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分析數學的科學方法

發布時間:2023-01-12 01:22:28

❶ 數學分析怎麼

首先你要對數學分析有一個大體的感性認識,比如他的研究對象(函數)理論基礎(極限論),研究內容(微分學,積分學,級數理論)
上課認真聽講是一方面,數學分析主要靠自己的努力,一定要多做題,推薦吉米多維奇的《數學分析習題集》六冊,數學人必知的好書
還有推薦《古今數學思想》,讀了這本書,會對數學的發展和思想有一個很好的認識,這對學數學是很有幫助的。
如果你有很強的能力,就讀讀《北京大學數學分析講義》,思路新穎
學好數學分析定要靠自己多做題,多感悟

❷ 常用的數學分析方法哪些

1.避免「一步到位」
是指解題過程中,省略關鍵步驟,而直接得到答案,這樣扣分是嚴重的.由於解答題是嚴格按照步驟給分的,如果解題過程中失去關鍵步驟,跳過擬考查的知識點、能力點,就意味著失去得分點,自然被扣分.
例1(2000年全國高考題) 已知函數y= cos2x+ sinxcosx+1,x∈R.
(I) 當函數y取得最大值時,求自變數x的集合;
(II) 該函數的圖像可由y=sinx(x∈R)的圖像經過怎樣的平移和伸縮變換得到?
解:(I)由題設可得,y= sin(2x+ )+ ,故有
當 x= +k ,k∈Z,函數y取得最大值.
(II) 略.
評註:在(Ⅰ)的解答中犯了「大題小作」中的「一步到位」錯誤,缺少了化簡過程的3個要點與何時取到最大值的1個要點,因而被扣分.
2. 避免「使用升華結論」
在解選擇和填空題中,使用升華結論(教材中未給出的正確結論)是允許的,而且還是一種簡捷快速的答題技巧.而直接運用(不加說明或證明)在解答題中是不合適的,且是「大題小作」,要適當扣分的.
解答高考解答題的理論根據應該是教材中的定義、定理、公理和公式,而學生使用「升華結論」則達不到考查能力、考查過程的目的,因此不能以題解題,不能直接運用教材以外別的東西,以免被扣分.
例2⑴(1991年全國高考題) 根據函數單調性的定義,證明函數f (x)=-x3+1在(-∞,+∞)上是減函數.
⑵(2001年全國高考題) 設拋物線y2 =2px (p>0)的焦點為F,經過點F的直線交拋物線於A、B兩點,點C在拋物線的准線上,且BC∥x軸.證明直線AC經過原點O.
評分標准中指出:
對於⑴:「利用y=x3在[0,+∞)上是增函數的性質,未證明y=x3在(-∞,+∞)上也是增函數而直接寫出f(x1)-f(x2)= - <0,未能證明為什麼 - <0過程,由評分標准知最多得3分.
對於⑵:有些考生證明時,直接運用課本中的引申結論「y1 y2=p2」而跳過擬考查的知識點、能力點而被扣2分.
對於課本習題、例題的結論,是要通過證明才能直接使用(黑體字結論例外),否則將被「定性」為解題不完整而被扣分.又如1996年高考理科第22(Ⅱ)及2001年全國高考理科第17(Ⅱ)利用面積射影定理,由於不加證明而直接使用,因而被扣分.
3 避免「答非所問」
是指沒有根據題意要求或沒有看清題意要求,用其它方法或結論作答,這明顯也要被扣分的.
例3(1993年全國高考題)已知數列
Sn為其前n項和.計算得 觀察上述結果,推測出計算Sn的公式,並用數學歸納法加以證明.
解:依據題意,推測出Sn的公式為:
Sn= .
∵ ak= = - ,
分別取k=1,2,3,…,n,並將n個式子相加得:
Sn=1- = .
評注 以上解法可謂「簡單、明了」,但證明時不用數學歸納法,為「答非所問」,不合題意,扣分是必然的. 又如1999年高考第22題(應用題),第(Ⅰ)問中求「冷軋機至少需要安裝多少對軋輥」,要求是用整數作答,不少考生未能用整數作答,違背題意而被扣分.
(四)了解「評分標准」,把握得分點
掌握解答題的「得分點」就要了解高考的評分標准,解答題評分標準是分步給分,但並非寫得越多得分越高,而是踏上得分點就給分,即按所用的數學知識,數學思想方法要點式給分,允許「等價答案」,允許「跳步得分」. 因此解答時,應步驟清,要點明,格式齊. 對於不同題型的給分規律有:
1.立幾題得分點
通常分作證,計算兩部分給分,各段中間又按要點給分.證明主要寫清兩點:①空間位置關系的判斷推理的依據(課本中的定理、公理);②什麼是空間角和距離及理由(緊扣定義). 特別要注意沒有寫清角、距離要被扣分. 計算過程的書寫:計算一般是解三角形,要寫清三角形的條件及解出的結果. 用等積法解題,要找出等積關系並計算. 都是分段得分的,如1998年23題,1999年22題,都有3個小題,每小題4分,其中作證2分,計算2分.
2.分類討論題得分點
按所分類分別給分,加上歸納的格式(即寫為「綜上:當××時,結論是××」)分. 如1996年第20題,按a>1和0<a<1兩類分別給5分,歸納給1分. 2000年理19(Ⅱ),求 a 的取值范圍,使函數在區間[0,+∞)上是單調函數,按 a≥1和0<a<1討論各得2分.
3.應用題得分點
按設列、解答兩部分給分. 特別要注意不答和答錯都要扣1分,應注意設、列、解、答的完整性,爭取步驟階段分.
4.推理證明題得分點
按推理格式,推理變形步驟給分. 對於用定義證明函數的單調性、奇偶性,用數學歸納法證題,都有嚴格的格式分,應完整,避免失分. 即使推理證明不出,寧可跳步作答,也要套用格式. 從條件、結論兩頭往中間靠,這樣寫完格式,這樣可以少扣分.
5.綜合題得分點
按解答的過程,分步給分,每個步驟又按要點給分. 盡可能把過程分步寫出,盡量不跳步,根據題意
列出關系,譯出題設中每一個條件,能演算幾步算幾步,尚未成功不等於失敗,特別是那些解題層次分明的題目,那些已經程序化的方法,每進行一步得分點的演算都可以得到這一步的滿分,最後結論雖然沒有算出來,但分數已過半,所以說,「大題拿小分」也是一個好主意. 因此盡量增加分步得分機會,千萬別輕易留空白題.
(五)常用的解答題解題技巧
1.較簡單的解答題的求解
對於比較容易解答的解答題(一般是前面3道),宜採用一慢一快的方法,就是審題要慢,解題要快,速戰速決,為後面3道解答題留下時間.
找到解題方法後,書寫要簡明扼要,快速規范,不要拖泥帶水,羅唆重復,用閱卷老師的話,就是寫出「得分點」,一般來講,一個原理寫一步就可以了。至於不是題目直接考查的過渡知識,可以直接寫出結論,高考允許合理省略非關鍵步驟,應詳略得當。
例2004北京理科第15題
在 中, , , ,求 的值和 的面積.
分析:本小題主要考查三角恆等變形、三角形面積公式等基本知識,考查運算能力
解:
又 ,

.

2.較難的解答題的求解
對於較難的解答題(後面3道)來說,要想在有限的時間內做全對是不大現實的.當然也不能全部放棄,應該盡可能的爭取多拿分.對於絕大多數考生來說,在這里重要的是:如何從拿不下來的題目中分段得點分。我們說,有什麼樣的解題策略,就有什麼樣的得分策略,下面談四個觀點。
(1)、缺步解答
如果我們遇到一個很困難的問題,確實啃不動,一個明智的策略是:將它分解成為一個系列的步驟,或者是一個個子問題,能演算幾步就演算幾步,尚未成功不等於徹底失敗,每進行一步得分點的演算就可以得到這一步的滿分,最後結論雖然沒有得出來,但分數卻已過半。因為近幾年高考解答題的特點是:入口易完善難,不可輕易放棄任何一題。
例: (2004浙江理科第21題)已知雙曲線的中心在原點,右頂點為A(1,0)點P、Q在雙曲線的右支上,支M(m,0)到直線AP的距離為1.
(Ⅰ)若直線AP的斜率為k,且 ,求實數m的取值范圍;
(Ⅱ)當 時,ΔAPQ的內心恰好是點M,求此雙曲線的方程.
解: (Ⅰ)由條件得直線AP的方程

因為點M到直線AP的距離為1,
∵ 即 .
∵ ∴
解得 +1≤m≤3或--1≤m≤1-- .
∴m的取值范圍是
(Ⅱ)可設雙曲線方程為 由
得 .
又因為M是ΔAPQ的內心,M到AP的距離為1,所以∠MAP=45º,直線AM是∠PAQ的角平分線,且M到AQ、PQ的距離均為1.因此, (不妨設P在第一象限)
直線PQ方程為 .
直線AP的方程y=x-1,
∴解得P的坐標是(2+ ,1+ ),將P點坐標代入 得,

所以所求雙曲線方程為

(2)、跳步解答
解題卡在某一過渡環節上是常見的,這時,我們可以先承認中間結論,往後推,看能否得到結論。如果得不出,證明這個途徑不對,立即改變方向;如果能得出預期結論,我們再回過頭來,集中力量攻克這個「中途點」。由於高考時間的限制,「中途點」的攻克來不及了,那麼可以把前面的寫下來,再寫上「證明某步之後,繼而有……」一定做到底。也許,後來中間步驟又想出來了,這時不要亂七八糟地補上去,可補在後面,可書寫為「事實上,某步可證如下」。
有的題目可能設有多問,第一問求不出來,可以把第一問當成已知,先做第二問,這也算做是跳步解答。
例: (2004天津文科第18題) 從4名男生和2名女生中任選3人參加演講比賽.
(I) 求所選3人都是男生的概率;
(II)求所選3人中恰有1名女生的概率;
(III)求所選3人中至少有1名女生的概率.
解: (I) 所選3人都是男生的概率為
(II)所選3人中恰有1名女生的概率為
(III)所選3人中至少有1名女生的概率為
這3道小題可以說是互相獨立的,彼此不相干.所以如果第1小題做不來,可以跳過去,直接做第2小題.

(3)、退步解答
「以退求進」是一個重要的解題策略,如果你不能解決題中所提出的問題,那麼,你可以從一般退到特殊,從復雜退到簡單,從整體退到局部。總之,退到一個你能夠解決的問題,比如,{an}是公比為q的等比數列,Sn為{an}的前n項和,若Sn成等差數列,求公比q=____.
對等比數列問題,我們需考慮到q=1,q≠1兩種情況,你可以先對特殊的q=1進行討論,滿足題意,找到解題思路和情緒上的穩定後,再討論q≠1時是否也滿足題意,發現無解,如果對q≠ 1的情況你確實不會解,你還可以開門見山的寫上:本題分兩種情況:q=1或q≠1.
也許你只能完成一種情況,但你沒有用一種情況來代替主體。在概念上、邏輯上是清楚的。另外「難的不會做簡單的」還為尋找正確的、一般的解題方法提供了有意義的啟發。
4、輔助解答
一道題目的完整解答,即要有主要的實質性的步驟,也要有次要的輔助性的步驟,如:准確的作圖,把題目中的條件翻譯成數學表達式,設應用題中的未知量,函數中變數的取值范圍,軌跡題中的動點坐標,數學歸納法證明時,第一步n的取值等,如果處理得當,也會增分,不要小視它們。
另外,書寫也是輔助解答,卷面隨意塗改及正確答案的位置不合理,都會造成不必要的失分。
所以,有人說,書寫工整,卷面整齊也得分,不無道理。

❸ 數學方法有哪些

數學方法即用數學語言表述事物的狀態、關系和過程,並加以推導、演算和分析,以形成對問題的解釋、判斷和預言的方法。所謂方法,是指人們為了達到某種目的而採取的手段、途徑和行為方式中所包含的可操作的規則或模式.人們通過長期的實踐,發現了許多運用數學思想的手段、門路或程序。同一手段、門路或程序被重復運用了多次,並且都達到了預期的目的,就成為數學方法。數學方法是以數學為工具進行科學研究的方法,即用數學語言表達事物的狀態、關系和過程,經過推導、運算與分析,以形成解釋、判斷和預言的方法。
在中學數學中經常用到的基本數學方法,大致可以分為以下三類:

(1)邏輯學中的方法
例如分析法(包括逆證法)、綜合法、反證法、歸納法、窮舉法(要求分類討論)等。這些方法既要遵從邏輯學中的基本規律和法則,又因為運用於數學之中而具有數學的特色。

(2)數學中的一般方法
例如建模法、消元法、降次法、代入法、圖像法(也稱坐標法,在代數中常稱圖像法,在我們今後要學習的解析幾何中常稱坐標法)、比較法(數學中主要是指比較大小,這與邏輯學中的多方位比較不同)、放縮法,以及將來要學習的向量法、數學歸納法(這與邏輯學中的不完全歸納法不同)等.這些方法極為重要,應用也很廣泛。

(3)數學中的特殊方法
例如配方法、待定系數法、消元法、公式法、換元法(也稱之為中間變數法)、拆項補項法(含有添加輔助元素實現化歸的數學思想)、因式分解諸方法,以及平行移動法、翻折法等。這些方法在解決某些數學問題時也起著重要作用。

❹ 一般的數學思想方法有哪些

1 函數思想

把某一數學問題用函數表示出來,並且利用函數探究這個問題的一般規律。

2 數形結合思想

把代數和幾何相結合,例如對幾何問題用代數方法解答,對代數問題用幾何方法解答。

3 整體思想

整體代入、疊加疊乘處理、整體運算、整體設元、整體處理、幾何中的補形等都是整體思想方法在解數學問題中的具體運用。

4 轉化思想

在於將未知的,陌生的,復雜的問題通過演繹歸納轉化為已知的,熟悉的,簡單的問題。

5 類比思想

把兩個(或兩類)不同的數學對象進行比較,如果發現它們在某些方面有相同或類似之處,那麼推斷它們在其他方面也可能有相同或類似之處。

(4)分析數學的科學方法擴展閱讀:

函數思想,是指用函數的概念和性質去分析問題、轉化問題和解決問題。方程思想,是從問題的數量關系入手,運用數學語言將問題中的條件轉化為數學模型(方程、不等式、或方程與不等式的混合組),然後通過解方程(組)或不等式(組)來使問題獲解。有時,還實現函數與方程的互相轉化、接軌,達到解決問題的目的。

笛卡爾的方程思想是:實際問題→數學問題→代數問題→方程問題。宇宙世界,充斥著等式和不等式。我們知道,哪裡有等式,哪裡就有方程;哪裡有公式,哪裡就有方程;求值問題是通過解方程來實現的……等等;不等式問題也與方程是近親,密切相關。列方程、解方程和研究方程的特性,都是應用方程思想時需要重點考慮的。

函數描述了自然界中數量之間的關系,函數思想通過提出問題的數學特徵,建立函數關系型的數學模型,從而進行研究。

它體現了「聯系和變化」的辯證唯物主義觀點。一般地,函數思想是構造函數從而利用函數的性質解題,經常利用的性質是:f(x)、f (x)的單調性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、圖像變換等,要求我們熟練掌握的是一次函數、二次函數、冪函數、指數函數、對數函數、三角函數的具體特性。

在解題中,善於挖掘題目中的隱含條件,構造出函數解析式和妙用函數的性質,是應用函數思想的關鍵。對所給的問題觀察、分析、判斷比較深入、充分、全面時,才能產生由此及彼的聯系,構造出函數原型。另外,方程問題、不等式問題和某些代數問題也可以轉化為與其相關的函數問題,即用函數思想解答非函數問題。

函數知識涉及的知識點多、面廣,在概念性、應用性、理解性都有一定的要求,所以是高考中考查的重點。

我們應用函數思想的幾種常見題型是:遇到變數,構造函數關系解題;有關的不等式、方程、最小值和最大值之類的問題,利用函數觀點加以分析;含有多個變數的數學問題中,選定合適的主變數,從而揭示其中的函數關系。

實際應用問題,翻譯成數學語言,建立數學模型和函數關系式,應用函數性質或不等式等知識解答;等差、等比數列中,通項公式、前n項和的公式,都可以看成n的函數,數列問題也可以用函數方法解決。

引起分類討論的原因主要是以下幾個方面:

① 問題所涉及到的數學概念是分類進行定義的。如|a|的定義分a>0、a=0、a<0三種情況。這種分類討論題型可以稱為概念型。

② 問題中涉及到的數學定理、公式和運算性質、法則有范圍或者條件限制,或者是分類給出的。如等比數列的前n項和的公式,分q=1和q≠1兩種情況。這種分類討論題型可以稱為性質型。

③ 解含有參數的題目時,必須根據參數的不同取值范圍進行討論。如解不等式ax>2時分a>0、a=0和a<0三種情況討論。這稱為含參型。

另外,某些不確定的數量、不確定的圖形的形狀或位置、不確定的結論等,都主要通過分類討論,保證其完整性,使之具有確定性。

進行分類討論時,我們要遵循的原則是:分類的對象是確定的,標準是統一的,不遺漏、不重復,科學地劃分,分清主次,不越級討論。其中最重要的一條是「不漏不重」。

解答分類討論問題時,我們的基本方法和步驟是:首先要確定討論對象以及所討論對象的全體的范圍;其次確定分類標准,正確進行合理分類,即標准統一、不漏不重、分類互斥(沒有重復);再對所分類逐步進行討論,分級進行,獲取階段性結果;最後進行歸納小結,綜合得出結論。

❺ 數學推理方法有哪幾種

數學方法即用數學語言表述事物的狀態、關系和過程,並加以推導、演算和分析,以形成對問題的解釋、判斷和預言的方法。所謂方法,是指人們為了達到某種目的而採取的手段、途徑和行為方式中所包含的可操作的規則或模式.人們通過長期的實踐,發現了許多運用數學思想的手段、門路或程序。同一手段、門路或程序被重復運用了多次,並且都達到了預期的目的,就成為數學方法。數學方法是以數學為工具進行科學研究的方法,即用數學語言表達事物的狀態、關系和過程,經過推導、運算與分析,以形成解釋、判斷和預言的方法。

推理方法有兩種:
1,常規推導方法,從公理或已知的命題推導出該命題成立,即證明該命題是已知公理的子命題。要點是要理清命題以及給出條件的含義,找出該命題的等效含義和條件,最好是轉化為數值等式關系,然後符號演算,這種演算方法通用性強,在一些特殊情況下也轉化為直觀的幾何關系,通過直觀的幾何關系證明,但幾何的方法需要靈感,不通用。
2,歸謬方法,假設該命題不成立,推導出矛盾的命題,從而證明該命題成立。適用的場合比較有限,不作介紹。

❻ 學習數學科學的方法

數學:是研究現實世界空間形式與數量關系的學科。 從某種角度看屬於形式科學的一種,分為高等數學和初等數學。 數學在人類歷史發展和社會生活中發揮著不可替代的作用,也是學習和研究現代科學技術必不可少的基本工具。
數學有很多的內容,分為許多分支,最為常見的初等數學有初等幾何、初等代數、高等數學有微積分、高等代數、復變函數、實變函數、泛函分析、解析幾何、離散數學、初等數論、常微分方程、數理方程、邏輯代數、概率論等等。
學習數學,科學的學習方法有:
1、勤思考:思考是數學學習方法的核心。在學這門課中,思考有重大意義。解數學題時,首先要觀察、分析、思考。思考往往能發現題目的特點,找出解題的突破口、簡便的解題方法。在我們周圍,凡是真正學得好的同學,都有勤於思考,經常開動腦筋的習慣,於是腦子就越用越靈,勤於思考變成了善於思考。我正因為掌握應用了這一方法,所以在全國數學競賽中獲得了武漢市一等獎。
2、動手試:動手有助於消化學習過的知識,做到融會貫通。課下,我常常把老師講過的公式進行推導,推導時不要看書,要默記。這樣就能使自己對公式掌握滾瓜爛熟,可為公式變形計算打下扎實的基礎。
3、培養創造精神:所謂創造,就是想出新辦法,做出新成績,建立新理論。創造,就要不局限於老師、課本講的方法。平時,有一些難度高的題目,我在聽懂了老師講的方法後,還要自己去找一找有沒有另外的解法,這樣能加深對題目的理解,能比較幾種解法的利弊,使解題思維達到一個更高的境界。

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