现代数学观点下的中学数学

现代数学观点下的中学数学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:高等教育
作者:胡炳生
出品人:
页数:311
译者:
出版时间:1999-5
价格:12.80元
装帧:
isbn号码:9787040069853
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《现代数学观点下的中学数学》主要内容包括:集合和映射、代数、数系、几何、图形、实值函数、不等式、概率统计等,用现代数学的观点沟通高等数学与中学数学的联系,可供高师院校、师专、教育学院数学专业作选修课教材使用。

现代数学视角下的中学数学:一本面向未来的探索之旅 本书并非一本简单的中学数学教材的重述或概括,而是一次深入的、以现代数学的视角审视和重构中学数学知识体系的尝试。它旨在揭示隐藏在初高中数学课程中的深刻数学思想,展示数学的内在美学和蓬勃生机,并引导读者建立起对数学更广阔、更深刻的理解,为未来进一步的学习和探索奠定坚实的基础。 核心理念:打破线性,连接全局 传统中学数学教学往往以学科为界,如代数、几何、三角等,呈现出相对割裂的状态。本书则试图打破这种线性的、碎片化的呈现方式,强调数学不同分支之间的内在联系和相互渗透。通过现代数学的视角,我们将看到,看似独立的数学概念,实则共享着深刻的底层逻辑和普适性的方法论。 例如,当我们学习函数时,我们会从现代数学的集合论和映射概念出发,理解函数的本质是变量之间的一种对应关系,这种关系可以被抽象、被泛化。线性代数中的向量空间概念,能够为几何中的直线、平面乃至更高维度的空间提供统一的描述,使得原本独立的几何对象在代数框架下得以优雅地表达和运算。微积分中的极限思想,不仅是计算导数和积分的基石,更是理解连续性、收敛性等核心数学概念的关键,其影响深远,贯穿于数论、拓扑学等众多数学分支。 重点探索领域(非内容罗列,而是视角展示): 1. 抽象化与结构化:从具体到普遍 代数结构的萌芽: 在学习方程组、多项式运算时,我们会引入群、环、域等基本代数结构的初步思想。我们会思考,是什么使得某些运算具有普遍性?是什么让不同看似不相关的数学对象(如整数、多项式、矩阵)能够共享相同的运算规则和性质?我们将看到,这些抽象代数结构是理解数学本质的重要钥匙,它们帮助我们发现数学规律的普适性,从而解决更广泛的问题。 集合论的语言: 从集合的概念出发,我们会重新审视函数、关系、逻辑等中学数学中的基本元素。理解集合论的严谨表述,有助于我们理解数学定义的精确性,以及如何从基本公理出发构建复杂的数学体系。这对于理解数学证明的逻辑结构至关重要。 2. 连续性与变化:微积分的哲学 极限的思想: 极限是微积分的灵魂,也是理解连续性的核心。本书将引导读者深入理解极限的含义,它不仅仅是趋近,更是一种对无穷过程的理性把握。我们将看到,极限思想如何贯穿于函数连续性、导数、积分的定义之中,以及它如何在无限逼近中揭示事物的本质变化。 变化率与累积: 导数作为瞬时变化率,揭示了事物发展的动态规律。积分作为累积效应,则描绘了事物随时间或空间累积的整体影响。我们将从更抽象的角度理解这些概念,例如,在物理学中,加速度是速度的变化率,而速度是位移的累积;在经济学中,边际成本的变化反映了总成本的变化趋势,而总成本是边际成本的累积。 3. 空间与几何的统一:从欧氏到非欧,从代数到几何 向量与坐标系的魅力: 向量不仅仅是带有方向的线段,它们是构建几何空间的基本元素。通过向量,我们可以用代数的方法来描述和操作几何对象,如直线、平面、多边形等。坐标系则提供了一个将代数语言与几何图形进行完美匹配的桥梁。我们将看到,如何利用向量运算(如点乘、叉乘)来解决几何问题,甚至探索高维空间。 几何变换的本质: 对称、平移、旋转、缩放等几何变换,在现代数学中具有重要的意义。它们可以被看作是保持特定几何性质的映射。通过对这些变换的分析,我们可以更深入地理解几何对象的内在结构和对称性。 4. 概率与统计的理性:从不确定性到规律性 概率的度量: 概率不仅仅是猜测,它是一种对不确定事件发生的可能性的量化描述。我们将从公理化的角度理解概率的定义,并探索如何利用概率来分析随机现象。 数据的洞察: 统计学提供了一套工具,让我们能够从看似杂乱无章的数据中提取有用的信息,发现潜在的规律。我们将关注如何通过统计方法来理解数据的分布特征、趋势和相关性,以及如何进行科学的推断和预测。 5. 数学的证明与逻辑:严谨的思维训练 逻辑推理的基石: 数学之所以强大,在于其严谨的逻辑体系。本书将强调数学证明的重要性,引导读者理解证明的结构、推理的有效性,以及如何构建清晰、有力的数学论证。这不仅是学习数学的必备技能,更是培养批判性思维和解决问题能力的关键。 反例与构造性证明: 除了证明“是”,理解“否”同样重要。我们将探讨反例在数学研究中的作用,以及如何通过构造性证明来证实一个数学命题的存在性。 面向未来的视角: 本书并非止步于对中学数学知识的重新解读,它更着眼于为读者打开一扇通往更广阔数学世界的大门。通过对现代数学思想的引入,读者将能够: 建立对数学内在逻辑的深刻认知: 理解数学并非零散的公式和定理堆砌,而是由一套严谨的逻辑体系和深刻的思想所驱动。 培养抽象思维和模型构建能力: 学习如何将现实问题抽象成数学模型,并利用数学工具进行分析和解决。 激发对数学的探索兴趣: 感受数学的逻辑美、结构美和应用潜力,从而产生持续学习和深入研究的动力。 为未来的学科学习做好准备: 许多现代科学和工程领域都高度依赖于数学。本书将帮助读者建立起坚实的数学基础,为未来在大学阶段学习微积分、线性代数、离散数学、概率论等进阶数学课程打下坚实的基础,从而更好地理解和参与到科技创新的浪潮中。 总之,《现代数学视角下的中学数学》是一次从“学什么”到“为什么这样学”的转变,是一次从“知识点”到“数学思想”的升华。它将帮助读者超越应试的束缚,真正领略数学的魅力,认识数学的强大,并为迎接一个充满挑战和机遇的未来做好准备。

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读后感

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用户评价

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这本书的最终价值,我觉得体现在它对不同数学分支之间的“连接”能力的构建上。很多中学教材会将代数、几何、概率割裂开来,使得学生无法形成一个统一的数学观。而这本书则像一张巨大的网,细心地将这些知识点编织在一起。我印象最深的是作者展示了如何用线性代数的矩阵变换思想去理解和简化复杂的几何旋转与缩放问题,这一下子就打通了我之前在解析几何和代数之间存在的壁垒。此外,书中对概率论中随机变量的介绍,也巧妙地融入了微积分的思想,展现了连续性概念在处理不确定性问题时的强大威力。通过这些跨领域的串联,我不再将数学视为一堆独立的科目,而是看到了一门相互支撑、融会贯通的完整学科。这本书成功地为我搭建了一个更高维度的数学视角平台。

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这本书的封面设计,说实话,一开始并没有给我留下太深刻的印象,那种略显朴素的蓝白配色,让人觉得它可能是一本传统的老派教材。然而,当我翻开第一页,那种感觉立刻就消散了。作者在引言部分就展现出了一种非常开阔的视野,他没有急着跳进具体的公式和定理,而是花了大篇幅去阐述“数学思维”在现代社会中的核心地位。我尤其欣赏作者对“抽象性”的解读,他没有将抽象视为高不可攀的壁垒,而是将其描绘成一种工具,一种帮助我们穿透复杂现象、直达本质的利器。这种从宏观哲学层面切入的方式,让原本枯燥的代数和几何概念立刻鲜活了起来,我感觉自己不是在学习一堆死的规则,而是在探索一种全新的思考框架。比如,他对集合论基础的梳理,就非常清晰地展示了数学是如何从最基本的概念构建起整个逻辑大厦的,这对于很多在中学阶段只停留在运算层面的读者来说,无疑是一次醍醐灌顶的体验。读完前几章,我深刻体会到,这本书的价值远超一本单纯的解题指南,它更像是一本关于如何“像数学家一样思考”的入门手册。

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这本书的排版和图示设计,虽然整体风格是偏向传统学术的,但细节之处透露着一股精心打磨的匠心。特别是那些几何证明和抽象结构的可视化处理,做得非常到位。我记得有一处关于拓扑学基础概念的介绍,作者没有依赖复杂的文字描述,而是设计了一系列巧妙的、可以想象的“变形”过程图,将原本抽象的“连续映射”概念具象化了。这对于依赖视觉信息来建立空间感的学习者来说,简直是福音。而且,书中对符号的规范性使用也值得称赞,没有出现那种为了追求简洁而牺牲清晰度的情形,每一个希腊字母、每一个数学符号的引入,都有明确的上下文解释。这种对细节的关注,使得读者在阅读过程中,几乎不需要频繁地回溯查找定义,极大地提升了阅读效率。总而言之,这本书在视觉呈现上,做到了“严肃而不呆板,清晰且有力”。

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这本书的行文风格,可以说是相当的“德高望重”且逻辑严密,完全没有当代许多畅销科普书那种哗众取宠的浮躁气。作者的叙事节奏把握得极好,如同一个经验丰富的工匠,不紧不慢地打磨着每一个概念。我注意到,作者在引入新概念时,常常会追溯其历史渊源,这使得知识点的衔接变得非常自然和有层次感。比如,在处理微积分概念的引入时,他并没有直接给出极限的$epsilon-delta$定义,而是先用几何直观和物理直观做了铺垫,然后才在逻辑上进行收束。这种循序渐进的方式,极大地降低了初学者的理解门槛,同时也保证了数学的严谨性。书中穿插的一些历史小故事和侧边栏的“思维拓展”部分,也处理得非常巧妙,它们既没有打断主线内容的流畅性,又恰到好处地提供了更深层次的背景信息,让人在学习知识点的同时,也能感受到数学这门学科的丰富人文底蕴。对于希望系统、深入理解数学原理而非仅仅应付考试的读者来说,这种叙述风格简直是完美的选择。

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读完这本书,我最大的感受是,它成功地在“严谨性”与“可读性”之间找到了一个近乎完美的平衡点。许多强调深度的数学书籍,往往因为过于追求逻辑的无懈可击而变得晦涩难懂,让读者望而却步。但这本书似乎深谙中学读者的认知特点,它敢于在必要的地方“留白”,鼓励读者先进行直觉上的猜测和验证,而不是一开始就用最苛刻的逻辑去束缚思考。例如,在处理数论中的某些猜想时,作者没有立刻给出证明的框架,而是提供了一系列具体的、可以自己动手计算的例子,引导读者自己去“发现”规律,然后再逐步引入证明工具。这种“探究式学习”的引导,极大地激发了我继续探索的欲望。这本书没有把我当成一个被动接收知识的容器,而是把我当成一个主动参与构建知识体系的伙伴,这种体验是十分宝贵的。

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先定义序数,在定义基数

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