数学论文是从事数学研究的数学工作者,为发表自己的数学科研成果而写出的一种论文,它是科学论文的一种。
数学论文与其他科学论文最根本的共同点之一,就是科学内容和科学语言文字形式的统一。它的特殊性体现在结构的格式化、逻辑的严格性、语言的简洁性和符号的广泛性。
1结构的格式化
数学论文的结构形式,与一般的科学论文常用格式没有多少区别,只是在某些具体环节上具有不尽相同的布局,这是根据所取得的科研成果的内容来安排的。在数学前言部分一般应包括提出课题的背景、动机,这是属于那一方面的课题,对已有成果的评价,课题在所属领域中所占的地位、课题的范围和所达到的目标等。
正文部分是数学论文的核心,在写作布局上,由于研究工作所涉及的数学学科、选题、研究方法,结果的表达方式就有一定的差别,因此,就不能作统一的规定。对于纯数学理论方面,该部分内容应包括定理和定理的证明,’用来证明定理的引理和由定理得出的推论,为了证明或验证某一间题所举的例子。对于应用数学方面的问题,该部分内容一般应包括实际问题的描述、数学模型的建立、解决问题的方法及其理论根据和具体实例。
2逻辑的严格性
作为宣布成果的数学论文,应按照逻辑的严格性的要求去写,不然就不成其为数学论文。一篇数学论文要无懈可击,要经得起推敲。在叙述定理的证明时,要追究每一步是否有根据,它的根据是什么,是定义,还是公理和定理,决不能含糊,更不能想当然。当你使用“显然”二字时,要仔细考虑一下,是否真“显然”。用直观自然语言推导的环节,要特别注意,是否还存在没有考虑的情况,是否可换成严格的推理。在这里一定要细心推敲,一些不可弥补的错误往往出现在这里。
按照演绎的逻辑系统写数学论文,这是宣布成果的一个传统写法。这种形式写出的数学论文一环扣一环,结构紧凑,使整篇论文形成一:个严密的逻辑结构,能以较小的篇幅容纳较多的信息量。但这种传统的写法,把数学家的思维过程隐蔽起来。我们写论文宣布成果,这当然很重要,但仅作到这点还不够,还应该给人更多的启迪思维的作用。应该告诉读者,该定理是怎样提出来的,又是怎样想到这个证明的,这就是要把数学家的思维过程写进去。’当然这会增加论文的篇幅。不过我们没有必要每篇论文都写思维过程,只要选择那些典型的具有启发意义的数学成果写出其思维过程。阅读这样的论文,使人能够得到数学发现发明的启示,从而更好地培养人们的数学创造能力。欧拉著作之所以能成为启迪人们智慧的源泉,就在于他把自己的一些不严格的猜想过程也写到著作中去了,这样使读者很容易窥察到欧拉是怎样进行思维的。因此我们写论文要求定理的证明过程一定是严格的,对于定理的提出和证明的某些思路就没有必要一定要求它是按严格逻辑推理得出来的',实际上,这也是不可能的。因此严格和不严格是相对的。
3语言的简洁性名
数学论文要求语言简洁,以恰到好处的语言,准确地表达数学概念、逻辑推理,使之字里行间,增一字则太多,减一字则术少。能以最少的语言表达出最精湛的数学结果,反映出最丰富的数学内容。
在数学推论的过程中,并不是每步都要写出理论根据。数学论文不是教科书,它的对象是给专业工作者看的。因此,推证过程以同行专家能看懂为原则,所以证明步骤不需要写那么详细、允许有较大的跳跃性。特别是那些常见的推理步骤,明显的推理过程,显然的理论根据,可以一笔而过,不需要费笔墨.论文要求以最少的篇幅,容纳最多的信息。对于常用的数学概念和定理在论文中出现不需要作解释,对于数学申新出现的概念租定理要注明出处,以便读者查对,如果出处的论文不宜查对,为了方便读者,可以给出其释义。有些新出现的概念和定理虽然名称一样,但其含义在不同的论文里不尽相同,这样注明出处,使读者不会产生歧义.
数学术语就是在数学科学领域里使用的专门词语,髓着数学科学的发展,人们对数学的认识日益深化,反映数学本质和表达数学内容的新概念不断地涌现出来,用专口的诃语把这些新概念固定下来,就形成了数学术语。这些新概念是否需要以定义的形式给出来,以及用什
么样的词语把它固定下来,这是需要认真考虑的。以定义给出的溉念需要考虑它的作用的重要性以及应用的广泛性。给新概念以合适的词语名称,这需要考虑概念的含义和已有的一些概念的名称之间的关系。在数学发展的历史长河中,每个数学术语二经舜生,就以其精确的固定的含义长久地为人们所使用。有些名称,尽管与其含义不相符,也没有必要去改动。例如,无理数与虚数.
在公理、定义、定理中恰当使用一些文言词语,可以使数学论文更加精炼、简洁、准确。例如在定理中运用“当且仅当”4个字,就把定理中条件和结论的关系表达得一清二楚。在给数学概念下定义和叙述定理时,句型结构严谨规范,比较固定单一。我们在写作时,要很好效法这些已有的规范句型,把常见固定的格式用在自己的写作中,论文就显得干净利落,简洁有力,准确可靠,给人赏心悦目之感。
4符号的广泛性.
一‘在数学论文中广泛地使用数学符号和由符号组成的公式,形成了一套数学语言符号系统,它与自然语言一样承担着贮存和传递数学信息的职能。利用数学符号和公式可简明扼要地反映出准确而深刻的数学知识,能够较集中地表达数学内容,使人看了一目了然,便于记忆,容易演算和进行推理,也便于国际交流·刘如n个数相加简单符号代替,这样可以压缩论文篇幅,行文也显得明了清秀,例如记等式右边的式子在论文中多次出现,这样把它简记成等式右边的符号IR皿就简洁多了。符号用;来表示所要阐述的数学概念和定理,恰当连贯地使用数学符号,可以使一篇论文明自易读,使人得到一种美的享受。每篇论文都要用到大量符号,因此着手写数学论文时,首先要考虑一下符号系统,哪些符号应该用英文大写,哪些用小写,哪些用黑体,哪些用法文花体,又哪些该用希腊字母等等,都要有周全的考虑。这样才能使整个文章协调一致,整齐美观。
使用符号要注意协调性,例如三元线性函数一般表示为ax+b夕+。z或a:二:十a:二:+。:劣:,如果表示为“‘劣:+by:+。x:就显得不协调了。又如果给定的两个集合表示为A,b,那就不好,习惯地表示为A,B。方程就不如把z换成y好,即如下表示
因为是考虑两个变元,通常用二,y表示,这是一种习惯表示法。·数学中一些习惯法在写论文时,最好应予保留。自然语言和数学符号语言联合使用时,要按汉语语言规范,有时虽然有些变态,但并不影响意义的表达,例如二必须大于零,可以表达为必须劣>0。
虽然不合汉语的语序,但这种变态是允许的,这种变态是一种合理的变态。自然语言与数学符号重复也是允许的,例如自然数。,这种重复使得表达清晰、连贯,而不是一种赘余。
数量的定义
数学中,把只有大小但没有方向的量叫做数量(或纯量),物理中常称为标量。
向量的定义
既有大小又有方向的量叫做向量(亦称矢量)。
注:在线性代数中的向量是指n个实数组成的有序数组,称为n维向量。α=(a1,a2,…,an) 称为n维向量.其中ai称为向量α的第i个分量。
("a1"的"1"为a的下标,"ai"的"i"为a的下标,其他类推)。
[编辑本段]向量的表示
1、代数表示:一般印刷用黑体小写字母α、β、γ … 或a、b、c … 等来表示,手写用在a、b、c…等字母上加一箭头表示。
2、几何表示:向量可以用有向线段来表示。有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向。(若规定线段AB的端点A为起点,B为终点,则线段就具有了从起点A到终点B的方向和长度。这种具有方向和长度的线段叫做有向线段。)
3、坐标表示:在平面直角坐标系中,分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量i,j作为基底。a为平面直角坐标系内的任意向量,以坐标原点O为起点作向量OP=a。由平面向量基本定理知,有且只有一对实数(x,y),使得 a=向量OP=xi+yj,因此把实数对(x,y)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y)。这就是向量a的坐标表示。其中(x,y)就是点P的坐标。向量OP称为点P的位置向量。
[编辑本段]向量的模和向量的数量
向量的大小,也就是向量的长度(或称模)。向量a的模记作|a|。
注:
1、向量的模是非负实数,是可以比较大小的。
2、因为方向不能比较大小,所以向量也就不能比较大小。对于向量来说“大于”和“小于”的概念是没有意义的。例如,“向量AB>向量CD”是没有意义的。
[编辑本段]特殊的向量
单位向量
长度为单位1的向量,叫做单位向量.与向量a同向且长度为单位1的向量,叫做a方向上的单位向量,记作a0,a0=a/|a|。
零向量
长度为0的向量叫做零向量,记作0.零向量的始点和终点重合,所以零向量没有确定的方向,或说零向量的方向是任意的。
相等向量
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.向量a与b相等,记作a=b.
规定:所有的零向量都相等.
当用有向线段表示向量时,起点可以任意选取。任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.同向且等长的有向线段都表示同一向量。
自由向量
始点不固定的向量,它可以任意的平行移动,而且移动后的向量仍然代表原来的向量。
在自由向量的意义下,相等的向量都看作是同一个向量。
数学中只研究自由向量。
滑动向量
沿着直线作用的向量称为滑动向量。
固定向量
作用于一点的向量称为固定向量(亦称胶着向量)。
位置向量
对于坐标平面内的任意一点P,我们把向量OP叫做点P的位置向量,记作:向量P。
[编辑本段]相反向量
与a长度相等、方向相反的向量叫做a的相反向量,记作-a。有 -(-a)=a;
零向量的相反向量仍是零向量。
平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行(或共线)向量.向量a、b平行(共线),记作a∥b.
零向量长度为零,是起点与终点重合的向量,其方向不确定,我们规定:零向量与任一向量平行.
平行于同一直线的一组向量是共线向量。
共面向量
平行于同一平面的三个(或多于三个)向量叫做共面向量。
空间中的向量有且只有一下两种位置关系:⑴共面;⑵不共面。
只有三个或三个以上向量才谈共面不共面。
[编辑本段]向量的运算
设a=(x,y),b=(x',y')。
1、向量的加法
向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。
AB+BC=AC。
a+b=(x+x',y+y')。
a+0=0+a=a。
向量加法的运算律:
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
如何认识经济研究中数学方法的运用在学术界历来争议很大。自从1969年首届诺贝尔经济学奖授予将数学和统计方法应用于经济分析的荷兰经济学家丁伯根以后,在世界范围内出现了一股经济研究数学化的热潮。经济研究中这种倾向性的风气,对我国经济理论界产生了很大影响,一些经济理论文章出现了大段大段数学公式的推导,个别学术性经济类杂志(并非是计量经济学或统计学杂志)此类文章甚至占了1/2到2/3,对此不少经济学家产生了疑惑:难道这就是经济理论研究的方向,这类研究可以解决或阐明我国经济体制改革中的一些现实问题吗?
一、经济研究离不开数学
一部科学史揭示了这样一个事实:凡属“科学”范畴的各个学科,都是在人类社会活动实践的基础上产生的。学科的划分和不同学科各自特征的归纳都是“人为”因素作用的结果,就内在本质而言,各学科之间相互作用、相互影响、相互渗透的关联性极为明显,不惟自然科学与社会科学各自内部的学科,就是两类学科之间也是如此。
经济学是研究社会资源配置及社会经济关系的一门科学。基于资源存量与流量的可度量性,为了使资源配置更加公平、效率更高,经济学有必要借助于数学这一严密、精确、实用的思维工具。基于在资源配置过程中所形成的经济关系涉及到经济制度、社会心理、价值观念等难以量化的因素,经济学作为一种以思辨定性分析为主的实证性科学,不可能以数学作为经济研究中基本的或者说万能的工具。
关于数学方法在经济学中的作用问题,在理论界历来争议就很大,这种论争至少已有100年之久。从“反对数学的蒙昧主义”,到断言没有数学就没有任何科学,见仁见智,意见可谓大相径庭。
作为实际经济活动的理论概括和抽象的经济学,从其萌发到形成始终没有离开过数学。一方面,数的概念是在漫长的生产活动过程中产生的,另一方面生产活动也总是需要经济类的不同学科,诸如人口学、市场学、劳动工资学、价格学、财政学、金融学、会计学等等无一不与计数、计量、计算有关。离开数的概念,离开算的方法,可以说就不会有这些学科。
经济活动的实践决定了经济理论的研究也离不开数量,并且在经济学中运用数学的程度与数学本身的发展密切相关。纵观数学的历史,其可分为有质的区别的四个基本阶段。第一阶段,计数、算术时期(终止于纪元前5世纪);第二阶段,初等数学即常量数学时期(终止于17世纪);第三阶段,变量数学时期(终止于19世纪);第四阶段,现代数学时期。现代数学时期突出的特点是,多种多样的数学分支不断成长,数学的对象和应用范围大大扩展,并且以更高的理论抽象和概括揭示出了数学中最一般的统一的概念。
尽管数学的概念和结论极为抽象,但是它们都是从现实中来的,并且能在其他学科中、在社会生活实践中得以广泛应用,这也许是数学不仅具有无限的生命力且对于各个学科都有巨大影响和吸引力的根由所在。正如恩格斯在《反杜林论》中所说,应用数学来研究现实世界的这种可能性的根源在于:数学从这个世界本身提取出来,并且仅仅表现这个世界所固有的关系的形成部分,因此才能够一般地加以应用。
经济学对数学的应用范围伴随着数学的发展在不断扩大。在19世纪之前,经济学主要运用的是初等数学。从威廉·配第的《赋税论》(1662)、《政治算术》(1676),到魁奈的《经济表》(1758),都是利用数字、图表和简单的计算去描述分析国民财富的状况和变化。从19世纪起,经济学的研究引入了变量和函数的概念,数学方法的运用更为普遍。其中,考纳德的《财富理论的数学原理研究》(1838)是一本有意识地运用数学公式来说明经济问题的著作。此后,屠能的以实际数量为根据的经验公式(1850)、瓦尔拉的均衡交易理论(1874)、哈罗德的经济增长模型(1948)、丁伯根的包括48个方程式的大型经济增长模型(1939)、刘易斯的“二元经济”模型(1954)、托宾的中值—变量模型(1958)以及20世纪70年代至90年代索洛和罗曼的经济增长模型等等,一大批运用数学方法研究经济问题的论著纷纷问世。这些著作的共同特点是既使用了一般经济概念和传统经济方法,同时又使用了从最简单的数学符号到最新的数学方法。
从经济学与数学形影相随的发展历程可以获知,数学能为经济学提供特有的、严密的分析方法,它同定性分析中常用的逻辑学一样,是一种认识世界的工具。但是数学的应用只有与具体现象的深刻理论和严格的“质”的规定性相结合才有意义,否则经济研究会陷入毫无实在内容的公式与数学的游戏之中。
二、经济研究中运用数学方法出现的偏差
现在关于数学在经济研究中运用问题的争论焦点,不是经济学要不要运用数学方法,而是如何运用数学方法问题。对于前者,经济活动中对数学广泛应用的实践和经济理论运用数学方法研究成果的不断推出已经作出了肯定回答,而对于后者却众说纷纭,莫衷一是。由此使得经济学在运用数学方法时出现了严重偏差,影响了研究效果,发展下去有可能使我国经济研究步入歧途。
经济研究中应用数学方法存在的主要问题有:
1.运用范围过泛过滥。数学运用的界域是可以量化的事物,经济研究的视野是人类一切经济活动和社会关系。并非所有的经济活动和经济关系都是可以量化的,尤其是社会经济关系,它受到制度的、道德的、文化的、历史的诸多社会因素的影响,这些因素几乎大部分是无法量化的。如若硬是将不可量化的因素用数学公式将它们的关系表达出来,似乎怎么说都有道理,因为它们根本不存在运算关系,也无法运用数量的计算去考证对错。尽管数学也是反映人的思维的一种语言,但并非所有的科学都能转化为数学的语言。像物理学、化学、生物学这些与数学紧密关联的学科也是如此,有些问题即使将其转化为数学关系式,也不一定具有可解性。而以人类社会活动为研究对象的社会科学对数学的运用所受的限制就更多了,试图将经济学非人性化,以至将经济活动中的人“机械化”,将人的活动程序化、公式化,这无疑是经济研究的一种自我毁灭。
不看对象、不问条件、一门心思运用数学方法去求解经济问题,很容易使经济学沉湎于方法论的探寻,拘泥于微观经济体的研究,而对于涉及宏观经济体制变革、机制设计以及社会关系调整等全局性的问题有所轻视和忽略。正如理查德·布隆克所说,现代经济学越来越热衷于复杂的数学计算,沾沾自喜于美妙的数学模型,玩弄神秘。其结果是导致经济学逐步地与每日生活的丰富性、复杂性和非理性相脱离。近几年的经济研究动态已显露出这方面的一些令人忧虑的迹象。
2.对数学模型约束条件的取舍过于随意。几乎所有的理论都是在设定若干前提和假设条件的基础上确立的。如会计学中会计主体、持续经营、会计期间和货币计量等四个会计假定,西方经济学中“经济人”及“完全市场化”的假定等。数学方法逻辑严密性和计算准确性的性质决定了任何一个数学模型都要受到若干条件的约束,只有假定这些条件满足,该数学模型才能成立。方程越复杂所受的约束条件越多。现在一些经济学家建立数学模型对于约束条件,一是根本不去考虑,二是过于简化,三是约束条件的确定十分随意,仅从模型本身的需要出发而不考虑是否符合客观实际要求