黎曼几何是非欧几何的一种,亦称“椭圆几何”。德国数学家黎曼,对空间与几何的概念作了深入的研究,于1854年发表《论作为几何学基础的假设》一文,创立了黎曼几何。
黎曼几何中的一条基本规定是:在同一平面内任何两条直线都有公共点(交点)。在黎曼几何学中不承认平行线的存在,它的另一条公设讲:直线可以无限延长,但总的长度是有限的。黎曼几何的模型是一个经过适当“改进”的球面。
欧氏几何、罗氏几何、黎曼几何是三种各有区别的几何。这三种几何各自所有的命题都构成了一个严密的公理体系,各公理之间满足和谐性、完备性和独立性。因此这三种几何都是正确的。
其他:
内容:
黎曼的研究是以高斯关于曲面的内蕴微分几何为基础的,在黎曼几何中,最重要的一种对象就是所谓的常曲率空间,对于三维空间,有以下三种情形:
1、曲率恒等于零。
2、曲率为负常数。
3、曲率为正常数。
应用:
近代黎曼几何在广义相对论里得到了重要的应用。在物理学家爱因斯坦的广义相对论中的空间几何就是黎曼几何。此外,黎曼几何在数学中也是一个重要的工具。它不仅是微分几何的基础。也应用在微分方程、变分法和复变函数论等方面。
以上内容参考:黎曼几何-百度百科
欧氏几何与罗氏几何中关于结合公理、顺序公理、连续公理及合同公理都是相同的,只是平行公理不一样.欧式几何讲“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行”.罗氏几何讲“过直线外一点至少存在两条直线和已知直线平行”.那么是否存在这样的几何“过直线外一点,不能做直线和已知直线平行”?黎曼几何就回答了这个问题. 黎曼几何是德国数学家黎曼创立的.他在1851年所作的一篇论文《论几何学作为基础的假设》中明确的提出另一种几何学的存在,开创了几何学的一片新的广阔领域. 黎曼几何中的一条基本规定是:在同一平面内任何两条直线都有公共点(交点).在黎曼几何学中不承认平行线的存在,它的另一条公设讲:直线可以无限延长,但总的长度是有限的.黎曼几何的模型是一个经过适当“改进”的球面. 近代黎曼几何在广义相对论里得到了重要的应用.在物理学家爱因斯坦的广义相对论中的空间几何就是黎曼几何.在广义相对论里,爱因斯坦放弃了关于时空均匀性的观念,他认为时空只是在充分小的空间里以一种近似性而均匀的,但是整个时空却是不均匀的.在物理学中的这种解释,恰恰是和黎曼几何的观念是相似的. 此外,黎曼几何在数学中也是一个重要的工具.它不仅是微分几何的基础,也应用在微分方程、变分法和复变函数论等方面.
黎曼几何研究的是是一个弯曲的空间 直线并不是我们现在通常的直线 比如在球面几何上,两条经线是平行的,但是直观上他们却是相交的。
黎曼几何是德国数学家黎曼创立的。他在1851年所作的一篇论文《论几何学作为基础的假设》中明确的提出另一种几何学的存在,开创了几何学的一片新的广阔领域。
黎曼几何中的一条基本规定是:在同一平面内任何两条直线都有公共点(交点)。在黎曼几何学中不承认平行线的存在,它的另一条公设讲:直线可以无限延长,但总的长度是有限的。黎曼几何的模型是一个经过适当“改进”的球面。
扩展资料:
人们终于认识到存在一种不同于欧氏几何的新几何,称其为非欧几何。不久之后,德国的黎曼采用另一条新公理取代第五公设,创建了另一种非欧几何。
黎曼的新公理认为,“过直线外的一点,一条平行线也得不出来”。数学界很快认识到这三种几何都是正确的,它们反映不同曲率空间的性质。人们把罗巴切夫斯基和鲍耶创建的几何称为罗氏几何,把黎曼创建的几何称为黎氏几何。
欧氏几何是平直空间中的几何,黎氏几何是正曲率空间中的几何,罗氏几何则是负曲率空间中的几何。
1845年,黎曼在哥廷根大学发表了题为《论作为几何基础的假设》的就职演讲,标志着黎曼几何的诞生。黎曼把这三种几何统一起来,统称为黎曼几何,并用这一工作,在哥廷根大学的数学系作报告,谋求一个讲师的位置。
参考资料:黎曼几何_百度百科
少年数学天才-----------黎曼 1826年9月17日,在德国汉诺威的布列斯伦茨,黎曼(1826-1866)出生在一个乡下牧师之家,是6个孩子中的次子。 黎曼从小酷爱数学。他6岁时开始学习算术,并显现出他的数学天才。他不仅能解决所有留给他的数学问题,而且还经常提一些问题来捉弄他的兄弟姐妹。10岁时他跟一位职业教师学习高级算数和几何,很快便超过了老师,常常对一些问题能做出更好的答案。 黎曼14岁时到汉诺威市上中学。由于经济拮据,他总是靠步行奔波于汉诺威市与乡间小村庄之间。当然他更没钱去买参考书。幸运的是中学校长及时地发现了他的数学才能,考虑到他经济上的困难,校长特许黎曼可以从自己私人藏书室里借阅数学书籍。在校长的推荐下,黎曼借了一部数学家勒让德的《数论》,这是一部共859页的4大本的名著。黎曼十分珍惜这种读书机会,他如饥似渴地自学起来,6天之后,黎曼便学完并归还了这本书。校长问他:“你读了多少?”黎曼说:“这是一本了不起的书,我已经掌握了它。”几个月之后,校长就这本书的内容考他。黎曼对答如流,并且回答得很全面。利用校长的藏书,黎曼还抓紧时间很快地自学了大数学家欧拉的著作,由此掌握了微积分及其分支。黎曼不仅从欧拉的著作中学到了数学知识,还学到了欧拉研究数学的技巧。 大学生涯 19岁时,黎曼进入格丁根大学学习,为了在经济上帮助家庭以尽快找到一个有报酬的工作,他先攻读哲学和神学,但是,除了这两门课程以外,他也去听数学、物理学课程。他听了斯特恩关于方程论和定积分、高斯关于最小二乘法以及戈尔德斯米特关于地磁学的数学讲座,对数学专业产生了难以割舍的兴趣。 黎曼向父亲讲述了这一切,请求允许自己改学数学专业。父亲由衷地同意了他的请求。黎曼极为高兴,并深深地感激父亲。 1847年,为了师从更多的大师,黎曼转学到柏林大学,就学于大数学家雅可比、狄利克雷、斯泰纳和艾森斯坦门下。他从雅可比那里学到高等力学和高等代数,从狄利克雷那里学到数论和分析学,从斯泰纳那里学到现代几何,从文森斯坦那里学到椭圆函数论。 在此期间,他极为勤奋,甚至放假期间也不休息。1847年秋假,黎曼找到几份巴黎科学院《院刊》,上面载有数学家柯西新发表的关于单复变量解析函数的论文,他一眼便看出这是一种新数学理论,于是一连几个星期闭门不出,潜心研究柯西的论文,并酝酿出他在这个专题上的新见解,为4年后撰写博士论文“单复变量函数的一般理论的基础”奠定了基础。 黎曼不仅认真研读大师的学术专著,而且虚心地向大师求教。有一次,狄利克雷来格丁根度假,黎曼趁此机会向他求教数学问题,并将自己未定稿论文交给他,请他提意见。狄利克雷被黎曼的谦虚、真诚和天才迷住了。他与黎曼长谈了两个小时,给黎曼的论文提了不少意见,给黎曼正在研究的课题作了许多指点。黎曼深感受益匪浅,他说没有狄利克雷的指点,他将不得不在图书馆里做好几天的吃力研究。 生活虽然清贫,但学习极为勤勉,这使得黎曼在大学毕业时获得了丰硕的成果。1851年底,黎曼将其博士论文呈交给大数学家高斯审阅。高斯在看了论文之后兴奋不已,对黎曼的论文作出了高度评价,这对高斯来说是罕见的。高斯评语道:“黎曼先生交来的论文提供了令人信服的证据,说明作者对该文所论述的这一问题作了全面深入的研究,说明作者具有创造性的、活跃的、真正的数学头脑,具有灿烂丰富的创造力。” 贫困中奋进 1852年初,黎曼凭借优异的学术表现取得了博士学位,并留在了格丁根大学。十九世纪中叶的德国,科学几乎与国家的经济全然无关。大学的设立仅在训练律师、医师、教师和传教士士,以及提供贵族子弟和富家子弟渡过引人侧目及受尊敬的岁月的场所。只有正教授才可以领政府的津贴,并且可教授正规标准课程,这些课程都是一些基础科目,上课的学生多,因此教授收到的学费也就多了,这就是为什么当时课程水准低落的原因,因为如果课程太难,就没有办法收到许多学生,从而影响到教授们的收入,毕竟贵族子弟和富家子弟上大学的目的并非真心向学。讲师们则没有政府津贴并且轮不到教基本正规课程的机会,全然靠来听课的学生的学费维生,通常,听课的学生不会多,因此收入也就相当微薄,生活非常困苦。担任讲师是成为正教授的必经途径。但是却没有明文规定什么时候能将一位讲师升等为教授,为了照顾特别值得重视的学者而却没有正教授的空缺时,政府可任命他为“客座教授”,使他具有教基本正规课程的资格,增多他的收入,但是这个任命附有条件,言明政府不付任何津贴。因此,在担任讲师期间,黎曼没有任何自主的生活费来源,生活依旧贫穷。 但黎曼不顾生活上的贫困,仍然把全部精力投向数学。他认为只要能够勉强维持生活,能够让他研究数学,他就心满意足了。他从不因经济上的拈据而感到沮丧。他一方面积极准备“无薪讲师”的就职演讲论文,另一方面认真从事数学物理方面的研究工作。他的就职论文具有相当的难度。当初为了确定论文的选题,他向高斯提交了3个题目,以便让高斯在其中选定一个。其中第3个题目是涉及几何基础的,这个题目黎曼当时并没有多少案头准备工作,因此黎曼从心底里希望高斯不要选中它。可是,高斯对第3个题目却深有研究,他已思考这个问题达60年之久。出于想看看黎曼对这个深奥的问题会做些什么样的创造性工作,高斯指定第3个题目作为黎曼就职演讲论文的题目。 事后,黎曼在向父亲谈起这件事时说,“所以我又处在绝境中了”、“我不得不做出这个题目”。 对数学物理研究,黎曼也具有无限的热情,他当时曾对人说:“我对于把一切与物理规律结合起来的数学研究非常入迷。”“我通过对电、光、磁等之间联系的总研究,发现了对这个现象的解释。这件事对我很重要,因为这是我第一次能够把我的工作应用到未知的现象上。”这两项研究在当时都是高水平的,因而也是极困难的。黎曼不顾生活清贫、营养不良,超负荷地忘我工作,长时期过四度而紧张地思索,以致他常常体力衰竭,甚至病倒。一旦身体稍有复原,他又继续研究。功夫不负有心人。1854年6月10日,黎曼以“关于构成几何基础的假设”论文作了就职演讲,受到了与会数学家们的认可和好评。高斯听完之后大为惊异,感到这个年轻人处理这个难题非常之好,他赞不绝口。黎曼的这篇论文被人们认为是19世纪数学史上的杰作之一。 1855年格丁根大学开始给黎曼发薪金,但相当的低。一年仅相当于200美元。这一年黎曼29岁,他家里遭到巨大的不幸,父亲和一个妹妹相继去世,原来依靠父亲生活的3个妹妹失去了生活来源。于是黎曼和他的哥哥两人挑起了照顾3个妹妹生活的担子。黎曼时时为一家人的生活感到焦虑。1857年黎曼一年的薪金被加到相当于300美元的水平。由于收入不多,又要照顾3个妹妹,生活担子重,黎曼连自己的婚姻大事都不敢考虑。然而就在这一年,不幸又从天而降,黎曼的哥哥又去世了。这对黎曼来说如同雪上加霜,照料3个妹妹生活的担子全部落在他一人的肩上。从1855年到1859年这5年中,经济拮据、生活清贫一直困绕着黎曼,有时一家甚至陷入对口粮都需要算计的地步。就是在这种情况下,黎曼仍不顾物质生活的贫乏,全身心地投入到数学研究工作之中,在科学的崎岖小道上艰苦奋斗,并获得了令人惊异的成就。他在数学上的许多重要成果都是在这个时期内完成的。他对阿贝尔积分和阿贝尔函数的研究,开创了现代代数几何;他首创用复解析函数研究数论问题,开创了现代意义的解析数论;他对超几何级数的研究,推动了数学物理和微分方程理论的发展。随着研究成果的问世,黎曼在数学界的学术声望迅速提高。他受到许多世界著名数学家的赞扬,获得了一个科学家通常可能得到的最高荣誉。 大师之死 1859年黎曼33岁时,高斯去世。他被任命为格丁根大学正教授,成为继狄利克雷之后高斯的第二个继任者。这时黎曼的生活才开始得到改善,才开始考虑个人的婚姻问题,并在36岁时与朋友的妹妹结了婚。一年后,他的女儿出生在比萨。 但是,长时期清贫的生活、过度的操劳、发奋的研究,使得黎曼身体虚弱、精力衰竭。1862年黎曼患了胸膜炎,不久又患了肺病,一年后又患了黄疽病。在病魔缠身之际,只要有一些力气,黎曼仍坚持数学研究工作。虽然这个时期黎曼积极就医和疗养,但因病入膏盲终无疗效。1866年7月20日,黎曼那颗纯洁、高尚的心停止了跳动。他过早地离开了人世,也过早地离开了数学,终年仅40岁。 黎曼是数学史上最具独创性精神的数学家之一,他在众多的数学领域里作出了许多奠基性和创造性的研究工作:他从几何方向开创了复变函数论;是现代意义的解析数论的奠基者;他亲手建立了黎曼几何,是组合拓扑学的开拓者。他对微积分的严格处理作出了重要贡献;在数学物理和微分方程等领域内也成果丰硕。1859年,黎曼被选为柏林科学院通讯院士,1866年他被选为法国巴黎科学院通讯院士和英国皇家学会国外会员。 黎曼的英年早逝是德国数学界乃至全世界数学界的遗憾!但是他所留给数学界的,在他少量的已出版的论文集中,已有太多的丰富的概念,至今还未被后世数学家研究殆尽。1826年9月17日,黎曼生于德国北部汉诺威的布雷塞伦茨村,父亲是一个乡村的穷苦牧师。他六岁开始上学,14岁进入大学预科学习,19岁按其父亲的意愿进入哥廷根大学攻读哲学和神学,以便将来继承父志也当一名牧师。由于从小酷爱数学,黎曼在学习哲学和神学的同时也听些数学课。当时的哥廷根大学是世界数学的中心之一,—些著名的数学家如高斯、韦伯、斯特尔都在校执教。黎曼被这里的数学教学和数学研究的气氛所感染,决定放弃神学,专攻数学。1847年,黎曼转到柏林大学学习,成为雅可比、狄利克莱、施泰纳、艾森斯坦的学生。1849年重回哥丁很大学攻读博士学位,成为高斯晚年的学生。l851年,黎曼获得数学博士学位;l854年被聘为哥廷根大学的编外讲师;1857年晋升为副教授;1859年接替去世的狄利克雷被聘为教授。因长年的贫困和劳累,黎曼在1862年婚后不到一个月就开始患胸膜炎和肺结核,其后四年的大部分时间在意大利治病疗养。1866年7月20日病逝于意大利,终年39岁。黎曼是世界数学史上最具独创精神的数学家之一。黎曼的著作不多,但却异常深刻,极富于对概念的创造与想象。黎曼在其短暂的一生中为数学的众多领域作了许多奠基性、创造性的工作,为世界数学建立了丰功伟绩。复变函数论的奠基人19世纪数学最独特的创造是复变函数理论的创立,它是18世纪人们对复数及复函数理论研究的延续。1850年以前,柯西、雅可比、高斯、阿贝尔、维尔斯特拉斯已对单值解析函数的理论进行了系统的研究,而对于多值函数仅有柯西和皮瑟有些孤立的结论。1851年,黎曼在高斯的指导下完成题为《单复变函数的一般理论的基础》的博士论文,后来又在《数学杂志》上发表了四篇重要文章,对其博士论文中思想的做了进一步的阐述,一方面总结前人关于单值解析函数的成果,并用新的工具予以处理,同时创立多值解析函数的理论基础,并由此为几个不同方向的进展铺平了道路。柯西、黎曼和维尔斯特拉斯是公认的复变函数论的主要奠基人,而且后来证明在处理复函数理论的方法上黎曼的方法是本质的,柯西和黎曼的思想被融合起来,维尔斯特拉斯的思想可以从柯西—黎曼的观点推导出来。在黎曼对多值函数的处理中,最关键的是他引入了被后人称“黎曼面”的概念。通过黎曼面给多值函数以几何直观,且在黎曼面上表示的多值函数是单值的。他在黎曼面上引入支点、横剖线、定义连通性,开展对函数性质的研究获得一系列成果。经黎曼处理的复函数,单值函数是多值函数的待例,他把单值函数的一些已知结论推广到多值函数中,尤其他按连通性对函数分类的方法,极大地推动了拓扑学的初期发展。他研究了阿贝尔函数和阿贝尔积分及阿贝尔积分的反演,得到著名的黎曼—罗赫定理,首创的双有理变换构成19世纪后期发展起来的代数几何的主要内容。黎曼为完善其博士论文,在结束时给出其函数论在保形映射的几个应用,将高斯在1825年关于平面到平面的保形映射的结论推广到任意黎曼面上,并在文字的结尾给出著名的黎曼映射定理。黎曼几何的创始人黎曼对数学最重要的贡献还在于几何方面,他开创的高维抽象几何的研究,处理几何问题的方法和手段是几何史上一场深刻的革命,他建立了一种全新的后来以其名字命名的几何体系,对现代几何乃至数学和科学各分支的发展都产生了巨大的影响。1854年,黎曼为了取得哥廷根大学编外讲师的资格,对全体教员作了一次演讲,该演讲在其逝世后的两年(1868年)以《关于作为几何学基础的假设》为题出版。演讲中,他对所有已知的几何,包括刚刚诞生的非欧几何之一的双曲几何作了纵贯古今的概要,并提出一种新的几何体系,后人称为黎曼几何。为竞争巴黎科学院的奖金,黎曼在1861年写了一篇关于热传导的文章,这篇文章后来被称为他的“巴黎之作”。文中对他1854年的文章作了技术性的加工,进一步阐明其几何思想。该文在他死后收集在1876年他的《文集》中。黎曼主要研究几何空间的局部性质,他采用的是微分几何的途径,这同在欧几里得几何中或者在高斯、波尔约和罗巴切夫斯基的非欧几何中把空间作为一个整体进行考虑是对立的。黎曼摆脱高斯等前人把几何对象局限在三维欧几里得空间的曲线和曲面的束缚,从维度出发,建立了更一般的抽象几何空间。黎曼引入流形和微分流形的概念,把维空间称为一个流形,维流形中的一个点可以用个可变参数的一组特定值来表示,而所有这些点的全体构成流形本身,这个可变参数称为流形的坐标,而且是可微分的,当坐标连续变化时,对应的点就遍历这个流形。黎曼仿照传统的微分几何定义流形上两点之间的距离、流形上的曲线、曲线之间的夹角。并以这些概念为基础,展开对维流形几何性质的研究。在维流形上他也定义类似于高斯在研究一般曲面时刻划曲面弯曲程度的曲率。他证明他在维流形上维数等于三时,欧几里得空间的情形与高斯等人得到的结果是一致的,因而黎曼几何是传统微分几何的推广。黎曼发展了高斯关于一张曲面本身就是一个空间的几何思想,开展对维流形内蕴性质的研究。黎曼的研究导致另一种非欧几何——椭圆几何学的诞生。在黎曼看来,有三种不同的几何学。它们的差别在于通过给定一点做关于定直线所作平行线的条数。如果只能作一条平行线,即为熟知的欧几里得几何学;如果一条都不能作,则为椭圆几何学;如果存在一组平行线,就得到第三种几何学,即罗巴切夫斯基几何学。黎曼因此继罗巴切夫斯基以后发展了空间的理论,使得一千多年来关于欧几里得平行公理的讨论宣告结束。他断言,客观空间是一种特殊的流形,预见具有某种特定性质的流形的存在性。这些逐渐被后人一一予以证实。由于黎曼考虑的对象是任意维数的几何空间,对复杂的客观空间有更深层的实用价值。所以在高维几何中,由于多变量微分的复杂性,黎曼采取了一些异于前人的手段使表述更简洁,并最终导致张量、外微分及联络等现代几何工具的诞生。爱因斯坦就是成功地以黎曼几何为工具,才将广义相对论几何化。现在,黎曼几何已成为现代理论物理必备的数学基础。微积分理论的创造性贡献黎曼除对几何和复变函数方面的开拓性工作以外,还以其对l9世纪初兴起的完善微积分理论的杰出贡献载入史册。18世纪末到l9世纪初,数学界开始关心数学最庞大的分支——微积分在概念和证明中表现出的不严密性。波尔查诺、柯西、阿贝尔、狄利克莱进而到维尔斯特拉斯,都以全力的投入到分析的严密化工作中。黎曼由于在柏林大学从师狄利克莱研究数学,且对柯西和阿贝尔的工作有深入的了解,因而对微积分理论有其独到的见解。1854年黎曼为取得哥廷根大学编外讲师的资格,需要他递交一篇反映他学术水平的论文。他交出的是《关于利用三角级数表示一个函数的可能性的》文章。这是一篇内容丰富、思想深刻的杰作,对完善分析理论产生深远的影响。柯西曾证明连续函数必定是可积的,黎曼指出可积函数不一定是连续的。关于连续与可微性的关系上,柯西和他那个时代的几乎所有的数学家都相信,而且在后来50年中许多教科书都“证明”连续函数一定是可微的。黎曼给出了一个连续而不可微的著名反例,最终讲清连续与可微的关系。黎曼建立了如现在微积分教科书所讲的黎曼积分的概念,给出了这种积分存在的必要充分条件。黎曼用自己独特的方法研究傅立叶级数,推广了保证博里叶展开式成立的狄利克莱条件,即关于三角级数收敛的黎曼条件,得出关于三角级数收敛、可积的一系列定理。他还证明:可以把任一条件收敛的级数的项适当重排,使新级数收敛于任何指定的和或者发散。解析数论跨世纪的成果19世纪数论中的一个重要发展是由狄利克莱开创的解析方法和解析成果的导入,而黎曼开创了用复数解析函数研究数论问题的先例,取得跨世纪的成果。1859年,黎曼发表了《在给定大小之下的素数个数》的论文。这是一篇不到十页的内容极其深到的论文,他将素数的分布的问题归结为函数的问题,现在称为黎曼函数。黎曼证明了函数的一些重要性质,并简要地断言了其它的性质而未予证明。在黎曼死后的一百多年中,世界上许多最优秀的数学家尽了最大的努力想证明他的这些断言,并在作出这些努力的过程中为分析创立了新的内容丰富的新分支。如今,除了他的一个断言外,其余都按黎曼所期望的那样得到了解决。那个未解决的问题现称为“黎曼猜想”,即:在带形区域中的一切零点都位于去这条线上(希尔伯特23个问题中的第8个问题),这个问题迄今没有人证明。对于某些其它的域,布尔巴基学派的成员已证明相应的黎曼猜想。数论中很多问题的解决有赖于这个猜想的解决。黎曼的这一工作既是对解析数论理论的贡献,也极大地丰富了复变函数论的内容。组合拓扑的开拓者在黎曼博士论文发表以前,已有一些组合拓扑的零散结果,其中著名的如欧拉关于闭凸多面体的顶点、棱、面数关系的欧拉定理。还有一些看起来简单又长期得不到解决的问题:如哥尼斯堡七桥问题、四色问题,这些促使了人们对组合拓扑学(当时被人们称为位置几何学或位置分析学)的研究。但拓扑研究的最大推动力来自黎曼的复变函数论的工作。黎曼在1851年他的博士论文中,以及在他的阿贝尔函数的研究里都强调说,要研究函数,就不可避免地需要位置分析学的一些定理。按现代拓扑学术语来说,黎曼事实上已经对闭曲面按亏格分类。值得提到的是,在其学位论文中,他说到某些函数的全体组成(空间点的)连通闭区域的思想是最早的泛函思想。
你可能打错字了.是维尔斯特拉斯卡尔·特奥多尔·威廉·魏尔施特拉斯(Karl Theodor Wilhelm Weierstraß,姓氏可写作Weierstrass,1815年10月31日——1897年2月19日),德国数学家,被誉为“现代分析之父”。生于威斯特法伦(Westfalen)的奥斯滕费尔德(Ostenfelde)(今德国),逝于柏林。卡尔·魏尔施特拉斯的父亲是威廉·魏尔施特拉斯(Wilhem Weierstrass),任政府官员;母亲是特奥多拉·冯德福斯特(Theodora Vonderforst)。他在文理中学(Gymnasium)学习时对数学开始感到兴趣,但他中学毕业后进入波恩大学准备在政府谋职。他要学习的是法律、经济和金融,违背了他读数学的心愿。他解决矛盾的方法是不留心于指定课业,私下继续自学数学,结果他没有学位就离开了大学。他父亲在明斯特一家师训学校为他找到一个位子,他之后也得以注册为该市教师。他在这段学习中上了克里斯托夫·古德曼(Christoph Gudermann)的课,对椭圆函数萌生兴趣。1850年后魏尔施特拉斯患病了很久,但仍然发表论文,这些论文使他获得声誉。1857年柏林大学给予他一个数学教席。1854年,他发表了一本关於发展阿贝尔(Abel)函数论成果的专论——《关於阿贝尔函数论》公诸於世之后,根据他的学术成就,哥尼斯堡大学授予他名誉博士学位。1856年由库默尔推荐成为柏林大学(Freie Universität Berlin)助理教授,1865年晋升为教授。生前,他的研究结果大都是向学生讲授传播的。1886年,他出版了《函数论论文集》。虽然他的著作不多,但却发表了最有影响的论文。维尔斯特拉斯的主要贡献在数学分析、解析函数论、变分法、微分几何学和缐性代数等方面。他是把严格的论证引进分析学的一位大师。他的批判精神对19世纪数学产生很大影响。他在严格的逻辑基础上建立了实数理论,用单调有界序列来定义无理数,给出了数集的上、下极限,极限点和连续函数等严格定义,还在1861年构造了一个著名的处处不可微的连续函数,为分析学的算术化做出重要贡献。他完成了由柯西(Cauchy)引进的用不等式描述的极限定义(所谓ε-δ定义)。在解析函数论中,维尔斯特拉斯也有重要贡献。他建立了解析函数的幂级数展开定理和多元解析函数基本理论,得到代数函数论及阿贝尔积分中的某些结果。在变分法中,他给出了带有参数的函数的变分结构,研究了变分问题的间断解。在微分几何中,他研究了测地缐和最小曲面。在缐性代数中,建立了初等因子理论并用来化简矩阵。他还是一位杰出的教育家,一生培养了大批有成就的数学人才,其中著名的有柯瓦列夫斯卡娅、施瓦兹、米塔—列夫勒、朔特基、富克斯等少年数学天才1826年9月17日,在德国汉诺威的布列斯伦茨,黎曼(1826-1866)出生在一个乡下牧师之家,是6个孩子中的次子。黎曼从小酷爱数学。他6岁时开始学习算术,并显现出他的数学天才。他不仅能解决所有留给他的数学问题,而且还经常提一些问题来捉弄他的兄弟姐妹。10岁时他跟一位职业教师学习高级算数和几何,很快便超过了老师,常常对一些问题能做出更好的答案。黎曼14岁时到汉诺威市上中学。由于经济拮据,他总是靠步行奔波于汉诺威市与乡间小村庄之间。当然他更没钱去买参考书。幸运的是中学校长及时地发现了他的数学才能,考虑到他经济上的困难,校长特许黎曼可以从自己私人藏书室里借阅数学书籍。在校长的推荐下,黎曼借了一部数学家勒让德的《数论》,这是一部共859页的4大本的名著。黎曼十分珍惜这种读书机会,他如饥似渴地自学起来,6天之后,黎曼便学完并归还了这本书。校长问他:“你读了多少?”黎曼说:“这是一本了不起的书,我已经掌握了它。”几个月之后,校长就这本书的内容考他。黎曼对答如流,并且回答得很全面。利用校长的藏书,黎曼还抓紧时间很快地自学了大数学家欧拉的著作,由此掌握了微积分及其分支。黎曼不仅从欧拉的著作中学到了数学知识,还学到了欧拉研究数学的技巧。大学生涯19岁时,黎曼进入格丁根大学学习,为了在经济上帮助家庭以尽快找到一个有报酬的工作,他先攻读哲学和神学,但是,除了这两门课程以外,他也去听数学、物理学课程。他听了斯特恩关于方程论和定积分、高斯关于最小二乘法以及戈尔德斯米特关于地磁学的数学讲座,对数学专业产生了难以割舍的兴趣。黎曼向父亲讲述了这一切,请求允许自己改学数学专业。父亲由衷地同意了他的请求。黎曼极为高兴,并深深地感激父亲。1847年,为了师从更多的大师,黎曼转学到柏林大学,就学于大数学家雅可比、狄利克雷、斯泰纳和艾森斯坦门下。他从雅可比那里学到高等力学和高等代数,从狄利克雷那里学到数论和分析学,从斯泰纳那里学到现代几何,从文森斯坦那里学到椭圆函数论。在此期间,他极为勤奋,甚至放假期间也不休息。1847年秋假,黎曼找到几份巴黎科学院《院刊》,上面载有数学家柯西新发表的关于单复变量解析函数的论文,他一眼便看出这是一种新数学理论,于是一连几个星期闭门不出,潜心研究柯西的论文,并酝酿出他在这个专题上的新见解,为4年后撰写博士论文“单复变量函数的一般理论的基础”奠定了基础。黎曼不仅认真研读大师的学术专著,而且虚心地向大师求教。有一次,狄利克雷来格丁根度假,黎曼趁此机会向他求教数学问题,并将自己未定稿论文交给他,请他提意见。狄利克雷被黎曼的谦虚、真诚和天才迷住了。他与黎曼长谈了两个小时,给黎曼的论文提了不少意见,给黎曼正在研究的课题作了许多指点。黎曼深感受益匪浅,他说没有狄利克雷的指点,他将不得不在图书馆里做好几天的吃力研究。生活虽然清贫,但学习极为勤勉,这使得黎曼在大学毕业时获得了丰硕的成果。1851年底,黎曼将其博士论文呈交给大数学家高斯审阅。高斯在看了论文之后兴奋不已,对黎曼的论文作出了高度评价,这对高斯来说是罕见的。高斯评语道:“黎曼先生交来的论文提供了令人信服的证据,说明作者对该文所论述的这一问题作了全面深入的研究,说明作者具有创造性的、活跃的、真正的数学头脑,具有灿烂丰富的创造力。”贫困中奋进1852年初,黎曼凭借优异的学术表现取得了博士学位,并留在了格丁根大学。十九世纪中叶的德国,科学几乎与国家的经济全然无关。大学的设立仅在训练律师、医师、教师和传教士士,以及提供贵族子弟和富家子弟渡过引人侧目及受尊敬的岁月的场所。只有正教授才可以领政府的津贴,并且可教授正规标准课程,这些课程都是一些基础科目,上课的学生多,因此教授收到的学费也就多了,这就是为什么当时课程水准低落的原因,因为如果课程太难,就没有办法收到许多学生,从而影响到教授们的收入,毕竟贵族子弟和富家子弟上大学的目的并非真心向学。讲师们则没有政府津贴并且轮不到教基本正规课程的机会,全然靠来听课的学生的学费维生,通常,听课的学生不会多,因此收入也就相当微薄,生活非常困苦。担任讲师是成为正教授的必经途径。但是却没有明文规定什么时候能将一位讲师升等为教授,为了照顾特别值得重视的学者而却没有正教授的空缺时,政府可任命他为“客座教授”,使他具有教基本正规课程的资格,增多他的收入,但是这个任命附有条件,言明政府不付任何津贴。因此,在担任讲师期间,黎曼没有任何自主的生活费来源,生活依旧贫穷。但黎曼不顾生活上的贫困,仍然把全部精力投向数学。他认为只要能够勉强维持生活,能够让他研究数学,他就心满意足了。他从不因经济上的拈据而感到沮丧。他一方面积极准备“无薪讲师”的就职演讲论文,另一方面认真从事数学物理方面的研究工作。他的就职论文具有相当的难度。当初为了确定论文的选题,他向高斯提交了3个题目,以便让高斯在其中选定一个。其中第3个题目是涉及几何基础的,这个题目黎曼当时并没有多少案头准备工作,因此黎曼从心底里希望高斯不要选中它。可是,高斯对第3个题目却深有研究,他已思考这个问题达60年之久。出于想看看黎曼对这个深奥的问题会做些什么样的创造性工作,高斯指定第3个题目作为黎曼就职演讲论文的题目。事后,黎曼在向父亲谈起这件事时说,“所以我又处在绝境中了”、“我不得不做出这个题目”。对数学物理研究,黎曼也具有无限的热情,他当时曾对人说:“我对于把一切与物理规律结合起来的数学研究非常入迷。”“我通过对电、光、磁等之间联系的总研究,发现了对这个现象的解释。这件事对我很重要,因为这是我第一次能够把我的工作应用到未知的现象上。”这两项研究在当时都是高水平的,因而也是极困难的。黎曼不顾生活清贫、营养不良,超负荷地忘我工作,长时期过四度而紧张地思索,以致他常常体力衰竭,甚至病倒。一旦身体稍有复原,他又继续研究。功夫不负有心人。1854年6月10日,黎曼以“关于构成几何基础的假设”论文作了就职演讲,受到了与会数学家们的认可和好评。高斯听完之后大为惊异,感到这个年轻人处理这个难题非常之好,他赞不绝口。黎曼的这篇论文被人们认为是19世纪数学史上的杰作之一。1855年格丁根大学开始给黎曼发薪金,但相当的低。一年仅相当于200美元。这一年黎曼29岁,他家里遭到巨大的不幸,父亲和一个妹妹相继去世,原来依靠父亲生活的3个妹妹失去了生活来源。于是黎曼和他的哥哥两人挑起了照顾3个妹妹生活的担子。黎曼时时为一家人的生活感到焦虑。1857年黎曼一年的薪金被加到相当于300美元的水平。由于收入不多,又要照顾3个妹妹,生活担子重,黎曼连自己的婚姻大事都不敢考虑。然而就在这一年,不幸又从天而降,黎曼的哥哥又去世了。这对黎曼来说如同雪上加霜,照料3个妹妹生活的担子全部落在他一人的肩上。从1855年到1859年这5年中,经济拮据、生活清贫一直困绕着黎曼,有时一家甚至陷入对口粮都需要算计的地步。就是在这种情况下,黎曼仍不顾物质生活的贫乏,全身心地投入到数学研究工作之中,在科学的崎岖小道上艰苦奋斗,并获得了令人惊异的成就。他在数学上的许多重要成果都是在这个时期内完成的。他对阿贝尔积分和阿贝尔函数的研究,开创了现代代数几何;他首创用复解析函数研究数论问题,开创了现代意义的解析数论;他对超几何级数的研究,推动了数学物理和微分方程理论的发展。随着研究成果的问世,黎曼在数学界的学术声望迅速提高。他受到许多世界著名数学家的赞扬,获得了一个科学家通常可能得到的最高荣誉。大师之死1859年黎曼33岁时,高斯去世。他被任命为格丁根大学正教授,成为继狄利克雷之后高斯的第二个继任者。这时黎曼的生活才开始得到改善,才开始考虑个人的婚姻问题,并在36岁时与朋友的妹妹结了婚。一年后,他的女儿出生在比萨。但是,长时期清贫的生活、过度的操劳、发奋的研究,使得黎曼身体虚弱、精力衰竭。1862年黎曼患了胸膜炎,不久又患了肺病,一年后又患了黄疽病。在病魔缠身之际,只要有一些力气,黎曼仍坚持数学研究工作。虽然这个时期黎曼积极就医和疗养,但因病入膏盲终无疗效。1866年7月20日,黎曼那颗纯洁、高尚的心停止了跳动。他过早地离开了人世,也过早地离开了数学,终年仅40岁。黎曼是数学史上最具独创性精神的数学家之一,他在众多的数学领域里作出了许多奠基性和创造性的研究工作:他从几何方向开创了复变函数论;是现代意义的解析数论的奠基者;他亲手建立了黎曼几何,是组合拓扑学的开拓者。他对微积分的严格处理作出了重要贡献;在数学物理和微分方程等领域内也成果丰硕。1859年,黎曼被选为柏林科学院通讯院士,1866年他被选为法国巴黎科学院通讯院士和英国皇家学会国外会员。黎曼的英年早逝是德国数学界乃至全世界数学界的遗憾!但是他所留给数学界的,在他少量的已出版的论文集中,已有太多的丰富的概念,至今还未被后世数学家研究殆尽。高斯包含人物[1]和物理单位[2][1]人物:卡尔.弗里德里希.高斯(Carl Friedrich Gauß,~),德国数学家、物理学家和天文学家,出生于德国布伦兹维克的一个贫苦家庭。父亲格尔恰尔德·迪德里赫先后当过护堤工、泥瓦匠和园丁,第一个妻子和他生活了10多年后因病去世,没有为他留下孩子。迪德里赫后来娶了罗捷雅,第二年他们的孩子高斯出生了,这是他们唯一的孩子。父亲对高斯要求极为严厉,甚至有些过分,常常喜欢凭自己的经验为年幼的高斯规划人生。高斯尊重他的父亲,并且秉承了其父诚实、谨慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此时高斯已经做出了许多划时代的成就。在成长过程中,幼年的高斯主要是力于母亲和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30岁那年死于肺结核,留下了两个孩子:高斯的母亲罗捷雅、舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,为人热情而又聪明能干投身于纺织贸易颇有成就。他发现姐姐的儿子聪明伶利,因此他就把一部分精力花在这位小天才身上,用生动活泼的方式开发高斯的智力。若干年后,已成年并成就显赫的高斯回想起舅舅为他所做的一切,深感对他成才之重要,他想到舅舅多产的思想,不无伤感地说,舅舅去世使“我们失去了一位天才”。正是由于弗利德里希慧眼识英才,经常劝导姐夫让孩子向学者方面发展,才使得高斯没有成为园丁或者泥瓦匠。在数学史上,很少有人象高斯一样很幸运地有一位鼎力支持他成才的母亲。罗捷雅直到34岁才出嫁,生下高斯时已有35岁了。他性格坚强、聪明贤慧、富有幽默感。高斯一生下来,就对一切现象和事物十分好奇,而且决心弄个水落石出,这已经超出了一个孩子能被许可的范围。当丈夫为此训斥孩子时,他总是支持高斯,坚决反对顽固的丈夫想把儿子变得跟他一样无知。罗捷雅真诚地希望儿子能干出一番伟大的事业,对高斯的才华极为珍视。然而,他也不敢轻易地让儿子投入当时尚不能养家糊口的数学研究中。在高斯19岁那年,尽管他已做出了许多伟大的数学成就,但她仍向数学界的朋友W.波尔约(,非欧几何创立者之一J.波尔约之父)问道:高斯将来会有出息吗?W.波尔约说她的儿子将是“欧洲最伟大的数学家”,为此她激动得热泪盈眶。7岁那年,高斯第一次上学了。头两年没有什么特殊的事情。1787年高斯10岁,他进入了学习数学的班次,这是一个首次创办的班,孩子们在这之前都没有听说过算术这么一门课程。数学教师是布特纳(Buttner),他对高斯的成长也起了一定作用。在全世界广为流传的一则故事说,高斯最出名的故事就是他十岁时,小学老师出了一道算术难题:“计算1+2+3…+100=?” 。这可难为初学算术的学生,但是高斯却在几秒后将答案解了出来,他利用算术级数(等差级数)的对称性,然后就像求得一般算术级数和的过程一样,把数目一对对的凑在一起:1+100,2+ 99,3+98,……49+52,50+51 而这样的组合有50组,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050。不过,这很可能是一个不真实的传说。据对高斯素有研究的著名数学史家E·T·贝尔()考证,布特纳当时给孩子们出的是一道更难的加法题:81297+81495+81693+…+100899。当然,这也是一个等差数列的求和问题(公差为198,项数为100)。当布特纳刚一写完时,高斯也算完并把写有答案的小石板交了上去。E·T·贝尔写道,高斯晚年经常喜欢向人们谈论这件事,说当时只有他写的答案是正确的,而其他的孩子们都错了。高斯没有明确地讲过,他是用什么方法那么快就解决了这个问题。数学史家们倾向于认为,高斯当时已掌握了等差数列求和的方法。一位年仅10岁的孩子,能独立发现这一数学方法实属很不平常。贝尔根据高斯本人晚年的说法而叙述的史实,应该是比较可信的。而且,这更能反映高斯从小就注意把握更本质的数学方法这一特点。高斯的计算能力,更主要地是高斯独到的数学方法、非同一般的创造力,使布特纳对他刮目相看。他特意从汉堡买了最好的算术书送给高斯,说:“你已经超过了我,我没有什么东西可以教你了。”接着,高斯与布特纳的助手巴特尔斯()建立了真诚的友谊,直到巴特尔斯逝世。他们一起学习,互相帮助,高斯由此开始了真正的数学研究。1788年,11岁的高斯进入了文科学校,他在新的学校里,所有的功课都极好,特别是古典文学、数学尤为突出。经过巴特尔斯等人的引荐,布伦兹维克公爵召见了14岁的高斯。这位朴实、聪明但家境贫寒的孩子赢得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的资助人,让他继续学习。布伦兹维克公爵在高斯的成才过程中起了举足轻重的作用。不仅如此,这种作用实际上反映了欧洲近代科学发展的一种模式,表明在科学研究社会化以前,私人的资助是科学发展的重要推动因素之一。高斯正处于私人资助科学研究与科学研究社会化的转变时期。1792年,高斯进入布伦兹维克的卡罗琳学院继续学习。1795年,公爵又为他支付各种费用,送他入德国著名的哥丁根大学,这样就使得高斯得以按照自己的理想,勤奋地学习和开始进行创造性的研究。1799年,高斯完成了博士论文,回到家乡布伦兹维克,正当他为自己的前途、生计担忧而病倒时----虽然他的博士论文顺利通过了,已被授予博士学位,同时获得了讲师职位,但他没有能成功地吸引学生,因此只能回老家,又是公爵伸手救援他。公爵为高斯付诸了长篇博士论文的印刷费用,送给他一幢公寓,又为他印刷了《算术研究》,使该书得以在1801年问世;还负担了高斯的所有生活费用。所有这一切,令高斯十分感动。他在博士论文和《算术研究》中,写下了情真意切的献词:“献给大公”,“你的仁慈,将我从所有烦恼中解放出来,使我能从事这种独特的研究”。1806年,公爵在抵抗拿破仑统帅的法军时不幸阵亡,这给高斯以沉重打击。他悲痛欲绝,长时间对法国人有一种深深的敌意。大公的去世给高斯带来了经济上的拮据,德国处于法军奴役下的不幸,以及第一个妻子的逝世,这一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位刚强的汉子,从不向他人透露自己的窘况,也不让朋友安慰自己的不幸。人们只是在19世纪整理他的未公布于众的数学手稿时才得知他那时的心态。在一篇讨论椭圆函数的手搞中,突然插入了一段细微的铅笔字:“对我来说,死去也比这样的生活更好受些。”慷慨、仁慈的资助人去世了,因此高斯必须找一份合适的工作,以维持一家人的生计。由于高斯在天文学、数学方面的杰出工作,他的名声从1802年起就已开始传遍欧洲。彼得堡科学院不断暗示他,自从1783年欧拉去世后,欧拉在彼得堡科学院的位置一直在等待着象高斯这样的天才。公爵在世时坚决劝阻高斯去俄国,他甚至愿意给高斯增加薪金,为他建立天文台。现在,高斯又在他的生活中面临着新的选择。为了不使德国失去最伟大的天才,德国著名学者洪堡( Humboldt)联合其他学者和政界人物,为高斯争取到了享有特权的哥丁根大学数学和天文学教授,以及哥丁根天文台台长的职位。1807年,高斯赴哥丁根就职,全家迁居于此。从这时起,除了一次到柏林去参加科学会议以外,他一直住在哥丁根。洪堡等人的努力,不仅使得高斯一家人有了舒适的生活环境,高斯本人可以充分发挥其天才,而且为哥丁根数学学派的创立、德国成为世界科学中心和数学中心创造了条件。同时,这也标志着科学研究社会化的一个良好开端。高斯的学术地位,历来为人们推崇得很高。他有“数学王子”、“数学家之王”的美称、被认为是人类有史以来“最伟大的三位(或四位)数学家之一”(阿基米德、牛顿、高斯或加上欧拉)。人们还称赞高斯是“人类的骄傲”。天才、早熟、高产、创造力不衰、……,人类智力领域的几乎所有褒奖之词,对于高斯都不过份。高斯的研究领域,遍及纯粹数学和应用数学的各个领域,并且开辟了许多新的数学领域,从最抽象的代数数论到内蕴几何学,都留下了他的足迹。从研究风格、方法乃至所取得的具体成就方面,他都是18----19世纪之交的中坚人物。如果我们把18世纪的数学家想象为一系列的高山峻岭,那么最后一个令人肃然起敬的巅峰就是高斯;如果把19世纪的数学家想象为一条条江河,那么其源头就是高斯。虽然数学研究、科学工作在18世纪末仍然没有成为令人羡慕的职业,但高斯依然生逢其时,因为在他快步入而立之年之际,欧洲资本主义的发展,使各国政府都开始重视科学研究。随着拿破仑对法国科学家、科学研究的重视,俄国的沙皇以及欧洲的许多君主也开始对科学家、科学研究刮目相看,科学研究的社会化进程不断加快,科学的地位不断提高。作为当时最伟大的科学家,高斯获得了不少的荣誉,许多世界著名的科学泰斗都把高斯当作自己的老师。1802年,高斯被俄国彼得堡科学院选为通讯院士、喀山大学教授;1877年,丹麦政府任命他为科学顾问,这一年,德国汉诺威政府也聘请他担任政府科学顾问。高斯的一生,是典型的学者的一生。他始终保持着农家的俭朴,使人难以想象他是一位大教授,世界上最伟大的数学家。他先后结过两次婚,几个孩子曾使他颇为恼火。不过,这些对他的科学创造影响不太大。在获得崇高声誉、德国数学开始主宰世界之时,一代天骄走完了生命旅程。在处理相片的软件 photoshop 中,有一种菜单叫高斯模糊,这种功能对模糊一些不必要的地方很有作用。高斯(Gauss 1777~1855)生於Brunswick,位於现在德国中北部。他的祖父是农民,父亲是泥水匠,母亲是一个石匠的女儿,有一个很聪明的弟弟,高斯这位舅舅,对小高斯很照顾,偶而会给他一些指导,而父亲可以说是一名「大老粗」,认为只有力气能挣钱,学问这种劳什子对穷人是没有用的。高斯很早就展现过人才华,三岁时就能指出父亲帐册上的错误。七岁时进了小学,在破旧的教室里上课,老师对学生并不好,常认为自己在穷乡僻壤教书是怀才不遇。高斯十岁时,老师考了那道著名的「从一加到一百」,终於发现了高斯的才华,他知道自己的能力不足以教高斯,就从汉堡买了一本较深的数学书给高斯读。同时,高斯和大他差不多十岁的助教Bartels变得很熟,而Bartels的能力也比老师高得多,后来成为大学教授,他教了高斯更多更深的数学。老师和助教去拜访高斯的父亲,要他让高斯接受更高的教育,但高斯的父亲认为儿子应该像他一样,作个泥水匠,而且也没有钱让高斯继续读书,最后的结论是--去找有钱有势的人当高斯的赞助人,虽然他们不知道要到哪里找。经过这次的访问,高斯免除了每天晚上织布的工作,每天和Bartels讨论数学,但不久之后,Bartels也没有什麽东西可以教高斯了。1788年高斯不顾父亲的反对进了高等学校。数学老师看了高斯的作业后就要他不必再上数学课,而他的拉丁文不久也凌驾全班之上。1791年高斯终於找到了资助人--布伦斯维克公爵费迪南(Braunschweig),答应尽一切可能帮助他,高斯的父亲再也没有反对的理由。隔年,高斯进入Braunschweig学院。这年,高斯十五岁。在那里,高斯开始对高等数学作研究。并且独立发现了二项式定理的一般形式、数论上的「二次互逆定理」(Law of Quadratic Reciprocity)、质数分布定理(prime numer theorem)、及算术几何平均(arithmetic-geometric mean)。1795年高斯进入哥廷根(G?ttingen)大学,因为他在语言和数学上都极有天分,为了将来是要专攻古典语文或数学苦恼了一阵子。到了1796年,十七岁的高斯得到了一个数学史上极重要的结果。最为人所知,也使得他走上数学之路的,就是正十七边形尺规作图之理论与方法。希腊时代的数学家已经知道如何用尺规作出正 2m×3n×5p 边形,其中 m 是正整数,而 n 和 p 只能是0或1。但是对於正七、九、十一边形的尺规作图法,两千年来都没有人知道。而高斯证明了:一个正 n 边形可以尺规作图若且唯若 n 是以下两种形式之一:1、n = 2k,k = 2, 3,…2、n = 2k × (几个不同「费马质数」的乘积),k = 0,1,2,…费马质数是形如 Fk = 22k 的质数。像 F0 = 3,F1 = 5,F2 = 17,F3 = 257, F4 = 65537,都是质数。高斯用代数的方法解决二千多年来的几何难题,他也视此为生平得意之作,还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上,但后来他的墓碑上并没有刻上十七边形,而是十七角星,因为负责刻碑的雕刻家认为,正十七边形和圆太像了,大家一定分辨不出来。1799年高斯提出了他的博士论文,这论文证明了代数一个重要的定理:任一多项式都有(复数)根。这结果称为「代数学基本定理」(Fundamental Theorem of Algebra)。事实上在高斯之前有许多数学家认为已给出了这个结果的证明,可是没有一个证明是严密的。高斯把前人证明的缺失一一指出来,然后提出自己的见解,他一生中一共给出了四个不同的证明。在1801年,高斯二十四岁时出版了《算学研究》(Disquesitiones Arithmeticae),这本书以拉丁文写成,原来有八章,由於钱不够,只好印七章。 这本书除了第七章介绍代数基本定理外,其余都是数论,可以说是数论第一本有系统的着作,高斯第一次介绍「同余」(Congruent)的概念。「二次互逆定理」也在其中。二十四岁开始,高斯放弃在纯数学的研究,作了几年天文学的研究。当时的天文界正在为火星和木星间庞大的间隙烦恼不已,认为火星和木星间应该还有行星未被发现。在1801年,意大利的
翻开科学史册,每位科学家部有着独特的个性、坚定的毅力。黎曼的不同就在于他的独创精神,其创造性的工作,在数学的众多研究领域作出了突出贡献,为世界数学建立了丰功伟绩。
黎曼出生在德国汉诺瓦一个小乡村的清教徒家庭,父亲是一名乡村牧师,并且希望儿子能够继承他的遗志,长大也做一名牧师。按照父亲的意愿,19岁的黎曼进入了哥廷根大学攻读哲学和神学。但是黎曼从小酷爱数学,在中学的时候,他已经显示出了很高的数学才能,据他的数学老师萨马福斯德回忆,黎曼在16岁的时候就全部理解了法国数学家勒让德的《数论》。
当时的哥廷根夫学是世界数学中心之一,其数学教学和数学研究的气氛非常浓。黎曼在学习哲学和神学之余一有时间就去听高斯的最小二乘法及史登恩的定积分的课程,受环境的影响,他决定放弃神学,专攻数学。
1847年,黎曼转入柏林大学,拜贾可比、狱利克雷和史泰勒为师。在那里,他学习了高等代数,数论、积分论和偏微方程及椭圆方程,从此,开始了他研究数学的征程。
两年后,黎曼呈上了博士论文《复变函数论的一般理论的基础》,为多值解析函数的创立奠定了理论基础。高斯看到后欣喜地说:“我许多年前就想写一份像这样的论文。”
1854年是黎曼生命中重要的一年,他不但成为哥廷根大学讲师,还创造性地采用微分几何的途径,创立了黎曼几何,这种处理几何问题的方法和手段是几何史上一场深刻的革命。
在伟大的成果中,黎曼得到了极大地鼓舞。在接下来的几年里,他把所有的精力都投入到了数学研究中,他的研究范围几乎遍及了整个数学领域。
1858年他在一篇关于素数分布的论文中,提出了著名的黎曼猜想。这个猜想提出后,就像珠穆朗玛峰一样屹立在数学王国里,目前已有很多人登上这座世界屋脊,但至今还没有人能证明这个猜想。黎曼也伴随着这个猜想接受着后人的顶礼膜拜。
黎曼的创造性工作在当时未能得到数学界的一致公认,德国数学家克莱因评价他说:“黎曼具有很强的直观,这天份使他超越了当代的数学家。”但他艰深难解的深邃思想和部分工作不够严谨的态度,曾引起了很大的争议。
除在数学研究之外,黎曼还把数学引到了物理研究上,将物理问题抽象出的常微分方程、偏微分方程进行定论研究得到一系列丰硕成果。此外,他还是对冲击波作数学处理的第一个人。
因为长年的贫困和劳累,在1862年婚后不到一个月黎曼就开始患胸膜炎和肺结核,并于1866年病逝。他在数学界仅仅活跃了15年,但他对纯数学的研究作出了划时代的贡献。他去世后,许多数学家对黎曼断言过的定理开始重新论证并取得了辉煌成就。爱因斯坦广义相对论就是建立在黎曼几何的基础之上的。
祖冲之. <<九章算术>>
去找导师啊,想当年我毕业论文网上都搜不到什么,导师给一部分,自己做一部分,在就差不多啦
何谓“几何”?弗赖登塔尔认为,所谓几何就是把握空间,而这个空间对儿童来说,就是他们生活和运动的空间。因此,“几何”又称为“空间几何”,从严格意义上讲,空间几何主要就是研究事物的空间形式或关系的一门学科。我们首先要弄清楚,作为小学数学课程的空间几何,与作为数学科学的空间几何是有区别的:1、作为数学科学的空间几何(1)是一个完整的知识体系(2)是一种论证几何,或称之为证明几何(3)是存在于严密的公理体系之中的2、作为小学数学课程的空间几何(1)是几何学中最基础的部分(2)是一种直观几何,或称之为经验几何、实验几何(3)是存在于不太严密的局部组织之中的明确了小学数学几何与数学课程几何的不同点之后,就要来研究究竟如何更加有效地进行小学数学的几何学习呢?下面分三个部分:一、 小学几何学习的基本分析这部分内容又分三个知识点:(一)、小学数学几何学习的基本内容:也就是我们所说的“空间与图形”,具体内容有:简单几何形体的认识、变换(包括平移、旋转和对称等)、位置、图形测量、简单图形的周长、面积与体积的计算、方向的认识以及平面坐标的初步体验等。(二)、小学数学几何学习的基本目标:(分两个方面表述)1、从活动的特征表述(1)能从实物的形状想像出几何图形,或由几何图形想像出实物的形状;(2)能从较复杂的图形中分解出基本的图形,并能分析出其中的基本元素及其关系;(3)能描述出实物或图形的运动和变化;(4)能采用适当的方式描述物体间的位置关系,或能运用图形形象地描述问题,并利用直观来进行思考。2、从内容的特征表述(1)使学生获得有关线、角、简单平面图形和立体图形的知觉映象(空间表象)(2)使学生能建立有关长度、面积或体积等的基本概念(3)能够对不太远的物体间的方位、距离和大小有较正确的估计(4)能从较复杂的图形中辨别有各种特征的图形(三)、小学数学几何学习的基本特点:(两点)1、经验是儿童几何学习的起点儿童的几何学习与成人(或更高年级学生)不同,他们不是以几何的公理体系为起点的,而是以已有的经验为起点的。儿童在玩各种积木或玩具的过程中,在选择和使用各种生活用具的过程中,在接触到的各种自然现象中,甚至于他们在玩类似“过家家”的游戏中,逐渐感觉到了各种用具在几何方面的特点。2、操作是儿童构建空间表象的主要形式儿童的几何不是论证几何,更多的是属于直观几何,而直观几何就是一种经验几何或实验几何,因此,儿童获得几何知识并形成空间观念,更多的是依靠他们的动手操作。儿童在这个过程中,是通过不断地尝试搭建、选择分类、组合分解等活动来增加自己的体验,积累自己的经验,丰富自己的想像的。二、儿童形成空间观念的基本特征发展儿童的空间观念是小学数学几何学习的基本价值。所谓空间观念,就是指物体的形状、大小、位置、距离、方向等形象在人头脑中的映象,是空间知觉经过加工后所形成的表象。下面就结合实例从“思维发展”和“空间观念形成”两大方面具体谈谈“空间观念”。(一)儿童几何思维水平的发展:1、水平0阶段(前认知阶段) 1)直线和曲线(线能区分)(2)正方形和平行四边形(面不能区分)2、水平1阶段(直观化阶段)(1)四边形和三角形(能从边的数量上去区分)(2)正方形和菱形(不能从角的特征上去区分)(3)长方形和长方体(不能区分面和体)3、水平2阶段(描述/分析阶段)(1)长方形、四边形、三角形(不同分类方法代表不同水平)(2)长方形是特殊的平行四边形(对图形内在性质和特征不能区分)4、水平3阶段(抽象/关联阶段)(1)平行四边形剪拼成长方形(2)三角形拼成平行四边形(能通过动手操作将新知转化为旧知进行学习)(3)长方形与长方体(能区分面和体)(二)儿童空间观念形成与发展的基本特征(三点) 1、儿童空间想像力的发展所谓的空间想像能力,就是指对客观事物的空间形式进行观察、分析、归纳和抽象的能力。低年段儿童在学习空间图形时基本上是从认识“二维图形”开始的,但儿童积累的却是大量的“三维”的几何经验,他们在对“二维”图形的空间思考的过程中,往往就会依附相应的直观物体,比如让学生举例说说生活中有哪些物体的形状是长方形的?学生往往会举到诸如课桌之类的,很难抽象出桌面的形状才是长方形。甚至到了较高年级学习“圆的认识”时,还会受到直观物体“球”的干扰。2、儿童形成空间观念的主要心理特点(1)对直观的依赖较大“闭合的区域”往往比“开放的区域”更为直观。如对三角形的性质理解可能会比对角的性质认识更容易;对周长的理解可能会比面积更容易。正如我们听到许多教师上《面积与面积单位》时,总是让学生通过自己的手的触摸来体验“面”的大小,并与周长作出对比,逐步获得对“面积”的理解。(2)用经验来思考和描述性质或概念无法运用精确语言来描述“圆”,对“圆上”、“圆内”或“圆外”等概念还只能建立在“圆圈上”、“圆的里面”和“圆的外面”等上面。(3)空间观念的形成依靠渐进的过程学龄前儿童已经认识三角形,但这只是对形状的初步感知,到了低年段,能用“三条边围起来”这样的直观特征来辨识图形。到稍高年段,才开始逐渐获得“三角形”性质方面的认识。(4)容易感知图形的外显性较强的因素对“角”的本质属性的认识,往往会集中在组成角的两条边的长短上,而忽视两条边的“张开”程度,也是因为边的长短的视觉刺激明显要大于两条边的“张开”程度,甚至我前几天在问学生如果拿一个放大镜看角时,角的大小怎样时,学生居然说角会变大。(5)对图形性质间的关系有一个逐渐理解的过程一年级时,学生只能辨认长方形、正方形、三角形、圆形的形状;二、三年级时,学生不仅能辨认长方形、正方形、梯形、平行四边形等平面图形,还能从这些图形的基本性质上分析,并对圆柱和球也有了初步的认识;到了四、五年级,能深入地分析图形的性质及关系;而到了六年级,学生则能较好地掌握立体图形的特征。可见学生对图形的掌握及空间观念的发展都是一个渐变的过程。(6)对图形的识别倚赖标准形式一位老师在上《三角形的认识》时,为了让学生更好地理解“高”的概念,她先从一个正放的三角形入手,让学生画高;接着她把这个三角形旋转一下,变成倒放的三角形了,问学生这还是不是三角形的高,学生就觉得它不是高了。可见学生对图形的识别还仅仅依赖于标准形式,一旦变成了“变式图形”,学生识别起来就比较困难了。(7)依据平面再造立体图形的空间想像能力是逐步形成的有的教师在学生初次学习“长方体”时,用三根“拉杆天线”,将它们的三个点按“长”、“宽”、“高”这三个维度焊接在一起。然后不断地通过拉动天线的三个方向的长度,让学生在头脑中再造相应的形体大小的形象,以此来发展儿童的空间想像能力。 3、儿童形成空间观念的主要知觉障碍1、空间识别障碍空间识别能力表现出的是空间的方位感,它无论是在日常的生活中,还是在空间几何的学习中,都是一个非常重要的能力。比如估计出要去的某个地方的大致方位,就如平时非常重要的方向感;估计出两个物体之间的大致距离等等,都涉及到空间识别能力。而这些能力在我们今后的生活中作用是非常大的。2、视觉知觉障碍比如让学生解决“教室粉刷墙壁和天花板,要粉刷多少面积”或是解决“游泳池铺瓷砖”等,其实都是关于长方体的表面积问题,由于学生看到教室是一个完整的长方体,他们就往往会忽略了有一个面不算在内的问题。三、小学几何教学的主要策略前面我在“几何学习的基本特点”中也已强调两点:经验是儿童几何学习的起点;操作是儿童构建空间表象的主要形式。针对这两大特点,在几何教学中应注意运用以下三点策略:(一)注重儿童的生活经验(1)利用操作体验来获得对象形状特征的认识比如《三角形的分类》可以给定学生一些不同形状的三角形,让学生按自己的理解去分类,而不同的分类就显示着他们对对象形体特征的表征。(2)利用已经建立的有关图形形体经验帮助概括图形的性质比如学习平行四边形和梯形时,是在学生学习了长方形、正方形之后的,学生自然会按分析长方形、正方形的方法,从边、角的方面去分析它们的特征。(二)观察对象的形体特征是基础(1)观察形体特征是获得对象性质的基础比如长方体中有一种特殊的是有两个面是正方形的,让学生凭空去想象其余四个面有什么关系是十分困难的,必须通过实物的观察,让学生明白它的宽和高相等,因此其余四个面是大小完全相等的,从而获得性质,得出结论。(2)注意运用变式如前面提到的认识三角形的高时,应多采用变式,以加深学生对“高”的概念的理解。又如,认识圆的半径、直径时,不必过于强调概念,而是要多一些变式的练习,以反例来加强学生对半径、直径的认识。(三)强化动手操作(1)搭建活动我在上《立体图形的整理和复习》时,让学生通过“搭一搭”帮助学生思考在立方体每个面都打一个直穿洞口的长方体,使学生较好地理解被挖掉的有7个小立方体。(2)剪拼与折叠活动比如《三角形的内角和》一课,可以让学生通过剪拼、折叠的方法得出三角形的内角和是180度。(3)实物操作活动在学习圆锥的体积公式时,必须让学生通过实物操作,发现等底等高的圆柱和圆锥之间的关系,从而得出圆锥体积计算公式。(4)测量活动《三角形的内角和》一课,学生最初提出的验证三角形内角和是否为180度的方法都是量一量的方法,这个测量活动也是很有必要的,只有引发认知冲突,才会更深入地解决“误差”的问题,更好地引出剪拼、折叠的方法。(5)作图活动四、丰富的想像和有效的交流发展儿童的空间想像能力是小学几何学习的重要任务,而丰富的想像是发展学生空间想像力的有效方式,空间想像力不仅包括对方位、立体图形的想像,还应该包括对平面表示的三维图形的透视能力,以及对图形的再造、组合或分解能力。(这让我想到一种三维图)有效交流也是促进学生几何语言发展的有效手段。我的思考:鉴于以上收获,引发了我的思考。给孩子留一片想像的时空直观演示,该出手时才出手!孔子曰:“不愤不启,不悱不发。”只有在学生先独立思考、展开想像的基础上,在学生空间想像能力无法达到某个高度时,才去演示和启发,才能更好地培养学生的空间观念,这不正是我们小学数学几何教学所应追求的目标吗?但愿我今天的粗浅看法能给大家带来一些思考!
数学本科毕业论文--数学教学与学生创造思维能力的培养摘 要:现代高科技和人才的激烈竞争,归根结底就是创造性思维的竞争,而创造性思维的实质就是求新、求异、求变。在数学教学中培养学生的创造思维、激发创造力是时代对我们提出的基本要求。怎样培养学生的创造思维能力:1、指导观察2、引导想象3、鼓励求异4、诱发灵感关键词:创造 思维前 言:在竞争日益激烈的当今社会,如何让在学校里学习的学生提前适应社会的发展,使他们能够顺利地成长,是学校、家庭和社会所面临的一个重要问题,本文就在数学教学中如何培养学生的创造思维能力提出自己的一些看法 现代高科技和人才的激烈竞争,归根结底就是创造性思维的竞争,而创造性思维的实质就是求新、求异、求变。创新是教与学的灵魂,是实施素质教育的核心;数学教学蕴含着丰富的创新教育素材,数学教师要根据数学的规律和特点,认真研究,积极探索培养和训练学生创造性思维的原则、方法。在数学教学中培养学生的创造思维、激发创造力是时代对我们提出的基本要求。本文就创造思维及数学教学中如何培养学生创造思维能力谈谈自己的一些看法。一、 创造思维及其特征思维是具有意识的人脑对客观事物的本质属性和内部规律性的概括的间接反映。创造思维就是合理地、协调地运用逻辑思维、形象思维及直觉思维等多种思维方式,使有关信息有序化,以产生积极的效果或成果。数学教学中所研究的创造思维,一般是指对思维主体来说是新颖独到的一种思维活动。它包括发现新事物、提示新规律、建立新理论、创造新方法、获得新成果、解决新问题等思维过程,尽管这种思维结果通常并不是首次发现或超越常规的思考。创造思维是创造力的核心。它具有独特性、新颖性、求异性、批判性等思维特征,思考问题的突破常规、新颖独特和灵活变通是创造思维的具体表现,这种思维能力是正常人经过培养可以具备的。二、 创设适宜的教学环境教师必须用尊重、平等的情感去感染学生,使课堂充满民主、宽松、和谐的气氛,只有这样学生才会热情高涨,才能大胆想象、敢于质疑、有所创新,这是培养学生创造性思维能力的重要前提。1、教育创新是教师的职责。教师应该深入钻研教材,挖掘教材本身蕴藏的创造因素,对知识进行创造性的加工,使课堂教学有创造教育的内容。例如教学轴对称图形时,提出“在河边修一个水塔,使到陈村、李庄所用的水管长度最少,如何选定这个水塔的位置?”从而把课本内容引申到实际生活中来,使教学富有实践性、科学性、现代性。突出学生的“主体”地位。要发扬教学民主,尊重学生中的不同观点,保护学生中学习争辩的积极性,让学生敢于想象,敢于质疑,敢于标新立异,敢于挑战权威,给每个学生发表自己见解的机会,最大限度地消除学生的心理障碍,形成学生主动学习,积极参与的课堂教学氛围,处理学生学习行为时,尊重他们的想法,鼓励别出心裁等。三、 怎样培养学生的创造思维能力1、指导观察观察是信息输入的通道,是思维探索的大门。敏锐的观察力是创造思维的起步器。可以说,没有观察就没有发现,更不能有创造。儿童的观察能力是在学习过程中实现的,在课堂中,怎样培养学生的观察力呢?首先,在观察之前,要给学生提出明确而又具体的目的、任务和要求。其次,要在观察中及时指导。比如要指导学生根据观察的对象有顺序地进行观察,要指导学生选择适当的观察方法,要指导学生及时地对观察的结果进行分析总结等。第三,要科学地运用直观教具及现代教学技术,以支持学生对研究的问题做仔细、深入的观察。第四,要努力培养学生浓厚的观察兴趣。如学习《三角形的认识》,学生对“围成的”理解有困难。教师可让学生准备10厘米、16厘米、8厘米、6厘米的小棒各一根,选择其中三根摆成一个三角形。在拼摆中,学生发现用10、16、8厘米,10、8、6厘米和10、16、6厘米都能拼成三角形,当选16厘米、8厘米、6厘米长的三根小棒时,首尾不能相接,不能拼成三角形。借助图形,学生不但直观的感知了三角形“两边之和不能小于第三边”,而且明白了“三角形”不是由“三条线段组成”的图形,而应该是由“三条线段围成”的图形,使学生对三角形的定义有了清晰的认识。因此,在概念的形成中教师要努力创造条件,给学生提供自主探索的机会和充分的思考空间,让学生在观察、操作、实验、归纳和分析的过程中亲自经历概念的形成和发展过程,进行数学的再发现、再创造。2、引导想象想象是思维探索的翅膀。爱因斯坦说:"想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象可以包罗整个宇宙。"在教学中,引导学生进行数学想象,往往能缩短解决问题的时间,获得数学发现的机会,锻炼数学思维。想象不同于胡思乱想。数学想象一般有以下几个基本要素。第一,因为想象往往是一种知识飞跃性的联结,因此要有扎实的基础知识和丰富的经验的支持。第二,是要有能迅速摆脱表象干扰的敏锐的洞察力和丰富的想象力。第三,要有执着追求的情感。因此,培养学生的想象力,首先要使学生学好有关的基础知识。其次,新知识的产生除去推理外,常常包含前人的想象因素,因此在教学中应根据教材潜在的因素,创设想象情境,提供想象材料,诱发学生的创造性想象。如在学习《平行四边形的面积》时,教师利用多媒体呈现学生熟悉的情景:种植园里各种植物郁郁葱葱,分别种在划成不同形状的地块上。然后出示种有竹子和杜鹃的地块,分别呈正方形和长方形,要求算一算它们的种植面积,学生运用已学的知识很快解决了问题。接着出示一块形如平行四边形的青菜地,让学生猜一猜它的面积大概是多少?平行四边形的面积应怎么求?学生对未知领域的探索有天然的好奇,思维的积极性被激发,纷纷根据前面的知识作出如下猜测:①、面积是长边和短边长度的积。②、长边和它的高的积。③、短边和它的高的积。④、先拼成一个长方形,跟这个长方形的面积有关……教师一一板书出来,学生见自己的思维结果被肯定,心理上有一种小小的成就,从而更激起了主动探索的欲望。3、鼓励求异求异思维是创造思维发展的基础。它具有流畅性、变通性和创造性的特征。求异思维是指从不同角度,不同方向,去想别人没想不到,去找别人没有找到的方法和窍门。要求异必须富有联想,好于假设、怀疑、幻想,追求尽可能新,尽可能独特,即与众不同的思路。课堂教学要鼓励学生去大胆尝试,勇于求异,激发学生创新欲望。学起于思,思源于疑,疑则诱发创新。教师要创设求异的情境,鼓励学生多思、多问、多变,训练学生勇于质疑,在探索和求异中有所发现和创新。本人教授“§平行线的性质”一节时深有感触,一道例题最初是这样设计的:例:如图,已知a // b , c // d , ∠1 = 115, ⑴ 求∠2与∠3的度数 ,1abcd⑵ 从计算你能得到∠1与∠2是什么关系? 2学生很快得出答案,并得到∠1=∠2。我正要向下讲解,这时一位同学举手发言:“老师,不用知道∠1=115°也能得出∠1=∠2。”我当时非常高兴,因为他回答了我正要讲而未讲的问题,我让他讲述了推理的过程,同学们报以热烈的掌声。我又借题发挥,随之改为:已知:a//b , c//d 求证: ∠1=∠2让学生写出证明,并回答各自不同的证法。随后又变化如下:变式1:已知a//b , ∠1=∠2 , 求证:c//d。变式2:已知c//d ,∠1=∠2 , 求证:a//b。变式3:已知a//b, 问∠1=∠2吗?(展开讨论)这样,通过一题多证和一题多变,拓展了思维空间,培养学生的创造性思维。对初学几何者来说,有利于培养他们学习几何的浓厚兴趣和创新精神。数学教学中,发展创造性思维能力是能力培养的核心,而逆向思维、发散思维和求异思维是创新学习所必备的思维能力。数学教学要让学生逐步树立创新意识,独立思考,这应成为我们以后教与学的着力点。 4、诱发灵感灵感是一种直觉思维。它大体是指由于长期实践,不断积累经验和知识而突然产生的富有创造性的思路。它是认识上质的飞跃。灵感的发生往往伴随着突破和创新。在教学中,教师应及时捕捉和诱发学生学习中出现的灵感,对于学生别出心裁的想法,违反常规的解答,标新立异的构思,哪怕只有一点点的新意,都应及时给予肯定。同时,还应当运用数形结合、变换角度、类比形式等方法去诱导学生的数学直觉和灵感,促使学生能直接越过逻辑推理而寻找到解决问题的突破口。 例如,有这样的一道题:把3/7、6/13、4/9、12/25用">"号排列起来。对于这道题,学生通常都是采用先通分再比较的方法,但由于公分母太大,解答非常麻烦。为此,我在教学中,安排学生回头观察后桌同学抄的题目(7/3、13/6、9/4、25/12),然后再想一想可以怎样比较这些数的大小,倒过来的数字诱发了学生瞬间的灵感,使很多学生寻找到把这些分数化成同分子分数再比较大小的简捷方法。 总之,人贵在创造,创造思维是创造力的核心。培养有创新意识和创造才能的人才是中华民族振兴的需要,让我们共同从课堂做起。结束语:学生的创造思维能力如何培养如何提高是学校教学工件新的难题,以上仅代表本人的观点,不足之处请大家指正。该篇论文的完成得到了各方面的支持,在此谨表示最真诚的感谢,谢谢!
没用过几何画板,不作评价其实有很多的,例如maple,mathematica,matlab,如果是linux,也可以用Gnuplot个人采用的是matlab,快7,8年了,觉得比较容易上手。如果你需要下载地址和相关书籍可以留个邮箱,或者私信。基本上电驴,迅雷这些都是有下的,不一定要最新版本,基本没有很大差异。 PS也是不错的选择,请你详细描述一些你要画的图,其次有什么需要添加描述的可以追问
maple几何画板
开源的数学工具,内核是lisp实现的,感觉功能还不错 安装后,注意看它的说明文档里的说明,特别是DEP设置部分 ,否则程序无法运行 。 Maxima is a symbolic computation program. It is full featured, doing symbolic manipulation of polynomials, matrices, rational functions, integration, Todd-coxeter, graphing, bigfloats. It has a symbolic debugger source level debugger for maxima code. Maxima is based on the original Macsyma developed at MIT in the 1970's. It is quite reliable, and has good garbage collection, and no memory leaks. It comes with hundreds of self tests. Maxima is distributed under the GNU General Public License, with some export restrictions from the . Department of Energy. See the file COPYING. Installation information is available in the file INSTALL. Summary information about this release can be found in the file NEWS. Detailed change information is available in the ChangeLog. For more information on Maxima, see the Maxima web site, <>.
小学教材将几何图形的学习内容分为几个阶段:初步认识立体图形——认识平面图形——平面图形的测量与计算——再次认识立体图形——立体图形的测量与计算。教材按照“立体图形——平面图形——立体图形”的顺序进行编排,让学生体会从整体到部分再到整体的学习思路,也明确了平面图形和立体图形的关系。对此,我认为教师在教学中要注重让学生想象、动手操作、观察、探究、总结,让学生由浅入深地学习几何知识,找到形体之间的联系,从而发展空间思维。一、注重生活中的形体,让数学生活化数学来源于生活,又服务于生活。教师要结合教材,把生活中随处可见的几何图形与所教知识联系在一起开展教学。这样学生就能在不知不觉中获得数学知识。1.重视直观操作。学生是学习的主人,让学生主动参与数学活动,并通过想象、动手、观察、初步认识几何图形。例如,在教学“认识角”时,我是这样导入新课的:红领巾是少先队员的标志,让学生说说红领巾是什么形状的;然后用多媒体课件出示红领巾、五角星、剪刀等,让学生在图中找出角;接着让学生在教室里找角。我用这样的导入方式吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,让学生对角有一个直观认识。2.重视动手操作。课程标准指出:动手操作是学生学习数学的重要方式之一。动手操作不仅可以让学生强化数学与生活的联系,还可以使学生在未达到抽象思维水平之前,通过自主探索的形式学习数学知识。例如,在教学“圆的周长”时,我让学生在课堂上测量圆的周长与直径,经过测量,学生发现:圆的大小与半径或直径的长短有关,但具体是什么关系呢?由于学生学过“圆由正方形切割而来”的知识,他们便猜测圆的周长比直径的四倍少一点。我再让学生动手测量圆的周长与直径。通过小组合作观察、交流,学生发现:在测量过的圆中,不管是大圆还是小圆,每一个圆的周长都是它直径的3倍多一些。我顺势引出圆周率的知识,引导学生通过自己的努力一步一步理解圆的周长。二、注重迁移的学习方法,构建知识体系数学知识具有紧密的联系性。教师在教学时要注重知识的前后联系,合理应用转化思想,引导学生用旧知识来探索新知。例如,在探究圆的面积时,教师可以问学生:“以前学的是直线图形的面积,而今天学的是曲线图形的面积,能否将圆转化成学过的图形,怎样转化?”教师要帮助学生开拓思路,给予学生充分的时间与空间,让学生利用手中的学具画一画、折一折、剪一剪、拼一拼,然后通过观察、探究、讨论,使他们经历“猜想——操作——推导”的过程。经过教师的指点,有学生发现:可以将圆剪成若干个小块再拼成平行四边形或长方形。通过思考,学生认为拼成长方形更容易理解,因为圆的周长的一半相当于长方形的长,圆的半径相当于长方形的宽,长方形的面积=长×宽,因此圆的面积=圆周长的一半(C/2)×半径(r)=2πr/2×r=πr2。三、注重多媒体动态演示,优化教学效果1.从平面到立体,激起学生的学习兴趣。小学生的好奇心强,求知欲旺盛,喜欢动手操作,但是他们的空间思维处于萌芽阶段,直观思维仍占主导地位。在教学时,教师应该重视动手操作活动,将操作、观察、讨论活动贯穿教学始终,让学生通过找一找、摸一摸、比一比等实践活动加深体验、掌握知识、培养技能。但是要高质量地完成以上一系列的活动,单是靠动手操作是难以实现的,必须要借助多媒体把静态的教材内容变成动态的教学内容,化抽象为具体,化平面为立体,让教学变得生动起来,从而调动学生的学习兴趣。例如,在教学“圆柱的认识”时,我先用多媒体课件出示一个长方形和一个正方形,然后以长方形其中的一边为轴旋转一周后形成一个圆柱;以正方形其中的一边为轴,旋转一周后会形成一个圆柱。学生对圆柱有了初步认识后,我让他们举例说说生活中有哪些物体是圆柱,并说说圆柱的特点。用多媒体课件演示的过程中沟通了平面图形与立体图形的联系,同时充分调动了学生的学习兴趣和积极性,发展了学生的空间思维。2.激发学生的求知欲,培养学生的探索精神。例如,在推导圆的面积公式时,有的学生把圆纸片对折4次、8次、16次……分成8份、16份、32份……为了让学生体会极限的数学思想,我问:“能让折成的图形更像平行四边形吗?”学生无法再继续折纸时,我用多媒体课件展示(从4份开始,分的份数逐渐增多),分的份数越多,拼成的图形越来越接近平行四边形了,而把圆平均分成128份后,拼成的图形看起来就很像长方形了。通过多媒体课件展示教学内容可以弥补动手操作与想象的不足,帮助学生进一步感知“平均分的份数越多,拼成的图形越来越像平行四边形或长方形”。最终在多媒体课件的帮助下,学生顺利推导出圆的面积公式。四、注重课后练习,培养学生的应用意识当学生掌握学习的方法后,教师要让学生进行基础练习,以提高解决实际问题的能力。1.基础知识的应用。简单的练习就是直接利用公式解题,这种练习是针对全体学生的,可以使大部分学生巩固基础知识,让少部分学困生学有所成。例如,在教学“认识三角形”后,我出示练习题:(1)一个三角形有( )条边,有( )个角,有( )个顶点,有( )条高;(2)一个三角形的每条边的长度都相等,它的周长是45厘米,边长是多少厘米?2.解决实际问题。课程标准强调要培养学生的应用意识,当面对实际问题时,学生能主动尝试从数学角度解决问题。因此,学生在学完一个几何图形的知识后,要具备解决实际问题的能力。例如,在学完“圆的面积计算”后,我出示练习题:(1)一块圆形空地的直径是20米,每平方米草皮是8元,把这块圆形空地铺满草皮需要多少钱?(2)某小区有一个圆形花坛,直径为6米,在它周围用健身石铺了一条宽2米的小路,这条小路的面积是多少平方米?总之,几何图形的教学策略有很多,但不管是哪种策略,只要是能激发学生的学习兴趣、提高学生的学习积极性、有助于培养学生的思维能力的策略,都是好的教学策略。教师只有运用恰当的教学策略进行教学,学生的学习兴趣才会高涨,教学效果才会理想。
数学毕业论文参考范文1.论文题目:四次带参数PH曲线的构造方法关键词: m-Bézier曲线;形状参数;PH曲线;几何特征摘要: 针对四次带参数PH曲线,讨论其几何特征和几何构造方法。首先,定义了一类含一个形状参数的四次m-Bernstein基函数,进而得到四次m-Bézier曲线。然后通过引入辅助控制顶点给出四次m-Bézier曲线成为PH曲线的几何特征条件,最后提出一种新的四次带参数PH曲线的几何构造方法,并给出误差分析,通过数值例子,验证了方法的有效性和可行性。文章引用:杨雪, 彭兴璇, 段卓. 四次带参数PH曲线的构造方法[J]. 理论数学, 2023, 13(3): 395-404. .一类分数阶微分方程初值问题解的存在唯一性关键词: 分数阶微分方程;初值问题;Picard迭代法;存在性;唯一性摘要: 分数阶微积分在数学和工程方面已经成为人们特别熟知的概念,其是整数阶微积分的推广。分数阶微积分有好多种形式,譬如,Riemann-Liouville、Caputo分数阶微积分,带有一个函数的分数阶微积分是Riemann-Liouville分数阶微积分的推广形式。在本文中,基于带有一个函数的分数阶微积分的基本性质和Picard迭代方法,我们将讨论一类以带有一个函数的分数阶导数表示的微分方程初值问题解的存在唯一性。同时通过本文的研究,我们不仅将Picard迭代法应用于一类以带有一个函数的分数阶导数表示的微分方程初值问题解的存在唯一性的论证中,还提供了求解此类分数阶微分方程初值问题近似解的一种思路。文章引用:杨钰翎, 梁俊玮, 李健. 一类分数阶微分方程初值问题解的存在唯一性[J]. 理论数学, 2023, 13(3): 476-485.
何谓“几何”?弗赖登塔尔认为,所谓几何就是把握空间,而这个空间对儿童来说,就是他们生活和运动的空间。因此,“几何”又称为“空间几何”,从严格意义上讲,空间几何主要就是研究事物的空间形式或关系的一门学科。我们首先要弄清楚,作为小学数学课程的空间几何,与作为数学科学的空间几何是有区别的:1、作为数学科学的空间几何(1)是一个完整的知识体系(2)是一种论证几何,或称之为证明几何(3)是存在于严密的公理体系之中的2、作为小学数学课程的空间几何(1)是几何学中最基础的部分(2)是一种直观几何,或称之为经验几何、实验几何(3)是存在于不太严密的局部组织之中的明确了小学数学几何与数学课程几何的不同点之后,就要来研究究竟如何更加有效地进行小学数学的几何学习呢?下面分三个部分:一、 小学几何学习的基本分析这部分内容又分三个知识点:(一)、小学数学几何学习的基本内容:也就是我们所说的“空间与图形”,具体内容有:简单几何形体的认识、变换(包括平移、旋转和对称等)、位置、图形测量、简单图形的周长、面积与体积的计算、方向的认识以及平面坐标的初步体验等。(二)、小学数学几何学习的基本目标:(分两个方面表述)1、从活动的特征表述(1)能从实物的形状想像出几何图形,或由几何图形想像出实物的形状;(2)能从较复杂的图形中分解出基本的图形,并能分析出其中的基本元素及其关系;(3)能描述出实物或图形的运动和变化;(4)能采用适当的方式描述物体间的位置关系,或能运用图形形象地描述问题,并利用直观来进行思考。2、从内容的特征表述(1)使学生获得有关线、角、简单平面图形和立体图形的知觉映象(空间表象)(2)使学生能建立有关长度、面积或体积等的基本概念(3)能够对不太远的物体间的方位、距离和大小有较正确的估计(4)能从较复杂的图形中辨别有各种特征的图形(三)、小学数学几何学习的基本特点:(两点)1、经验是儿童几何学习的起点儿童的几何学习与成人(或更高年级学生)不同,他们不是以几何的公理体系为起点的,而是以已有的经验为起点的。儿童在玩各种积木或玩具的过程中,在选择和使用各种生活用具的过程中,在接触到的各种自然现象中,甚至于他们在玩类似“过家家”的游戏中,逐渐感觉到了各种用具在几何方面的特点。2、操作是儿童构建空间表象的主要形式儿童的几何不是论证几何,更多的是属于直观几何,而直观几何就是一种经验几何或实验几何,因此,儿童获得几何知识并形成空间观念,更多的是依靠他们的动手操作。儿童在这个过程中,是通过不断地尝试搭建、选择分类、组合分解等活动来增加自己的体验,积累自己的经验,丰富自己的想像的。二、儿童形成空间观念的基本特征发展儿童的空间观念是小学数学几何学习的基本价值。所谓空间观念,就是指物体的形状、大小、位置、距离、方向等形象在人头脑中的映象,是空间知觉经过加工后所形成的表象。下面就结合实例从“思维发展”和“空间观念形成”两大方面具体谈谈“空间观念”。(一)儿童几何思维水平的发展:1、水平0阶段(前认知阶段) 1)直线和曲线(线能区分)(2)正方形和平行四边形(面不能区分)2、水平1阶段(直观化阶段)(1)四边形和三角形(能从边的数量上去区分)(2)正方形和菱形(不能从角的特征上去区分)(3)长方形和长方体(不能区分面和体)3、水平2阶段(描述/分析阶段)(1)长方形、四边形、三角形(不同分类方法代表不同水平)(2)长方形是特殊的平行四边形(对图形内在性质和特征不能区分)4、水平3阶段(抽象/关联阶段)(1)平行四边形剪拼成长方形(2)三角形拼成平行四边形(能通过动手操作将新知转化为旧知进行学习)(3)长方形与长方体(能区分面和体)(二)儿童空间观念形成与发展的基本特征(三点) 1、儿童空间想像力的发展所谓的空间想像能力,就是指对客观事物的空间形式进行观察、分析、归纳和抽象的能力。低年段儿童在学习空间图形时基本上是从认识“二维图形”开始的,但儿童积累的却是大量的“三维”的几何经验,他们在对“二维”图形的空间思考的过程中,往往就会依附相应的直观物体,比如让学生举例说说生活中有哪些物体的形状是长方形的?学生往往会举到诸如课桌之类的,很难抽象出桌面的形状才是长方形。甚至到了较高年级学习“圆的认识”时,还会受到直观物体“球”的干扰。2、儿童形成空间观念的主要心理特点(1)对直观的依赖较大“闭合的区域”往往比“开放的区域”更为直观。如对三角形的性质理解可能会比对角的性质认识更容易;对周长的理解可能会比面积更容易。正如我们听到许多教师上《面积与面积单位》时,总是让学生通过自己的手的触摸来体验“面”的大小,并与周长作出对比,逐步获得对“面积”的理解。(2)用经验来思考和描述性质或概念无法运用精确语言来描述“圆”,对“圆上”、“圆内”或“圆外”等概念还只能建立在“圆圈上”、“圆的里面”和“圆的外面”等上面。(3)空间观念的形成依靠渐进的过程学龄前儿童已经认识三角形,但这只是对形状的初步感知,到了低年段,能用“三条边围起来”这样的直观特征来辨识图形。到稍高年段,才开始逐渐获得“三角形”性质方面的认识。(4)容易感知图形的外显性较强的因素对“角”的本质属性的认识,往往会集中在组成角的两条边的长短上,而忽视两条边的“张开”程度,也是因为边的长短的视觉刺激明显要大于两条边的“张开”程度,甚至我前几天在问学生如果拿一个放大镜看角时,角的大小怎样时,学生居然说角会变大。(5)对图形性质间的关系有一个逐渐理解的过程一年级时,学生只能辨认长方形、正方形、三角形、圆形的形状;二、三年级时,学生不仅能辨认长方形、正方形、梯形、平行四边形等平面图形,还能从这些图形的基本性质上分析,并对圆柱和球也有了初步的认识;到了四、五年级,能深入地分析图形的性质及关系;而到了六年级,学生则能较好地掌握立体图形的特征。可见学生对图形的掌握及空间观念的发展都是一个渐变的过程。(6)对图形的识别倚赖标准形式一位老师在上《三角形的认识》时,为了让学生更好地理解“高”的概念,她先从一个正放的三角形入手,让学生画高;接着她把这个三角形旋转一下,变成倒放的三角形了,问学生这还是不是三角形的高,学生就觉得它不是高了。可见学生对图形的识别还仅仅依赖于标准形式,一旦变成了“变式图形”,学生识别起来就比较困难了。(7)依据平面再造立体图形的空间想像能力是逐步形成的有的教师在学生初次学习“长方体”时,用三根“拉杆天线”,将它们的三个点按“长”、“宽”、“高”这三个维度焊接在一起。然后不断地通过拉动天线的三个方向的长度,让学生在头脑中再造相应的形体大小的形象,以此来发展儿童的空间想像能力。 3、儿童形成空间观念的主要知觉障碍1、空间识别障碍空间识别能力表现出的是空间的方位感,它无论是在日常的生活中,还是在空间几何的学习中,都是一个非常重要的能力。比如估计出要去的某个地方的大致方位,就如平时非常重要的方向感;估计出两个物体之间的大致距离等等,都涉及到空间识别能力。而这些能力在我们今后的生活中作用是非常大的。2、视觉知觉障碍比如让学生解决“教室粉刷墙壁和天花板,要粉刷多少面积”或是解决“游泳池铺瓷砖”等,其实都是关于长方体的表面积问题,由于学生看到教室是一个完整的长方体,他们就往往会忽略了有一个面不算在内的问题。三、小学几何教学的主要策略前面我在“几何学习的基本特点”中也已强调两点:经验是儿童几何学习的起点;操作是儿童构建空间表象的主要形式。针对这两大特点,在几何教学中应注意运用以下三点策略:(一)注重儿童的生活经验(1)利用操作体验来获得对象形状特征的认识比如《三角形的分类》可以给定学生一些不同形状的三角形,让学生按自己的理解去分类,而不同的分类就显示着他们对对象形体特征的表征。(2)利用已经建立的有关图形形体经验帮助概括图形的性质比如学习平行四边形和梯形时,是在学生学习了长方形、正方形之后的,学生自然会按分析长方形、正方形的方法,从边、角的方面去分析它们的特征。(二)观察对象的形体特征是基础(1)观察形体特征是获得对象性质的基础比如长方体中有一种特殊的是有两个面是正方形的,让学生凭空去想象其余四个面有什么关系是十分困难的,必须通过实物的观察,让学生明白它的宽和高相等,因此其余四个面是大小完全相等的,从而获得性质,得出结论。(2)注意运用变式如前面提到的认识三角形的高时,应多采用变式,以加深学生对“高”的概念的理解。又如,认识圆的半径、直径时,不必过于强调概念,而是要多一些变式的练习,以反例来加强学生对半径、直径的认识。(三)强化动手操作(1)搭建活动我在上《立体图形的整理和复习》时,让学生通过“搭一搭”帮助学生思考在立方体每个面都打一个直穿洞口的长方体,使学生较好地理解被挖掉的有7个小立方体。(2)剪拼与折叠活动比如《三角形的内角和》一课,可以让学生通过剪拼、折叠的方法得出三角形的内角和是180度。(3)实物操作活动在学习圆锥的体积公式时,必须让学生通过实物操作,发现等底等高的圆柱和圆锥之间的关系,从而得出圆锥体积计算公式。(4)测量活动《三角形的内角和》一课,学生最初提出的验证三角形内角和是否为180度的方法都是量一量的方法,这个测量活动也是很有必要的,只有引发认知冲突,才会更深入地解决“误差”的问题,更好地引出剪拼、折叠的方法。(5)作图活动四、丰富的想像和有效的交流发展儿童的空间想像能力是小学几何学习的重要任务,而丰富的想像是发展学生空间想像力的有效方式,空间想像力不仅包括对方位、立体图形的想像,还应该包括对平面表示的三维图形的透视能力,以及对图形的再造、组合或分解能力。(这让我想到一种三维图)有效交流也是促进学生几何语言发展的有效手段。我的思考:鉴于以上收获,引发了我的思考。给孩子留一片想像的时空直观演示,该出手时才出手!孔子曰:“不愤不启,不悱不发。”只有在学生先独立思考、展开想像的基础上,在学生空间想像能力无法达到某个高度时,才去演示和启发,才能更好地培养学生的空间观念,这不正是我们小学数学几何教学所应追求的目标吗?但愿我今天的粗浅看法能给大家带来一些思考!