数论论文范文
数论论文范文
数学教学绝不是简单的知识传授,教师要认识到教学过程是一个创造过程,每个教师都要研究教与学的相互作用,将教学过程视为师生共在的探索真理的过程。本文是我为大家整理的数学教研论文 范文 ,欢迎阅读!
数学教研论文范文篇一:中专数学教学的研究与思考
一、中专数学教学的现状分析
由于中专 教育 主要是面向社会为社会培养人才,因此,在实际的教学中,教师需要对学生进行实践教学,但是,在中专数学教学中,教师主要进行理论知识的教学,实践教学课非常的少,这样就导致学生虽然具备一定的数学理论知识,但是却不能很好的进行实际的应用.由此可见,中专数学理论教学与实际操作的脱节,不利于学生的长远发展.
二、进一步优化数学教学的 措施 分析
1.明确教学目标
在中专数学教学中,教师应该明确教学的目标.教师进行数学教学的主要目的就是通过对学生进行系统的数学教育,使学生具有一定的数学能力,使学生通过数学的学习,能够解决生活中的实际问题,提高学生的生活能力.另外,在生活中,很多生活中的问题都需要数学知识进行解决,因此,教师对学生进行数学的教学,主要就是为了更好的培养学生的生活能力,促进学生的不断发展[2].例如,在进行函数教学的时候,教师在课堂教学的开始,就应该告知学生学习函数能够解决生活中的哪些问题,函数在生活中用途非常的广泛,函数能够解决纳税问题,票价问题,销售利润问题等.
2.更新教材内容
随着社会经济的发展和科学技术的不断进步,数学知识也在不断的发展,很多前沿的知识学生在中专数学课堂的学习中无法学到,由于中专教材不是一年一更新,需要五年到十年左右更新一次[3].因此,很多前沿的知识无法在教材上体现,因此,教师应该不断的对教材内容进行更新,将最先进的数学知识加入到教材中去,使学生能够学习到最前沿的知识,促进学生的不断发展和进步.
3.提高教师教学水平
在中专数学教学中,应该不断的提高教师的教学水平,不断的加强师资队伍建设,中专学校应该拥有一批专业知识过硬,专业技能扎实,教学水平高,具有创新精神的数学教师,教师在教学中能够及时的发现教学中不适于学生发展的因素,并且通过创新,提出合理化的建议,不断的促进学生学习上的进步.另外,中专数学教师还应该多参加培训和学习,提高自身的专业素质,为学生的学习提供最好的师资保证.
4.教学中注重激发学生的学习兴趣
教师只有在教学中不断的激发学生的学习兴趣,才能够收到最好的教学效果.传统的 教学 方法 主要就是教师在课堂上对学生进行提问,学生通过思考完成教师的提问,在这个过程中,由于学生无法提起学习的兴趣,在课堂上的暂时性记忆也随着时间淡忘,无法收到满意的教学效果,课堂教学效率不高,学生的学习水平也无法全面的提高.因此,教师应该采取相应的教学策略,激发学生的学习兴趣,使学生能够主动去学习,爱上学习,进而收获知识.在数学教学课堂上,教师可以从学生的兴趣出发,在列举教学案例的时候,教师可以列举一些学生感兴趣的教学案例,激发起学生学习的积极性,提高学生的课堂效率,促进学生学习上的进步.例如,在进行函数教学的时候,由于函数及其图象在高中数学中占有很重要的位置.如何突破这个既重要又抽象的内容,其实质就是将抽象的符号语言与直观的图象语言有机的结合起来,通过具有一定思考价值的问题,激发学生的求知欲望――持久的好奇心.因此,教师在教学中,学生在课堂活动中通过同伴合作、自主探究培养学生积极主动、勇于探索的学习方式.并且在教学过程中努力做到生生对话、师生对话,在对话之后重视体会、 总结 、 反思 ,力图在培养和发展学生数学素养的同时让学生掌握一些学习、研究数学的方法,并且不断的激发学生的学习兴趣.总之,在教学中,教师应该树立正确的教学目标,掌握有效的教学方法,并且在教学中注意运用多种教学策略,才能够不断的提高学生的学习水平,培养学生的学习能力,促进学生的全面进步.
作者:张丽 工作单位:南京市玄武中等专业学校
数学教研论文范文篇二:高校数学信息技术整合方法研究
一、高校数学教学中使用多媒体的优势
有利于促使高校数学课堂教学实现因材施教。多媒体辅助高校数学教学过程中所使用的课件与传统教学中所使用的板书有本质的区别,在高校数学教学中以板书为核心的教学需要学生花费很大的精力做笔记,而多媒体辅助高校数学教学中的课件通过下载就能够查阅和利用,并且不会出现传统教学中因为笔记不全而难以顺利巩固和复习知识的情况。在此过程中,教师也可以根据实际的教学效果对课件进行进一步的合理化与完善化并提供给学生,学生可以完全摆脱课程设置的限制并按照自身数学实际水平找出学习侧重点并自主安排学习进度,所以多媒体辅助高校数学教学与传统高校数学教学相比具有更强的教学针对性,对落实因材施教的教学理念具有重要的意义。
二、现代教育技术与高校数学教学整合的方法
与传统的高校数学课堂教学相比,多媒体辅助高校数学教学拥有很大的优势,但是如果在高校数学课堂教学中不能对多媒体进行合理利用,则容易产生事倍功半的效果,所以在多媒体辅助高校数学教学的优化过程中,教师要处理好多媒体辅助高校数学教学中的几种关系,从而在正确利用多媒体技术开展高校数学教学的基础上最大限度地发挥多媒体技术对高校数学教学质量提高所具有的推动作用。
1.确保教学手段与教学目的关系的协调。新课程理念下的高校数学教学的目的在于通过高校数学教育使学生具备良好的人文素质、创新精神、科学素养、思维能力等,所以多媒体辅助高校数学教学活动的目的在于通过对多媒体辅助教学技术的利用,使学生的智力以及思维能力得到良好的发展并实现高校数学教学的目标。在此目的的指导下,教师必须在多媒体辅助高校数学教学的过程中,以新课程教学目标为核心开展教学过程。而在实际教学中,一些教师由于不能做到合理使用多媒体教学技术而导致了事倍功半的效果,针对这一问题,教师首先要突出教学目的在教学过程中的主线作用,让多媒体辅助教学技术为教学目标的实现服务,如果二者存在冲突则应当舍弃这种教学手段;其次教师要以教学和学生的需求为依据对多媒体的表现手段做合理选择。如多媒体的表现手段包括声音、动画等,在高校数学教学中需要有针对性地选取高效率的表现手段,这里所说的针对性包括教学内容的针对性以及教学目标的针对性。
2.确保多媒体演示与教师讲授关系的协调。在高校数学课堂教学中,多媒体辅助教学有明显的优势,它能够提高学生自主学习、合作学习、探究性学习等方面的能力,同时也有利于课堂情境的塑造。但是在高校数学课堂教学过程中,师生之间的互动以及学生与学生之间的互动是不能舍弃的,所以有必要将多媒体演示和教师讲授良好地结合起来,让多媒体辅助教学技术发挥辅助教师授课的作用。在现代的教学理论中,高校数学教师被认为是高校数学教学活动中的主导,学生是高校数学教学活动中的主体,而多媒体是高校数学教学活动中的辅助工具,其中教师本身主导地位不容忽视的原因主要体现在两个方面:一是高校数学教学活动开展的过程也是学生与教师交流的过程,通过这种交流,教师可以向学生传授高校数学知识,也可以利用自身人格魅力影响学生以提高学生的综合素质,尤其是道德品质素质,教师的这一作用是多媒体教学技术不可取代的;二是多媒体辅助高校数学教学活动的开展依赖教师的操作,无论是可见设计,还是教学演示,都需要教师进行,所以教师的主导地位实质上没有变化。
3.确保情感交流与知识传授关系的协调。在高校数学课堂教学中,学生和教师的交流是双向的互动关系,这个过程既是传授知识和反馈信息的过程,也是情感交流的过程,而教师、学生与多媒体之间是单向的没有情感的交流,所以人际之间的交流是无法发挥与师生交流同等作用的。这就要求在多媒体辅助高校数学教学中教师首先要控制多媒体辅助教学技术的使用时间,从而突出教师在知识传授中的主导地位;其次要选择合理的多媒体辅助教学技术使用的时机和方式,从而突出学生在整个教学过程中的主体地位;最后教师要善于利用自身的激情调动学生学习的热情,通过充满情感的体态和话语将自己的情感体验传达给学生,在关注学生情绪变化的基础上对学生在体验教学内容中的情感和思想进行合理地引导。
作者:朱彦生 工作单位:吉林农业工程职业技术学院
数学教研论文范文篇三:高等数学教学现状探讨
1高等数学教学中渗透数学史的提出
数学史研究的任务在于,弄清数学发展过程中的基本史实,再现其本来面貌,同时透过这些历史现象对数学成就、理论体系与发展模式作出科学、合理的解释、说明与评价,进而探究数学科学发展的规律与 文化 本质。作为数学史研究的基本方法与手段,常有历史考证、数理分析、比较研究等方法。
1.1高等数学教学中渗透数学史的提出背景
数学史主要是对数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展进行研究,并且与社会政治、经济和一般文化相联系的一门科学。数学史首先对于揭示数学知识的现实来源和应用有一定的意义;其次,对于引导学生体会真正的数学思维过程,激发学生对数学的兴趣,培养探索精神有一定的意义;最后,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位与影响,进而揭示其人文价值也有重要意义。对于高等数学教师来说,在教学过程中渗透数学史的内容,是一种极有意义的方法。数学史有很强的教育功能,将数学史融入高等数学的教学过程是必然的趋势。
1.2高等数学教学中渗透数学史的存在意义
1.2.1渗透数学史的科学意义
数学史既有其历史性又有其现实性。其现实性首先表现在科学概念与方法的延续性方面,今日的科学研究在某种程度上是对历史上科学传统的深化与发展,因此我们无法割裂科学现实与科学史之间的联系。诸如费尔马猜想、哥德巴赫猜想等历史上的难题,长期以来一直是现代数论领域中的研究 热点 ,比如古代文明中形成的十进位值制记数法和四则运算法则,我们今天仍在使用。总之,数学传统与数学史材料可以在现实的数学研究中获得发展。
1.2.2数学史的文化意义
美国数学史家M.克莱因曾经说过:“一个时代的总的特征在很大程度上与这个时代的数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显。”[1]毫不夸张地说,数学史可以从一个侧面反映人类的文化史。许多历史学家通过数学这面镜子,了解古代其他主要文化的特征与价值取向。例如,罗马数学史告诉我们,罗马文化是外来的,罗马人缺乏独创精神而注重实用。而古希腊数学家则强调严密的推理并由此得出的结论,这就十分容易理解,古希腊具有很难为后世超越的优美文学、极端理性化的哲学[2]。
1.2.3数学史的教育意义
了解数学史的人,自然会有这样的感觉:数学发展的实际情况与我们今日所学的数学书不是很一致。我们今日中学所学的数学内容基本上属于17世纪微积分学以前的初等数学知识,而大学数学学习的大部分内容则是17—18世纪的高等数学。这些数学课本已经过千锤百炼,它们是将历史上的数学材料按照一定的逻辑结构和学习要求加以取舍编纂的知识体系,这样就必然舍弃了许多数学概念和方法形成的实际背景、演化历程以及导致其发展的各种因素,因此仅凭数学教材的学习,难以获得数学的原貌和全景,而弥补这方面不足的最好途径就是进行数学史的学习。
2高等数学教学中渗透数学史的几点做法
2.1通过数学史的渗透加深学生对数学的理解
数学史的渗入可以丰富我们的教学内容,为学生提供新的学习途径。因为历史上的问题是真实的,因而更有趣;历史知识的介绍一般都非常自然,它或者揭示了实质性的数学思想方法,或者直接提供了相应数学内容的现实背景,这对于学生理解数学内容和方法都是重要的,所以在教学上要有所创新。在教学中,适时结合数学史内容进行教学,可以帮助学生了解数学知识是怎样形成的,可以极大地调动学生学习数学的积极性,有的同学甚至自己去找数学家的 故事 书看;有的同学通过对数学史的了解,不仅更好地理解了数学知识,而且转变了学习数学的态度,对问题的探讨由不耐烦到独立解决,喜欢对问题追根究底。
2.2通过数学史的渗透培养学生正确的数学 思维方式
首先,将数学家们获得重大发现的思想活动的历史记录以及经历的百感交集的体验引入课堂,是培养学生思维能力的最好教材;其次,还可以结合历史环境介绍一些数学史中的反例,让学生了解数学的发展并不是一帆风顺的,历史上任何一项数学成果的取得都是经历了重重曲折的;介绍数学的发展史,让学生了解数学家的思维方式,以此影响自己的思维方式。
2.3通过数学史的渗透激发学生学习数学的兴趣
高等数学以其抽象的内容、广泛的应用、严谨的结构、连续的发展而别于其他学科;实际教学中,学生在学习高等数学时只注重字母、公式的记忆,对概念、定理的产生缺乏正确的认识,知识死记硬背,因而,乏味、枯燥、难理解成为学生对数学这门学科的印象,看不到活的数学,更不用说对这门学科产生浓厚的兴趣了,再加上学习过程中随着对理解和接受数学知识要求的不断提高,从而也加大了学生学习高数的难度,学习兴趣不可避免会受到影响,学习效果当然会大打折扣。如果教师在教学过程中能够把抽象的概念同具体的 历史故事 、数学人物有机结合起来,适时地穿插一些学生感兴趣又有知识性的历史事件或名人故事,充分调节课堂气氛、诱发学生学习兴致,增强数学的吸引力,就可以使枯燥的教学变得生动,消除学生对数学的恐惧感,从而有助于提高学生学习的兴趣和积极性。
2.4通过数学史的渗透使学生以史为鉴
目前,德育教育不仅是政治、语文、历史学科的事了,数学史内容的加入使数学具有更强大的德育教育功能,通过介绍数学史让学生们以史为鉴。首先,通过数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的教材既有国外的数学成就,也有我国在数学史上的贡献,比如数学书中有:刘徽的“割圆术”、鸡兔同笼问题、秦九韶算法、更相减损之术等数学问题,还有我国的祖冲之、祖暅、秦九韶等一批优秀的数学家[3],还有很多具有世界影响力的数学成就,在我国很多问题的研究甚至比国外早很多年。在课程的要求下,除了增强学生的民族自豪感外,还可以培养学生的“国际意识”,了解更多的世界名家,就是让学生认识到爱国主义不是“以己之长,说人之短”,而是全人类互相借鉴、互 相学 习、共同提高。其次,通过介绍著名数学家的成长史和研究史,让学生学习数学家的优秀品质。数学家们的精神令人钦佩,他们坚持真理、不畏权威、努力追求的精神,很多人甚至付出毕生的精力。数学家的可贵精神对那些在平时学习中遇到稍微烦琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,是一个很好的榜样,对他们养成良好的数学品质有积极的作用。
3对高等数学教学过程中渗透数学史的启示
因为在高等数学中渗透数学史,有如此重大的意义,所以要求教师应加强数学史的学习与研究。然而,经研究发现大部分教师的实践效果并不是很好,原因并不是教师们不接受新的教育理念,也不是不愿意承认数学史的融入、落实文化渗透的理念,而是由于数学史的知识匮乏导致理念难以落实,因此数学教师应注意多方学习数学史知识,多方研究数学史。在数学史融入高等数学教学的行动研究中,发现对数学史的学习研究可以分为以下三个层次:了解性学习、掌握性学习、研究性学习。第一层次要求知道数学史的发展概况,了解起过重要作用的数学家,影响深远的数学思想、方法等。第二层次可以从数学史中适当提取相关内容,用于数学研究、教学、学习之中。第三个层次以文献资料为线索,研究不同时期的数学发展,数学家活动,数学思想、方法的进展等,并对数学的发展趋势提出预见性分析。
4结束语
总而言之,数学史在中学数学教学中的作用是非常重要的。因此我们需要把数学史融入高等数学教学中,并将文化理念落实于课堂教学。所以要把数学史融入课堂教学看成一种教学现象,用行动研究的理论来研究这种教育现象。在研究的过程中,要坚持学习行动研究的理论,并用行动研究的理论指导对数学史融入课堂教学的实践,在实践的过程,积累大量的问题,通过这些问题的解决,促进对行动研究理论的重新认识,提高对教育理论的应用。
作者:刘菊芬 吴芳 工作单位:铜仁学院教育科学系
小学数学论文范文1200字左右
数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科.透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生.数学家们拓展这些概念,为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的真理.
数学,作为人类思维的表达形式,反映了人们积极进取的意志、缜密周详的推理及对完美境界的追求.它的基本要素是:逻辑和直观、分析和推理、共性和个性.虽然不同的传统学派可以强调不同的侧面,然而正是这些互相对立的力量的相互作用,以及它们综合起来的努力,才构成了数学科学的生命力、可用性和它的崇高价值.
数学主要的学科首要产生于商业上计算的需要、了解数字间的关系、测量土地及预测天文事件.这四种需要大致地与数量、结构、空间及变化(即算术、代数、几何及分析)等数学上广泛的子领域相关连著.除了上述主要的关注之外,亦有用来探索由数学核心至其他领域上之间的连结的子领域:至逻辑、至 *** 论(基础)、至不同科学的经验上的数学(应用数学)、及较近代的至不确定性的严格学习
数量的学习起于数,一开始为熟悉的自然数及整数与被描述在算术内的自然数及整数的算术运算.整数更深的性质被研究于数论中,此一理论包括了如费马最后定理之著名的结果.当数系更进一步发展时,整数被承认为有理数的子集,而有理数则包含于实数中,连续的数量即是以实数来表示的.实数则可以被进一步广义化成复数.数的进一步广义化可以持续至包含四元数及八元数.自然数的考虑亦可导致超限数,它公式化了计数至无限的这一概念.另一个研究的领域为其大小,这个导致了基数和之后对无限的另外一种概念:阿列夫数,它允许无限 *** 之间的大小可以做有意义的比较.
数学逻辑专注在将数学置于一坚固的公理架构上,并研究此一架构的成果.就其本身而言,其为哥德尔第二不完备定理的产地,而这或许是逻辑中最广为流传的成果-总存在一不能被证明的真实定理.现代逻辑被分成递归论、模型论和证明论,且和理论计算机科学有着密切的关连性.
我要小学数学论文一篇100~200
小学数学论文范文|新课标下小学数学与生活的接轨
新的一轮课程改革,进一步促使数学生活化,数学与生活进一步接轨是指从学生的已有经验出发,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用过程。数学源于生活,生活中又充满着数学。因此,数学教学内容应力求从学生熟悉的生活情境出发设计数学问题,让学生真正体验数学与生活的关系,从而实现“人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学”。为此,教师要经常引导学生提供他们所熟悉的经验,充分利用学生现有的知识经验和他们所熟悉的事物组织教学,把学生的生活经验课堂化,将抽象的数学转化为有趣、生动、易于理解的事物,贴近生活,这就要求小学数学教学要与生活进一步接轨。
一、数学情境与生活接轨
教师将学生熟悉的生活情境和感兴趣的问题作为数学活动的切入点,能让学生感到数学来自于生活,生活中处处有数学,增强学习的好奇和兴趣,从而进入一个良好的学习状态。在日常教学中,用学生熟悉的生活经验作教学实例,利用学生已有的生活经验学习数学知识。
如:在教学《分桃子》一课时,我创设情境:先要求每个学生拿出9个桃子放在盘子里,每盘放的个数一样多,有几种放法,可以放几盘?当学生操作完之后,从中选择五种:(1)每盘放3个,9÷3=3(盘);(2)每盘放9个,9÷9=1(盘);(3)每盘放2个,9÷2=4(盘),多1个;(4)每盘放4个,9÷4=2(盘)多1个;(5)每盘放5个,9÷5=1(盘)多4个。接下来引导学生观察上面五个除法式子,并提问:可分成几种情况;学生于是很快的观察到:一类正好分完,另一类分完后还有剩余的。于是老师再画龙点睛地指出,正好分完的除法和除法算式,这是我们以前学过的;分了以后还剩余的算式,我们就把它叫做“有余数的除法”,这样创设生活情景,可以使课堂教学更接近现实生活,使学生身临其境,轻松的接受新知识。
二、数学理解与生活接轨
生活是数学的源泉,生活中更是充满着数学问题。善于捕捉生活现象,沟通数学知识与生活实际的联系,把生活中的问题逐步抽象成为数学问题,是激发学生学习兴趣,并使之产生学习需要的有效方法。新的课程标准更多地强调学生用数学的眼光从生活中捕捉数学问题,探索数学规律,主动地运用数学知识分析生活现象,自主地解决生活中的实际问题。在教学中我们要善于从学生的生活中抽象数学问题,从学生的已有生活经验出发,设计学生感兴趣的生活素材以丰富多彩的形式展现给学生,使学生感受到数学与生活的联系——数学无处不在,生活处处有数学。
如:在教学两位数乘法后,安排这样一个数学问题,学校组织师生去公园游玩。老师28人,小朋友150人。公园门口写着:门票成人每人30元,学生每人15元,团体30人以上每人20人。请同学们设计一种你认为最好的购票方案。对这个问题,不同的学生有不同的设计方案:
1、全买团体票:(28+150)×20=3560元
2、不买团体票:28×30+150×15=3090元
3、一部分买团体票,一部分不买:(28+2)×20+(150-2)×15=2820元
通过不同的方案的比较,培养学生应用数学知识理财的意识。
三、日常生活“数学化”
孩子们的知识应该是在对话中形成,在交流中重组,在共享中倍增。在今天的“课堂超市”环节中,这一切体现得淋漓尽致。如:我先出示了文具价目表:篮球95元/个,排球50元/个,之后出示了一个数学问题,“买4个排球和6个篮球共要多少钱?”。这样的数学问题,没有用新教材的学生一般的解题思路只有这一种“95×6+50×4”,可是使用了新教材的孩子们却出现了多种解决方法:(1)95×6+50×4;(2)(95+50)×4+95×2;(3)(95+50)×6-50×2
通过“课堂超市”展示,使我们的数学走进了生活,使我们的孩子们体验到了解决问题策略的多样性,促使了孩子的思维开放性,培养了他们的实践能力和创新能力。
总而言之,引导学生捕捉生活现象,发现数学问题,将数学教学与生活接轨,让学生从生活中寻找数学素材,感受生活中处处有数学,数学处处有美感,缩短数学与生活的距离,扩大了学生的认知视野,拓展了学生的思维空间,既满足了学习和理解数学知识的需要,又体会了数学的价值,培养了数学兴趣,何乐而不为呢?为了使数学更接近生活,让数学教学充满生活气息和时代色彩,真正调动起学生学习数学的积极性,培养他们的自主创新能力和解决问题的能力是刻不容缓的教育使命。
标准的数学论文的格式是什么?顺便再给几个例文
楼上说的似乎都太小儿科了,楼主想必是要发表的那种,当然要正式一点.
这里的一篇是偏向交作业的
下面一个是正式发表的双语版本
张彧典人工证明四色猜想 山西盂县党校数学高级讲师
用25年业余时间研究四色猜想的人工证明。在借鉴肯普链法和郝伍德范例正反两方面做法的基础上,独创了郝——张染色程序和色链的数量组合、位置(相交)组合理论,确立了仅包含九大构形的不可免集合,从而弥补了肯普证明中的漏洞。现贴出全文(中——英文对照)及参考文献的英译汉全文。欢迎各位同仁批评指正。
最后特别感谢英国兰开斯特大学、兰州交大张忠辅、清华大学林翠琴、上海师大吴望名四位教授的无私帮助。
附:论文
用“H·Z—CP“求解赫伍德构形
张彧典 (山西省盂县县委党校 045100)
摘要:本文根据色链的数量和位置组合理论,用赫伍德染色程序(简称H—CP)和张彧典染色程序(简称Z—CP)找到一个赫伍德构形的不可避免集。
关键词:H—CP Z—CP H·Z—CP
《已知的赫伍德范例》〔1〕对求解赫伍德构形有两大贡献。其一,提供了H—CP,使我们用它找到了赫伍德染色非周期转化的赫伍德构形组合;其二,范例2提供了赫伍德染色周期转化的赫伍德构形,使我们发现了Z—CP,解决了这种构形的正确染色。
为下面讨论方便,先给出〔1〕文中赫伍德构形的最简单模型。
如图1所示:
四色用A、B、C、D表示,待染色区V用小圆表示,其五个邻点染色用A1、B1、B2、C1、D1表示,形成的五边形区域叫双B夹A型中心区。中心区外有A1—C1链、A1—D1链(因它们的首尾分别被V连成环,故叫环,以便与开放链区分),其中还有B1—D2链、B2—C2链,A1、A2被C2—D2链隔开。其余赫伍德构形类同。
在我们所设的模型中,再添加一些不同的色链后就构成许多不同的标准三角剖分图(记为G′)。当借助H—CP对它们求解时发现,其中色链的不同数量组合和相交组合直接影响解法上的差异。
现在具体确立赫伍德构形的不可避免集。
在后面图解中,画小横线者表示环,画粗线者表示两点以上染色互换的链,B(D)等表示一个点的染色互换。
如图2: 设图1中有B1-A2链、D1-C2链(也可以是B2-A2链)存在时。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成新的A—D环(生不成情形归于下一种构形),再作A—D环外的C、B互换,可给V染C色。
如图3:设图1中有C1-D2链、D1-C2链存在时。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成新的A—C环(生不成情形归于下一种构形);再作A—C环内的B、D互换,可给V染B色。
如图4:设图1中有C1-D2链、B2-A2链存在时。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成B—D环;作B—D环内的A、C互换,生成新的B—C环(生不成情形归于下一种构形);再作B—C环内的D、A互换,可给V染D色。
如图5:设图4中B1-D2链与A1-D1环相交,这时有B1-A3、C1-A3生成。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成B—D环;作B—D环内的A、C互换,生成A—D环;作A—D环外的C、B互换,生成新的B—D环(生不成情形归于下一种构形);再作B—D环外的A、C互换,可给V染A色。
如图6:设图5中C1-D2链与A1-C1环相交,为简单起见,将C1-D2链在A1-C1环外的D色点均改染B色,见图中B(带圈子的)。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成B—D环;作B—D环内的A、C互换,生成A—D环;作A—D环外的C、B互换,生成A—C环;作A—C环外的B、D互换,生成新的A—D环(生不成情形归于下一种构形);再作A—D环内的C、B互换,可给V染C色。
如图7:设图6中B1-D2链再与B1-A3链相交,为简单起见,将B1-A3链在B1-D2链内侧的A色点均改染C色,见图中C(带圈子的)。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成B—D环;作B—D环内的A、C互换,生成A—D环;作A—D环外的C、B互换,生成A—C环;作A—C环外的B、D互换,生成B—C环;作B—C环内的D、A互换生成新的A—C环(生不成情形归于下一种构形);再作A—C环内的B、D互换,可给V染B色。
如图8:设图7中有B1-D2链与C1-D2链在A1-C1环内相交。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成B—D环;作B—D环内的A、C互换,生成A—D环;作A—D环外的C、B互换,生成A—C环;作A—C环外的B、D互换,生成B—C环;作B—C环内的D、A互换生成B—D环;作B—D环外的A、C互换,生成新的B—C环(生不成情形归于下一种构形);再作B—C环内的D、A互换,可给V染D色。
图9:设图8中有B2-A2链与A1-D1环相交。
其解法是:在A1—C1环内作B、D互换,生成B—C环;作B—C环外的D、A互换,生成B—D环;作B—D环内的A、C互换,生成A—D环;作A—D环外的C、B互换,生成A—C环;作A—C环外的B、D互换,生成B—C环;作B—C环内的D、A互换生成B—D环;作B—D环外的A、C互换,生成A—D环;作A—D环内的C、B互换,生成新的B—D环;(生不成情形归于下一种构形)再作B—D环内的A、C互换,可给V染A色。
如图10:这是一个十折对称的赫伍德构形。即在图3中,按图6的相交组合方式设C1—D2链与A1—C1环相交,D1—C2链与A1—D1环相交,C1—D2链在A1—C1环外的D色点与D1—C2链在A1—D1环外的C色点均改染B色,见图中B(带圈子的)。;再设改染成的C—B链、D—B链对称相交。这个赫伍德构形就是〔1〕文中范例2的拓扑变换形式。
对于图10如果沿用图2—9的求解方法,就会产生四个周期转化的赫伍德构形,无法得解。但是,四个连续转化的赫伍德构形有一个共同的染色特征,即都包含A—B环,于是产生了如下特殊的Z—CP:
若已知的是第一(或三)图时,先作A—B环外的C,D互换,生成新的A—C,A—D(或B—C、B—D)环,再作B(D)、B(C)[或A(D)、A(C)]互换,使五边形五个顶点染色数减少到3。解如图10(1)和图10(3)。
若已知的是第二(或四)图时,先作A—B环外的C,D互换,生成了新的B—C(或A—D)链,再作B—C(或A—D)链一侧的A(D)[或A(C)〕互换,使五边形五个顶点染色数减少到3。解如图10(2)和10(4)。
下面从理论上证明图2—10组成的不可避免集的完备性。
在已四染色的G’中,由A、B、C、D四色中任意二色组成的不同色链共C42(=6) 种。反映在赫伍德构形中,有始点终点均在中心区且相交的A1-C1环、A1-D1环,还有始点在中心区,终点在A1-C1、A1-D1二环交集区域边缘上的B1-D2、B1-A2(B2-A2)、B2-C2、C1-D2(D1-C2)四种链。这四种链在赫伍德构形中的不同数量组合共四组:
B1-A2、B1-D2、B2-C2、B2-A2
B1-A2、B1-D2、B2-C2、D1-C2
C1-D2、B1-D2、B2-C2、B2-A2
C1-D2、B1-D2、B2-C2、D1-C2
而六种色链中任意两种色链的不同位置组合共C62(=15)组。其中有三组不可相交组合:
A-B与C-D、A-C与B-D、A-D与B-C;
还有12组可相交组合:
A-B与A-C、A-D、B-C、B-D;
A-C与A-D、B-C、C-D ;
A-D与B-D、C-D;
B-C与B-D、C-D;
B-D与C-D。
我们把上述六种色链的不同数量组合(4组)及不同位置组合(12组可相交的)作为两大变量,一共可得到16种不同组合的赫伍德构形;然后在“结构最简”和“解法相同”的约束条件下逐一检验,具体归纳为:图2——4体现四种不同数量组合,其中图2体现前两种组合;图5——9体现依次增多的相交组合,其中图9已包含了12种相交组合;图10体现特殊的数量组合和相交组合。
到此,我们用“H·Z—CP”成功地解决了赫伍德构形的正确染色,从而弥补了肯普证明中的漏洞。
参考文献:
〔1〕、Holroyd,F.C.and Miller,R.G..The example that heawood shold have given Quart J Math.(1992). 43 (2),67-71
附英文版
Using H·Z-CP Solves Heawood Configuration
Zhang Yu-dian
Yu Xian Party School, Yu Xian 045100, Shanxi, China
Abstract: In this text, One Heawood configuration’s inevitable sets is found by using Heawoods-clouring procedure (abbreviated as H-CP) and Zhang Yu-dian clouring procedure (abbreviated as Z-CP), based on quantity and poison combination theory of coloring chain. And, one new procedure is found, which is named as H·Z-CP.
Key words: H-CP Z-CP H·Z-CP
Introduce
Thesis [1] made two main contributions to solving Heawood configuration. One is H-CP, by using it Heawood-coloring aperiodic transform’s Heawood configuration sets was found. The other one, in example II[1], provided Heawood-coloring periodic transform’s Heawood configuration. With it, Z-CP was found, and solved correct coloring for this configuration.
For the convenience of discuss, the simplest Heawood configuration model is given in [1] as follows.
As shown in Fig. 1, A, B,C ,D denote four colors, one roundlet denotes section V to be dyed, A1, B1, B2,C1 ,D1, denote five adjacent points border upon V, the pentagon area that forms is defined as pairs of B & A embedded area. Outside of V is A1-C1 chain and A1-D1 chain (because the head and trail is looped by V separately, so called loop, in order to distinguish with others). And there are B1-D2 chain and B 2-C2 chain also. A1, A2 is separated by C2-D2 chain. The other Heawood configuration is similar.
In this model, if add another coloring chain, many distinct normal triangle section map is formed(is G′). When to find the solution of map, it is found that distinct quantity combination and intersectant combination have effect on solution’s difference.
As follows, the detailed Heawood configuration’s inevitable sets is given.
Result
It is defined in latter figure as: a small transverse thread denotes a loop, a thick thread denotes a chain in which two or more coloring changed. B(D) etc. denotes that one point’s coloring is changed.
As shown in Fig. 2, if there are B1-A2 chain and D1-C2 chain in Fig. 1(can also be B2-A2 chain):
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new A-D loop is formed (if it can’t be formed, belongs to another configuration). Then, C and B outside A-D loop is interchanged, and then V can be dyed with C color.
As shown in Fig. 3, if there are C1-D2 chain and D1-C2 chain in Fig. 1:
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new A-C loop is formed (if it can’t be formed, belongs to another configuration). Then, in A-C loop, B and D is interchanged, and then V can be dyed with B color.
As shown in Fig.4, if there are C1-D2 chain and B2-A2 chain in Fig. 1:
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new B-D loop is formed , in B-D loop, A and C is interchanged, a new B-C loop is formed, (if it can't be formed, belongs to another configuration). Then, in B-C loop, D and A is interchanged, and then V can be dyed with D color.
As shown in Fig.5, if B1-D2 chain and A1-D1 loop is intersectant in Fig. 4, new B1-A 3 loop and C1-A 3 loop are formed.
Its solution is:in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new B-D loop is formed, in B-D loop, A and C is interchanged, a new A-D loop is formed, C and B outside A-D loop is interchanged, a new B-D loop is formed, (if it can't be formed, belongs to another configuration). Then, A and C outside B-D loop is interchanged, and then V can be dyed with A color.
As shown in Fig.6, if C1-D2 chain and A1-C1 loop is intersectant in Fig. 5, for simplicity, D can be dyed with B color in C1-D2 chain outside A1-C1 loop. See ○B in Fig.6.
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new B-D loop is formed, in B-D loop, A and C is interchanged, a new A-D loop is formed, C and B outside A-D loop is interchanged, a new A-C loop is formed, B and D outside A-C loop is interchanged, a new A-D loop is formed, (if it can't be formed, belongs to another configuration). Then, in A-D loop, C and B is interchanged, and then V can be dyed with C color.
As shown in Fig.7, if B1-D2 chain and B1-A3 loop is intersectant in Fig. 6, for simplicity, A can be dyed with C color in B1-A3 chain inside B1-D2 chain. See ○C in Fig. 7.
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new B-D loop is formed, in B-D loop, A and C is interchanged, a new A-D loop is formed, C and B outside A-D loop is interchanged, a new A-C loop is formed, B and D outside A-C loop is interchanged, a new B-C loop is formed, in B-C loop, D and A is interchanged, a new A-C loop is formed, (if it can't be formed, belongs to another configuration). Then, in A-C loop, B and D is interchanged, and then V can be dyed with B color.
As shown in Fig.8, if B1-D2 chain and C1-D2 chain is intersectant inside A1-C1 loop in Fig. 7.
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new B-D loop is formed, in B-D loop, A and C is interchanged, a new A-D loop is formed, C and B outside A-D loop is interchanged, a new A-C loop is formed, B and D outside A-C loop is interchanged, a new B-C loop is formed, in B-C loop, D and A is interchanged, a new B-D loop is formed, A and C outside B-D loop is interchanged, a new B-C loop is formed, (if it can't be formed, belongs to another configuration). Then, in B-C loop, D and A is interchanged, and then V can be dyed with D color.
As shown in Fig.8, if B2-A2 chain and A1-D2 loop is intersectant in Fig. 8.
Its solution is: in A1-C1 loop, B and D is interchanged, a new B-C loop is formed, D and A outside B-C loop is interchanged, a new B-D loop is formed, in B-D loop, A and C is interchanged, a new A-D loop is formed, C and B outside A-D loop is interchanged, a new A-C loop is formed, B and D outside A-C loop is interchanged, a new B-C loop is formed, in B-C loop, D and A is interchanged, a new B-D loop is formed, A and C outside B-D loop is interchanged, a new A-D loop is formed, in A-D loop, C and B is interchanged, a new B-D loop is formed, (if it can't be formed, belongs to another configuration). Then, in B-D loop, A and C is interchanged, and then V can be dyed with A color.
In Fig. 10, it is a ten-fold symmetrical Heawood configuration. Namely in Fig. 3, according intersectant combination method in Fig. 6,if C1-D2 chain and A1-C1 loop intersects, D1-C2 chain and A1-D1 loop intersects, D color point at C1-D2 chain outside A1-C1 loop and C color point at D1-C2 chain outside A1-D1 loop are both exchanged with B coloring, see ○B in Fig. 10. And then presume the exchanged C-B chain and D-B chain are symmetrically intersectant. This Heawood configuration is the topology transform form in example II [1].
For Fig. 10, if using the solution way in Fig. 9, 4 periodic transform’s Heawood configurations will come into being, and will be no result. But there is a common coloring character for the 4 sequence transform Heawood configurations, namely, they all contain A-B loop. And then, as follows Z-CP comes into being.
If Fig. 10(1) or 10(3) is known, firstly, C and D outside A-B loop interchanged, the new A-C loop and A-D loop(or B-C loop and B-D loop) come into B(D) & B(C) (or A(D) & A(C)) interchange. The coloring number at the point of the pentagon is reducing to 3. Its conclusion is shown in Fig. 10(1) and Fig. 10(3).
If Fig. 10(2) or 10(4) is known, firstly, C and D outside A-B loop is interchanged, the new B-C (or A-D) chain come into being, then A(D) (or A(C)) at the side of B-C (or A-D) is interchange. The coloring number at the point of the pentagon is reducing to 3. Its conclusion is shown in Fig. 10(2) and Fig. 10(4).
The self-contained inevitable sets composed of Fig 2 to 10 will be proved as follows.
In the 4 color dyed G’, the quantity of distinct coloring chain formed by two colors in A, B,C ,D four colors have C42(=6) kinds totally. It is reflected in Heawood configuration, there are intersectant A1-C1 loop and A1-D1 loop whose start-point and end-point are all in center area. And there are B1-D2, B1-A2(B2-A2), B2-C2, C1-D2(D1-C2) 4 chains , whose start-point is in center area, and end-point is on the verge of the intersection area of A1-C1 loop and A1-D1 loop. There are 4 groups in total for the 4 kinds of chain’s distinct quantity combination in Heawood configuration:
B 1-A2、B 1-A2、B2-C2、B2-A2
B 1-A2、B 1-D2、B2-C2、D1-C2
C 1-D2、B 1-D2、B2-C2、B2-A2
C 1-D2、B 1-D2、B2-C2、D1-C2
There are C62(=15) kinds of two different situation’s combination in 6 kinds of chains, among them ,there are 3 kinds of not intersectant combinations:
A-B and C-D、A-C and B-D、A-D and B-C;
Otherwise there are 12 kinds of intersectant combinations:
A-B and A-C、A-D、B-C、B-D;
A-C and A-D、B-C、C-D ;
A-D and B-D、C-D;
B-C and B-D、C-D;
B-D and C-D。
Above 6 kinds of chain’s different quantity combinations(4 groups) and different situation combinations (intersectant 12 groups ) are two major variables, 16 kinds of Heawood configurations in different combination can be found totally. Then, on the “simplest structure” and “same solution” restrictive condition, verifiyed one by one, detailed conclusion is: Fig. 2 to Fig. 4 indicate 4 kinds of different quantity combinations. Among them, Fig. 2 indicates the former 2 groups. Fig. 5 to Fig. 9 indicate intersectant combination increased in turn. Among them, Fig. 9 contains12 kinds of intersectant combinations. Fig. 10 indicates specific quantity combinations sand intersectant combinations.
By this time, correct coloring for Heawood configuration is solved. The procedure which solve the problem, we name it H·Z-CP. The conclusion renovate the leak of kengpu proof.
Bibliography:
〔1〕、Holroyd,F.C.and Miller,R.G..The example that heawood shold have given Quart J Math.(1992). 43 (2),67-71
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