论文——实验结果应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。
实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。
数学小论文一
关于“0”
0,可以说是人类最早接触的数了。我们祖先开始只认识没有和有,其中的没有便是0了,那么0是不是没有呢?记得小学里老师曾经说过“任何数减去它本身即等于0,0就表示没有数量。”这样说显然是不正确的。我们都知道,温度计上的0摄氏度表示水的冰点(即一个标准大气压下的冰水混合物的温度),其中的0便是水的固态和液态的区分点。而且在汉字里,0作为零表示的意思就更多了,如:1)零碎;小数目的。2)不够一定单位的数量……至此,我们知道了“没有数量是0,但0不仅仅表示没有数量,还表示固态和液态水的区分点等等。”
“任何数除以0即为没有意义。”这是小学至中学老师仍在说的一句关于0的“定论”,当时的除法(小学时)就是将一份分成若干份,求每份有多少。一个整体无法分成0份,即“没有意义”。后来我才了解到a/0中的0可以表示以零为极限的变量(一个变量在变化过程中其绝对值永远小于任意小的已定正数),应等于无穷大(一个变量在变化过程中其绝对值永远大于任意大的已定正数)。从中得到关于0的又一个定理“以零为极限的变量,叫做无穷小”。
“105、203房间、2003年”中,虽都有0的出现,粗“看”差不多;彼此意思却不同。105、2003年中的0指数的空位,不可删去。203房间中的0是分隔“楼(2)”与“房门号(3)”的(即表示二楼八号房),可删去。0还表示……
爱因斯坦曾说:“要探究一个人或者一切生物存在的意义和目的,宏观上看来,我始终认为是荒唐的。”我想研究一切“存在”的数字,不如先了解0这个“不存在”的数,不至于成为爱因斯坦说的“荒唐”的人。作为一个中学生,我的能力毕竟是有限的,对0的认识还不够透彻,今后望(包括行动)能在“知识的海洋”中发现“我的新大陆”。
数学小论文二
各门科学的数学化
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.
同其他科学一样,数学有着它的过去、现在和未来.我们认识它的过去,就是为了了解它的现在和未来.近代数学的发展异常迅速,近30多年来,数学新的理论已经超过了18、19世纪的理论的总和.预计未来的数学成就每“翻一番”要不了10年.所以在认识了数学的过去以后,大致领略一下数学的现在和未来,是很有好处的.
现代数学发展的一个明显趋势,就是各门科学都在经历着数学化的过程.
例如物理学,人们早就知道它与数学密不可分.在高等学校里,数学系的学生要学普通物理,物理系的学生要学高等数学,这也是尽人皆知的事实了.
又如化学,要用数学来定量研究化学反应.把参加反应的物质的浓度、温度等作为变量,用方程表示它们的变化规律,通过方程的“稳定解”来研究化学反应.这里不仅要应用基础数学,而且要应用“前沿上的”、“发展中的”数学.
再如生物学方面,要研究心脏跳动、血液循环、脉搏等周期性的运动.这种运动可以用方程组表示出来,通过寻求方程组的“周期解”,研究这种解的出现和保持,来掌握上述生物界的现象.这说明近年来生物学已经从定性研究发展到定量研究,也是要应用“发展中的”数学.这使得生物学获得了重大的成就.
谈到人口学,只用加减乘除是不够的.我们谈到人口增长,常说每年出生率多少,死亡率多少,那么是否从出生率减去死亡率,就是每年的人口增长率呢?不是的.事实上,人是不断地出生的,出生的多少又跟原来的基数有关系;死亡也是这样.这种情况在现代数学中叫做“动态”的,它不能只用简单的加减乘除来处理,而要用复杂的“微分方程”来描述.研究这样的问题,离不开方程、数据、函数曲线、计算机等,最后才能说清楚每家只生一个孩子如何,只生两个孩子又如何等等.
还有水利方面,要考虑海上风暴、水源污染、港口设计等,也是用方程描述这些问题再把数据放进计算机,求出它们的解来,然后与实际观察的结果对比验证,进而为实际服务.这里要用到很高深的数学.
谈到考试,同学们往往认为这是用来检查学生的学习质量的.其实考试手段(口试、笔试等等)以及试卷本身也是有质量高低之分的.现代的教育统计学、教育测量学,就是通过效度、难度、区分度、信度等数量指标来检测考试的质量.只有质量合格的考试才能有效地检测学生的学习质量.
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.
我国著名的数学家关肇直先生说:“数学的发明创造有种种,我认为至少有三种:一种是解决了经典的难题,这是一种很了不起的工作;一种是提出新概念、新方法、新理论,其实在历史上起更大作用的、历史上著名的正是这种人;还有一种就是把原来的理论用在崭新的领域,这是从应用的角度有一个很大的发明创造.”我们在这里所说的,正是第三种发明创造.“这里繁花似锦,美不胜收,把数学和其他各门科学发展成综合科学的前程无限灿烂.”
正如华罗庚先生在1959年5月所说的,近100年来,数学发展突飞猛进,我们可以毫不夸张地用“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,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.
数学小论文三
数学是什么
什么是数学?有人说:“数学,不就是数的学问吗?”
这样的说法可不对。因为数学不光研究“数”,也研究“形”,大家都很熟悉的三角形、正方形,也都是数学研究的对象。
历史上,关于什么是数学的说法更是五花八门。有人说,数学就是关联;也有人说,数学就是逻辑,“逻辑是数学的青年时代,数学是逻辑的壮年时代。”
那么,究竟什么是数学呢?
伟大的革命导师恩格斯,站在辩证唯物主义的理论高度,通过深刻分析数学的起源和本质,精辟地作出了一系列科学的论断。恩格斯指出:“数学是数量的科学”,“纯数学的对象是现实世界的空间形式和数量关系”。根据恩格斯的观点,较确切的说法就是:数学——研究现实世界的数量关系和空间形式的科学。
数学可以分成两大类,一类叫纯粹数学,一类叫应用 数学。
纯粹数学也叫基础数学,专门研究数学本身的内部规律。中小学课本里介绍的代数、几何、微积分、概率论知识,都属于纯粹数学。纯粹数学的一个显著特点,就是暂时撇开具体内容,以纯粹形式研究事物的数量关系和空间形式。例如研究梯形的面积计算公式,至于它是梯形稻田的面积,还是梯形机械零件的面积,都无关紧要,大家关心的只是蕴含在这种几何图形中的数量关系。
应用数学则是一个庞大的系统,有人说,它是我们的全部知识中,凡是能用数学语言来表示的那一部分。应用数学着限于说明自然现象,解决实际问题,是纯粹数学与科学技术之间的桥梁。大家常说现在是信息社会,专门研究信息的“信息论”,就是应用数学中一门重要的分支学科, 数学有3个最显著的特征。
高度的抽象性是数学的显著特征之一。数学理论都算有非常抽象的形式,这种抽象是经过一系列的阶段形成的,所以大大超过了自然科学中的一般抽象,而且不仅概念是抽象的,连数学方法本身也是抽象的。例如,物理学家可以通过实验来证明自己的理论,而数学家则不能用实验的方法来证明定理,非得用逻辑推理和计算不可。现在,连数学中过去被认为是比较“直观”的几何学,也在朝着抽象的方向发展。根据公理化思想,几何图形不再是必须知道的内容,它是圆的也好,方的也好,都无关紧要,甚至用桌子、椅子和啤酒杯去代替点、线、面也未尝不可,只要它们满足结合关系、顺序关系、合同关系,具备有相容性、独立性和完备性,就能够构成一门几何学。
体系的严谨性是数学的另一个显著特征。数学思维的正确性表现在逻辑的严谨性上。早在2000多年前,数学家就从几个最基本的结论出发,运用逻辑推理的方法,将丰富的几何学知识整理成一门严密系统的理论,它像一根精美的逻辑链条,每一个环节都衔接得丝丝入扣。所以,数学一直被誉为是“精确科学的典范”。
广泛的应用性也是数学的一个显著特征。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,无处不用数学。20世纪里,随着应用数学分支的大量涌现,数学已经渗透到几乎所有的科学部门。不仅物理学、化学等学科仍在广泛地享用数学的成果,连过去很少使用数学的生物学、语言学、历史学等等,也与数学结合形成了内容丰富的生物数学、数理经济学、数学心理学、数理语言学、数学历史学等边缘学科。
各门科学的“数学化”,是现代科学发展的一大趋势。
1,高斯(1777—1855年)德国数学家、物理学家和天文学家.高斯在童年时代就表现出非凡的数学天才.年仅三岁,就学会了算术,八岁因发现等差数列求和公式而深得老师和同学的钦佩.大学二年级时得出正十七边形的尺规作图法,并给出了可用尺规作图的正多边形的条件.解决了两千年来悬而未决的难题,1799年以代数基本定理的四个漂亮证明获博士学位.高斯的数学成就遍及各个领域,在数学许多方面的贡献都有着划时代的意义.并在天文学,大地测量学和磁学的研究中都有杰出的贡献.1801年发表的《算术研究》是数学史上为数不多的经典著作之一,它开辟了数论研究的全新时代.非欧几里得几何是高斯的又一重大发现,他的遗稿表明,他是非欧几何的创立者之一.高斯致力于天文学研究前后约20年,在这领域内的伟大著作之一是1809年发表的《天体运动理论》.高斯对物理学也有杰出贡献,麦克斯韦称高斯的磁学研究改造了整个科学.高斯的一生中,还培养了不少杰出的数学家.
2,苏菲娅•柯瓦列夫斯卡娅
苏菲娅出生在沙皇俄国立陶宛边界的一座贵族庄园里,他父亲是退役的炮兵团团长.她很小就对数学很痴迷,经常对着墙壁上的数学公式和符号,一看就是好半天,原来,她房间里的糊墙纸是用高等数学的讲义做成的.苏菲娅14岁时便能够独立推导出三角公式,被称为“新巴斯卡”.随着时间的流逝,苏菲娅逐渐长大成人,她对数学的兴趣也与日俱增.但那时正处于沙皇时代,妇女是不允许注册高等学校学习的.而她的父亲又一心想让她像别的贵族姑娘一样,步人社交界,对她想学数学的心愿横加阻拦.于是,苏菲娅不顾父母的反对,与年轻的古生物学家柯瓦列夫斯基“假结婚”,来到德国的海德尔堡.但在那里,妇女听课要有一个专门的委员会认可才行.经过努力,她被允许旁听基础课.在此期间,她勤奋好学,掌握了深奥的数学知识,轰动了整个海德尔堡,成为人们谈论的话题.可她只被允许听了三个学期的课,便不得不离开了那里.苏菲娅深造心切,又慕名前往柏林工学院,打算去听著名数学家维尔斯特拉斯的课.但遗憾的是,柏林的大学不允许妇女听教授的课,苏菲娅到处吃闭门羹,最后,只好抱一线希望登门到维尔斯特拉斯家求教.维尔斯特拉斯(1815—1899)是一位德高望重的老数学家,他接见了苏菲娅,并向他提了一些超椭圆方面的问题,这些问题在当时都很新颖,没想到这位貌不惊人的女青年,解题技巧娴熟,思维方法独特,给老教授留下了深刻的印象.于是,维尔斯特拉斯破例答应苏菲娅每星期日在家里给她上课,每周还另抽一日到她的寓所登门授课.这样,苏菲娅在维尔斯特拉斯的悉心指导下学习了4年.她回忆这段经历时说:“这样的学习,对我整个数学生涯影响至深,它最终决定了我以后的科学研究方向.” 苏菲娅得到了维尔斯特拉斯的鼓励和指点.更加有了攀登科学高峰的勇气.她经过了4年的刻苦努力.写出了三篇出色的论文,引起了强烈的反响.这是史无前例的开创性工作.1874年,在维尔斯特拉斯的推荐下,24岁的苏菲娅荣获了德国第一流学府——哥廷根大学博士学位,成为世界上首屈一指的女数学家. 获得博士学位的苏菲娅,怀若一颗赤子之心回到了祖国,可俄国还是同她出国之前一样黑暗.她在祖国无法立足,只好又回到柏林.她根据维尔斯特拉斯的建议,研究光线在晶体中的折线问题.在1883年奥德赛科学大会上,她以出色的研究成果作了报告.可命运偏偏与她作对,当年春天.她丈夫因破产而自杀.听到这个不幸的消息,肝肠寸断.她把自己关在房间里,四天不吃不喝,第五天昏迷过去.不幸的遭遇,并没有打跨苏菲娅的斗志,第六天苏醒过后又开始顽强的工作.在瑞典数学家米达•列佛勒的帮助下,经过一番周折,苏菲娅才得以担任斯德哥尔摩大学的讲师,但当地报纸公然对她攻击:“一个女人当教授是有害和不愉快的现象——甚至,可以说那种人是一个怪物.”但苏菲娅无所畏惧,像男人那样走上了讲台.以生动的讲课,赢得了学生的热爱,击败了“男人样样胜过女人”的偏见.一年后,她被正式聘为高等分析教授,后来又兼聘为力学教授.苏菲娅在瑞典的任期满了,她一心想回国任教,可没能成功,只好在国外继续任教. 1891年,苏菲娅患肺炎因误诊导致病情恶化,与世长辞.她为争取妇女的自由斗争做出了艰苦努力,是妇女攀登科学高峰的光辉榜样.
3,女数学家诺德
1933年1月,希特勒一上台,就发布第一号法令,把犹太人比作“恶魔”,叫嚣着要粉碎“恶魔的权利”.不久,哥廷根大学接到命令,要学校辞退所有从事教育工作的纯犹太血统的人.在被驱赶的学者中,有一名妇女叫爱米•诺德(A.E.Noether 1882—1935),她是这所大学的教授,时年5l岁.她主持的讲座被迫停止,就连微薄的薪金也被取消.这位学术上很有造诣的女性,面对困境,却心地坦然,因为她一生都是在逆境中度过的.诺德生长在犹太籍数学教授的家庭里,从小就喜欢数学.1903年,21岁的诺德考进哥廷根大学,在那里,她听了克莱因、希尔伯特、闽可夫斯基等人的课,与数学解下了不解之缘.她学生时代就发表了几篇高质量的论文,25岁便成了世界上屈指可数的女数学博士.诺德在微分不等式、环和理想子群等的研究方面做出了杰出的贡献.但由于当时妇女地位低下,她连讲师都评不上,在大数学家希尔伯特的强烈支持下,诺德才由希尔伯特的“私人讲师”成为哥廷根大学第一名女讲师.接下来,由于她科研成果显著,又是在希尔伯特的推荐下,取得了“编外副教授”的资格,虽然她比起很多“教授”更有实力.
诺德热爱数学教育事业,善于启发学生思考.她终生未婚,却有许许多多“孩子”.她与学生交往密切,和蔼可亲,人们亲切地把她周围的学生称为“诺德的孩子们”.我国代数学家曾炯之就是诺德“孩子”们中的一个.在希特勒的淫威下,诺德被迫离开哥廷根大学,去了美国工作.在美国,她同样受到学生们的尊敬和爱戴,同样有她的“孩子们”.1934年9月,美国设立了以诺德命名的博士后奖学金.不幸的是,诺德在美国工作不到两年,便死于外科手术,终年53岁.她的逝世,令很多数学同僚无限悲痛.爱因斯坦在《纽约时报》发表悼文说:“根据现在的权威数学家们的判断,诺德女士是自妇女受高等教育以来最重要的富于创造性数学天才.”
4,欧几里德
我们现在学习的几何学,是由古希腊数学家欧几里德(公无前330—前275)创立的。他在公元前300年编写的《几何原本》,2000多年来都被看作学习几何的标准课本,所以称欧几里德为几何之父。欧几里德生于雅典,接受了希腊古典数学及各种科学文化,30岁就成了有名的学者。应当时埃及国王的邀请,他客居亚历山大城,一边教学,一边从事研究。古希腊的数学研究有着十分悠久的历史,曾经出过一些几何学著作,但都是讨论某一方面的问题,内容不够系统。欧几里德汇集了前人的成果,采用前所未有的独特编写方式,先提出定义、公理、公设,然后由简到繁地证明了一系列定理,讨论了平面图形和立体图形,还讨论了整数、分数、比例等等,终于完成了《几何原本》这部巨著。《原本》问世后,它的手抄本流传了1800多年。1482年印刷发行以后,重版了大约一千版次,还被译为世界各主要语种。13世纪时曾传入中国,不久就失传了,1607年重新翻译了前六卷,1857年又翻译了后九卷。欧几里德善于用简单的方法解决复杂的问题。他在人的身影与高正好相等的时刻,测量了金字塔影的长度,解决了当时无人能解的金字塔高度的大难题。他说:“此时塔影的长度就是金字塔的高度。”欧几里德是位温良敦厚的教育家。欧几里得也是一位治学严谨的学者,他反对在做学问时投机取巧和追求名利,反对投机取巧、急功近利的作风。尽管欧几里德简化了他的几何学,国王(托勒密王)还是不理解,希望找一条学习几何的捷径。欧几里德说:“在几何学里,大家只能走一条路,没有专为国王铺设的大道。”这句话成为千古传诵的学习箴言。一次,他的一个学生问他,学会几何学有什么好处?他幽默地对仆人说:“给他三个钱币,因为他想从学习中获取实利。”
20世纪最杰出的数学家之一的冯•诺依曼.众所周知,1946年发明的电子计算机,大大促进了科学技术的进步,大大促进了社会生活的进步.鉴于冯•诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用,他被西方人誉为"计算机之父".1911年一1921年,冯•诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间,就崭露头角而深受老师的器重.在费克特老师的个别指导下并合作发表了第一篇数学论文,此时冯•诺依曼还不到18岁.
5,塞乐斯生于公元前624年,是古希腊第一位闻名世界的大数学家。他原是一位很精明的商人,靠卖橄榄油积累了相当财富后,塞乐斯便专心从事科学研究和旅行。他勤奋好学,同时又不迷信古人,勇于探索,勇于创造,积极思考问题。他的家乡离埃及不太远,所以他常去埃及旅行。在那里,塞乐斯认识了古埃及人在几千年间积累的丰富数学知识。他游历埃及时,曾用一种巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及国王阿美西斯钦羡不已。