根據計算量和思維量可以把數學問題分成四個象限:
第一象限:複雜而且深奧的數學
這是專業從事數學研究的人感興趣的領域,我們可能聽過一些名字:“哥德巴赫猜想”、“黎曼假設”、“費馬最後定理”、“龐加萊猜想”、“哥德爾定理”等等。但怎麼證明這些難題,甚至這些難題到底意味着什麼,我們并不清楚。
這個領域的知識不是一般人,也不是所謂的數學愛好者所能觸及的,要進入這個領域需要一定的數學天分,而且非常投入,付出艱辛的努力,一輩子孜孜以求,才能有所建樹。
第三象限:簡單淺顯的數學知識
剛開始學的一些簡單數學,就屬于此類。比如:小學學的算術:1 2=3,3*7=21。再比如,中學的三角函數,sin2x=2sinxcosx,這些數學從理解的難度上來講,其實是非常簡單的,而且從計算難度上來講也不難。
舉例:具有初中幾何知識的同學,根據基本的三角函數概念,結合下面的圖形,就能推出兩角和與差公式:
第四象限:計算複雜但是淺顯的數學
我們對數學的懼怕都是在這個象限中出現的。
大學裡學的複雜定積分的計算,高中裡的解析幾何的計算,多項式的運算,就是這個類型的。這些數學需要一些解題技巧,需要更細心和耐心。但是,這些仍然隻是淺顯的數學知識。
比如:下面是我的學生做的一道解析幾何計算:
此題思路非常簡單:1、算出兩點的坐标,2、計算斜率,3、證明斜率相等。但計算量及其繁瑣。(學生說算的要吐了)
其實,我們在學校裡花費了大量的時間學習解題技巧,對于領會數學之美并沒有幫助,相反,可能還讓我們對數學倒了胃口。
而且現實中并的這些機械,複雜,重複繁瑣的計算,完全可以借助計算機解決。
比如:下題是大學中一道複雜的求定積分問題(需要三角換元,外加一些運算技巧)
【注:打印錯誤:du應該是dx】
類似這種求定積分問題,直接可以用計算機解決,推薦APP:“超級計算器”
現在很多學生對數學反感,覺得數學難,沒有興趣,其實最主要的問題是局限在第四象限(計算複雜但并不深奧的問題)。做題完全是機械式的重複,沒有任何成就感。
第二象限:計算簡單但深奧的數學
最後要說到對于我們這些普通人來說,最值得學習的是第二象限的數學知識,也就是簡單而深奧的數學知識,這類知識更能體現數學之美。
舉例:乘法原則是一個基本概念:
從乘法原則為基礎,可以得到很多基本概念,比如排列數的概念:
從排列的概念和乘法原理出發,我們可以得到排列計算公式:
數學知識本質不是計算,而是理解!大家發現,第二象限的數學知識是一種概念的生成,需要我們理解,邏輯缜密的推理。
比如對遞歸數學方法的理解,對回歸分析的理解,對随機性的理解(概率論的基礎),這些問題的本質都是理解,而不是計算(甚至有些沒有計算),如果有的話,也完全可以讓計算機解決。
問題來了,我們把數學問題分為這四個象限,那麼應該分别如何看待,如何處理,才能讓我們對數學有更深的理解呢?敬請關注明天的微信文章哦。
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