:(1500+100)÷20÷2 6、假设乙队和甲队修的同样多,那么两队20天共修(1500+100)米,然后求甲队20天修的,再求甲队每 天修的。 算式是:(1500+100)÷2÷20 7、假设乙队和甲队修的同样多,那么两队20天共修(1500+100)米,也就是甲队(20×2)天修的,由此 可以求出甲队每天修的。 算式是:(1500+100)÷(20×2) 然后引导学生比较哪种方法最简便,哪种思路最简捷。 这类题,可以给学生最大的思维空间,使学生从不同的角度分析问题,探究数量间的相互关系,并能从不 同的解法中找出最简捷的方法,提高学生初步的逻辑思维能力,从而培养学生思维的广阔性和灵活性。 三、运用多余型开放题,培养学生思维品质的批判性 多余型开放题,将题目中的有用条件和无用条件混在一起,产生干扰因素,这就需要在解题时,认真分析 条件与问题的关系,充分利用有用条件,舍弃无用条件,学会排除干扰因素,提高学生的鉴别能力,从而培养 学生思维的批判性。 如:一根绳子长25米,第一次用去8米,第二次用去12米, 这根绳子比原来短了多少米? 由于受封闭式解题习惯的影响,学生往往会产生一种凡是题中出现的条件都要用上的思维定势,不对题目 进行认真分析,错误地列式为:25-8-12或25-(8+12)。 做题时引导学生画图分析,使学生明白:要求这根绳子比原来短了多少米,实际上就是求两次一共用去多 少米,这里25米是与解决问题无关的条件,正确的列式是:8+12。 通过引导分析这类题,可以防止学生滥用题中的条件,有利于培养学生思维的批判性,提高学生明辨是非 、去伪存真的鉴别能力。 四、运用隐藏型开放题,培养学生思维的缜密性 隐藏型开放题,是解题所需的某些条件隐藏在题目的背后,如不注意容易遗漏。在解题时既要考虑问题及 明确的条件,又要考虑与问题有关的隐藏着的条件。这样有利于培养学生认真细致的审题习惯和思维的缜密性 。 如:做一个长8分米、宽5分米的面袋,至少需要白布多少平方米? 解答此题时,学生往往忽视了面袋有“两层”这个隐藏的条件,错误地列式为:8×5,正确列式应为:8× 5×2。 解此类题时要引导学生认真分析题意,找出题中的隐藏条件,使学生养成认真审题的良好习惯,培养学生 思维的缜密性。 五、运用缺少型开放题,培养学生思维的灵活性 缺少型开放题,按常规解法所给条件似乎不足,但如果换个角度去思考,便可得到解决。 如:在一个面积为12平方厘米的正方形内剪一个最大的圆,所剪圆的面积是多少平方厘米? 按常规的思考方法:要求圆的面积,需先求出圆的半径,根据题意,圆的半径就是正方形边长的一半,但 根据题中所给条件,用小学的数学知识无法求出。换个角度来考虑:可以设所剪圆的半径为r, 那么正方形的 边长为2r, 正方形的面积为(2r)[2]=4r[2]=12,r[2]=3,所以圆的面积是×3=(平方厘米)。 还可以这样想:把原正方形平均分成4个小正方形, 每个小正方形的边长就是所剪圆的半径,设圆的半径 为r, 那么每个小正方形的面积为r[2],原正方形的面积为4r[2],r[2]=12÷4,所剪圆的面积是×(12 ÷4)=(平方厘米)。 通过此类题的练习,有利于培养学生思维的灵活性,提高灵活解题的能力。 解答开放型习题,由于没有现成的解题模式,解题时往往需要从多个不同角度进行思考和深索,且有些问 题的答案是不确定的,因而能激发学生丰富的想象力和强烈的好奇心,提高学生的学习兴趣,调动学生主动参 与的积极性。
生活中的数学 数学究竟是什么呢?我们说,数学是研究现实世界空间形式和数量关系的一门科学.它在现代生活和现代生产中的应用非常广泛,是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具,而生活也是缺不了数学的。 现实生活中,我们会看到用正多边形拼成的各种图案,例如,平时在家里、在商店里、在中心广场、进入宾馆、饭店等等许多地方会看到瓷砖。他们通常都是有不同的形状和颜色。其实,这里面就有数学问题。 在用瓷砖铺成的地面或墙面上,相邻的地砖或瓷砖平整地贴合在一起,整个地面或墙面没有一点空隙。这些形状的地砖或瓷砖为什么能铺满地面而不留一点空隙呢? 例如,三角形。三角形是由三条不在同一条直线上的线段首尾顺次连结组成的平面图形。我们知道,三角形的内角和是180度,外角和是360度。用6个正三角形就可以铺满地面。 再看正四边形,它可以分成2个三角形,内角和是360度,一个内角的度数是90度,外角和是360度。用4个正四边形就可以铺满地面。 正五边形呢?它可以分成3个三角形,内角和是540度,一个内角的度数是108度,外角和是360度。它不能铺满地面。 …… 由此,我们得出了。n边形,可以分成(n-2)个三角形,内角和是(n-2)*180度,一个内角的度数是(n-2)*180÷2度,外角和是360度。若(n-2)*180÷2能整除360,那么就能用它来铺满地面,若不能,则不能用其铺满地面。 瓷砖,这样一种平常的东西里都存在了这么有趣的数学奥秘,更何况生活中的其它呢? 至于文艺、体育,也无一不用到数学.我们从中央电视台的文艺大奖赛节目中看到,给一位演员计分时,往往先“去掉一个最高分”,再“去掉一个最低分”.然后就剩下的分数计算平均分,作为这位演员的得分.从统计学来说,“最高分”、“最低分”的可信度最低,因此把它们去掉.这一切都包含着数学道理. 正如华罗庚先生所说的:近100年来,数学发展突飞猛进,我们可以毫不夸张地在用:宇宙之大、粒子之微、火箭之速、化工之巧、地球之变、生物之谜、日用之繁等各个方面,用“无处不有数学”来概括数学的广泛应用.可以预见,科学越进步,应用数学的范围也就越大.一切科学研究在原则上都可以用数学来解决有关的问题. 可以断言:只有现在还不会应用数学的部门,却绝对找不到原则上不能应用数学的领域
对中学数学教学的几点思考进入新世纪以后,我们面临的问题很多,其中最关键的就是怎样使产业升级,在这方面起重要作用是人才。究竟需要什么样的人才呢,专家们指出需要以下四种素质的人才:第一,有新观念;第二,能够不断从事技术创新;第三,善于经营和开拓市场;第四、有团队精神。为此数学教学中应加强学生这四个方面能力的培养。一、在数学教学中培养学生的新观念、新思想新观念中不仅包含对事物的新认识、新思想,而且包含一个不断学习的过程。为此作为新人才就必须学会学习,只有不断地学习,获取新知识更新观念,形成新认识。在数学史上,法国大数学家笛卡尔在学生时代喜欢博览群书,认识到代数与几何割裂的弊病,他用代数方法研究几何的作图问题,指出了作图问题与求方程组的解之间的关系,通过具体问题,提出了坐标法,把几何曲线表示成代数方程,断言曲线方程的次数与坐标轴的选择无关,用方程的次数对曲线加以分类,认识到了曲线的交点与方程组的解之间的关系。主张把代数与几何相结合,把量化方法用于几何研究的新观点,从而创立解析几何学。作为数学教师在教学中不仅要教学生学会,更应教学生会学。在不等式证明的教学中,我重点教学生遇到问题怎么分析,灵活运用比较、分析、综合三种基本证法,同时引导学生用三角、复数、几何等新方法研究证明不等式。例 已知 a>=0,b>=0, 且 a+b=1, 求证 (a+2) (a+2) +(b+2) (b+2)>=25/2证明这个不等式方法较多,除基本证法外,可利用二次函数的求最值、三角代换、构造直角三角形等途径证明。若将 a+b=1(a>=0,b>=0) 作为平面直角坐标系内的线段,也能用解析几何知识求证。证法如下:在平面直角坐标系内取直线段 x+y=1,(0=<x>=1), (a+2) (a+2) +(b+2) (b+2)看作点(-2,-2)与线段x+y=1上的点(a,b)之间的距离的平方。由于点到一直线的距离是这点与该直线上任意一点之间的距离的最小值。而 d*d=( -2-2-1|)/2=25/2, 所以(a+2) (a+2) +(b+2) (b+2)>=25/2。“授之以鱼,不如授之以渔”,方法的掌握,思想的形成,才能使学生受益终生。二、在数学教学中培养学生的创新能力创新能力在数学教学中主要表现对已解决问题寻求新的解法。“学起于思,思源于疑”,学生探索知识的思维过程总是从问题开始,又在解决问题中得到发展和创新。教学过程中学生在教师创设的情境下,自己动手操作、动脑思考、动口表达,探索未知领域,寻找客观真理,成为发现者,要让学生自始至终地参与这一探索过程,发展学生创新能力。如在球的体积教学中,我利用课余时间将学生分为三组,要求第一组每人做半径为10厘米的半球;第二组每人做半径为10厘米高10厘米圆锥;第三组每人做半径为10厘米高10厘米圆柱。每组出一人又组成许多小组,各小组分别将圆锥放入圆柱中,然后用半球装满土倒入圆柱中,学生们发现它们之间的关系,半球的体积等于圆柱与圆锥体积之差。球的体积公式的推导过程,集公理化思想、转化思想、等积类比思想及割补转换方法之大成,就是这些思想方法灵活运用的完美范例。教学中再次通过展现体积问题解决的思路分析,形成系统的条理的体积公式的推导线索,把这些思想方法明确地呈现在学生的眼前。学生才能从中领悟到当初数学家的创造思维进程,激发学生的创造思维和创新能力。三、在数学教学中培养学生经营和开拓市场的能力一切数学知识都来源于现实生活中,同时,现实生活中许多问题都需要用数学知识、数学思想方法去思考解决。比如,洗衣机按什么程序运行有利节约用水;渔场主怎样经营既能获得最高产量,又能实现可持续发展;一件好的产品设计怎样营销方案才能快速得到市场认可,产生良好的经济效益。为此数学教学中应有意识地培养学生经营和开拓市场的能力。善于经营和开拓市场的能力在数学教学中主要体现为对一个数学问题或实际问题如何设计出最佳的解决方案或模型。如证明组合恒等式Cnm=Cnm-1+Cn-1m-1,一般分析是利用组合数的性质,通过一些适当的计算或化简来完成。但是可以让学生思考能否利用组合数的意义来证明。即构造一个组合模型,原式左端为m个元素中取n个的组合数。原式右端可看成是同一问题的另一种算法:把满足条件的组合分为两类,一类为不取某个元素a1,有Cnm-1种取法;一类为必取a1有Cn-1m-1种取法。由加法原理及解的唯一性,可知原式成立。又如,经营和开拓市场时,我们常常需要对市场进行一些基本的数字统计,通过建立数学模型进行分析研究来驾驭和把握市场的实例也不少。这类问题的讲解不仅能提高学生的智力和应用数学知识解决实际问题的能力,而且对提高学生的善于经营和开拓市场的能力大有益处。四、 在数学教学中培养学生团队精神团队精神就是一种相互协作、相互配合的工作精神。数学教师在教学中多设计一些学生互相配合能解决的问题,增进学生协作意识,培养他们的团队精神。如我又在讲授球的体积公式时,课前我让20名学生用厚厘米的纸板依次做半径为10、、9 …… 厘米圆柱,列出各圆柱的体积计算公式并算出结果。又让40名学生用厚厘米的纸板依次做半径为10、、 …… 、厘米圆柱,列出各圆柱的体积计算公式并算出结果。课堂上我先把球的体积公式写在黑板上,然后让学生用两根细铁丝分别将两组圆柱按大到小通过中心轴依次串连得到两个近似半球的几何体。让大家比较它们的体积与半径为10厘米的半球体积,发现第二组比第一组的体积接近于半球的体积,如果纸板厚度变小得到的几何体体积愈接近于半球的体积,帮助学生发现了球的体积公式另一证法。同时不仅向学生讲教学过程中的实验材料为什么让大家各自准备,而且有意识地让学生损坏串连到一起的几何体和各自的小圆柱。通过这些使学生认识到只有齐心协力才能达到成功的彼岸。数学教学具有不仅使学生学知,学做;而且使学生学共同生活,学共同发展的目标任务