數學思想領悟

數學思想領悟
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內容簡介

本書為中學數學拓展叢書之一。在書中,作者提出了作為數學思想的奠基性或總括性成分的基本數學思想觀點,以及基本數學思想是由兩大「基石」、兩大「支柱」、兩大「主梁」思想等三大塊有機組成的探討,以企圖給數學思想構建一種理論體系。 本書可作為高等師范院校教育學院、教師進修學院數學專業及國家級、省級中學數學骨干教師培訓班的教材或教學參考書。

本書共分五章。第一章數學思想概述;第二章兩大「基石」思想;第三章兩大「支柱」思想;第四章兩大「主梁」思想;第五章數學思想的運用與領悟。本書可作為高等師范院校教育學院、教師進修學院數學專業及國家級、省級中學數學骨干教師培訓班的教材或教學參考書。
 

目錄

第一章 數學思想概述
 1.1 對數學思想重要性的認識漸趨深刻
  1.1.1 經驗的總結
  1.1.2 現實的需要
  1.1.3 認知的實現
 1.2 大力加強對數學思想的探討
  1.2.1 思想和數學思想
  1.2.2 數學思想與科學思想
  1.2.3 歷史上數學思想的幾次重大突破與中學數學教材內容的階段性轉折
  1.2.4 數學思想中的基本數學思想
  1.2.5 思路、思緒、思考和意識(觀念)
  1.2.6 數學思想與數學方法的關系
 思考題
第二章 兩大「基石”思想
 2.1 符號化與變元表示思想
  2.1.1 換元思想
  2.1.2 方程思想
  2.1.3 參數思想
 2.2 集合思想
  2.2.1 類分思想(並集思想)
  2.2.2 求同思想(交集思想)
  2.2.3 互補思想(補集思想)
 思考題
 思考題參考解答
第三章 兩大「支柱”思想
 3.1 對應思想
  3.1.1 映射思想
  3.1.2 函數思想
  3.1.3 變換思想
  3.1.4 對稱思想
  3.1.5 遞歸思想
  3.1.6 數形結合思想
 3.2 公理化與結構思想
  3.2.1 公理化思想
  3.2.2 演繹思想
  3.2.3 日納思想
  3.2.4 類比思想
  3.2.5 結構思想
  3.2.6 極限思想
  3.2.7 模型思想
 思考題
 思考題參考解答
第四章 兩大「主梁」思想
 4.1 系統與統計思想(一)
  4.1.1 系統思想
  4.1.2 整體思想
  4.1.3 分解組合思想
  4.1.4 運動變化思想
  4.1.5 最優化思想
 4.2 系統與統計思想(二)
  4.2.1 統計思想
  4.2.2 隨機思想
  4.2.3 統計調查思想
  4.2.4 假設檢驗思想
  4.2.5 量化思想
 4.3 化歸與辯證思想(一)
  4.3.1 化歸思想
  4.3.2 縱向化歸
  4.3.3 橫向化歸
  4.3.4 同向化歸
  4.3.5 逆向化歸
 4.4 化歸與辯證思想(二)
  4.4.1 辯證思想
  4.4.2 對立統一思想
  4.4.3 互變思想
  4.4.4 轉換思想
  4.4.5 一分為二思想
 思考題
 思考題參考解答
第五章 數學思想的運用與領悟
 5.1 集合問題
  5.1.1 學習集合應注意的幾個問題——符號化與變元表示思想的運用
  5.1.2 集合的圖形表示及應用——數形結合思想的運用
  5.1.3 關注集合元素的特征——符號化與變元表示思想的運用
  5.1.4 重視空集的特殊性和重要作用——一分為二思想的運用
  5.1.5 反面求解——補集思想的運用
 5.2 簡易邏輯與推理問題
  5.2.1 邏輯聯結詞與真假命題的集合語言表示——結構思想的運用
  5.2.2 用集合觀點處理充要條件問題——集合思想的運用
  5.2.3 對數學歸納法的深入理解——遞歸思想的運用
 5.3 函數問題
  5.3.1 映射、函數等概念的正確把握——特殊與一般轉換思想的運用
  5.3.2 函數的單調區間及單調性的應用——模型思想的運用
  5.3.3 指數函數、對數函數的單調性及應用——類分思想的運用
  5.3.4 冪函數、指數函數、對數函數的參變量漫談——運動變化思想的運用
  5.3.5 從反函數的定義談起——對應思想的運用
  5.3.6 函數奇偶性的判定與應用——符號化變元表示思想的運用
  5.3.7 關於對稱問題的求解——對稱思想的運用
 5.4 三角問題
  5.4.1 對角的概念推廣與符號表示的深刻認識——符號化與變元表示思想的運用
  5.4.2 弧度制及應用——對應思想的運用
  5.4.3 誘導公式的新概括——符號化與變元表示思想的運用
  5.4.4 函數y=Asin(舛+驢)的圖象——變換思想的運用
  5.4.5 單位圓的應用——數形結合思想的運用
  5.4.6 三角函數的性質及應用——特殊與一般轉換思想的運用
  5.4.7 角的代換與變換——化歸思想的運用
  5.4.8 三角式余弦定理——特殊與一般轉換思想的運用
  5.4.9 弦函數的「平方差」公式——整體思想的運用
  5.4.10 三角中的三倍角公式——變換思想的運用
  5.4.11 余弦定理的簡單應用——轉換思想的運用
 5.5 立體幾何問題
  5.5.1 平面的屬性與描述——符號化與變元表示思想的運用
  5.5.2 公理3的三個推論的證明——公理化思想的運用
  5.5.3 空間直線位置關系的識別與證明——類分思想的運用
  5.5.4 線面垂直判定定理的證明——轉化思想的運用
  5.5.5 直線和平面所成的角及其求解——轉化思想的運用
  5.5.6 平面與平面平行、垂直的判定與性質——歸納思想的運用
  5.5.7 二面角的求解方法——歸納思想的運用
  5.5.8 立體幾何求解題的規范化表述——最優化思想的運用
  5.5.9 立體幾何中的反證法證明——補集思想的運用
  5.5.10 平面圖形的翻折問題及求解——運動變化思想的運用
  5.5.11 異面直線上兩點問的距離公式——化歸思想的運用
  5.5.12 底面為矩形的棱錐的一個美妙結論——化歸思想的運用
  5.5.13 平行六面體的妙用——模型思想的運用
  5.5.14 立體幾何中的幾何變換——運動變化思想的運用
  5.5.15 一種重要的思維方式——類比思想的運用
  5.5.16 一種有效的處理途徑一轉換思想的運用
  5.5.17 一種常用的求解方法——分解組合思想的運用
  5.5.18 射影法與解析法的配合運用——轉化思想的運用
  5.5.19 三類角的珠聯璧合關系——系統思想的運用
  5.5.20 立體幾何中的「定比分點」公式——特殊向一般轉換思想的運用
 5.6 平面解析幾何問題
  5.6.1 解析法證題淺談——數形結合思想的運用
  5.6.2 定比分點公式淺析——公式所包含的多種思想
  5.6.3 直線及直線方程的建立——數形結合思想的運用
  5.6.4 簡單的線性規划及應用——最優化思想的運用
  5.6.5 直線系方程——參數思想的運用
  5.6.6 直線與圓有公共點的運用——參數思想的運用
  5.6.7 圓的各種形式的方程及應用——符號化與變元表示思想的運用
  5.6.8 談圓的直徑式方程——分解組合思想的運用
  5.6.9 動點到兩定點距離的和差最值——類比思想的運用
  5.6.10 圓、橢圓、雙曲線的定義問題——縱向化歸思想的運用
  5.6.11 利用圓錐曲線的定義解題——化歸思想的運用
  5.6.12 一串優美的定值結論——特殊與一般轉化思想的運用
  5.6.13 圓錐曲線焦半徑公式的應用——模型思想的運用
  5.6.14 過圓錐曲線上一點的切線方程問題——變換思想的運用
  5.6.15 軌跡方程的求法——交集思想的運用
  5.6.16 處理圓錐曲線問題應注意的一個方面——對稱思想的運月
  5.6.17 設而不求——整體思想的運用
  5.6.18 簡化計算的妙方——對稱思想的運用
  5.6.19 一道拋物線問題的求解——結構思想的運用
  5.6.20 圓錐曲線的光學性質及應用——結構思想的運用
 5.7 排列組合與二項式定理問題
  5.7.1 兩個計數原理的理解與運用——類分思想的運用
  5.7.2 從集合的角度看排列組合——集合思想的運用
  5.7.3 二項式定理的應用舉例——模型思想的運用
 5.8 概率問題
  5.8.1 對事件及概率的辨析理解——類比思想的運用
  5.8.2 從集合角度看事件與概率——集合思想的運用
 5.9 向量問題
  5.9.1 向量的概念及加減運算——模型思想的運用
  5.9.2 平面向量的基本定理及應用——符號化與變元表示思想的運用
  5.9.3 平面向量的數量積及應用——類比與轉化思想的運用
  5.9.4 空間向量在立體幾何中的應用——數形結合思想的運用
 5.10 數列問題
  5.10.1 關於數列一般概念的理解——結構思想的運用
  5.10.2 對等差數列的深化認識——結構思想的運用
  5.10.3 用函數觀點處理等差數列問題——函數思想的運用
  5.10.4 對等比數列的深刻認識——類比與結構思想的運用
  5.10.5 等差、等比中項的巧用——化歸思想的運用
  5.10.6 可化為等差、等比數列的數列問題——模型思想的運用
  5.10.7 數列求和的若干方法——化歸思想的運用
 5.11 不等式問題
  5.11.1 由實數的性質到不等式的性質——化歸思想的運用
  5.11.2 實系數一元不等式的統一解法——函數思想的運用
  5.11.3 兩個不等式的一般形式——模型思想的運用
  5.11.4 二元與三元均值不等式的巧用——轉換思想的運用
  5.11.5 構作函數證明不等式——函數思想的運用
  5.11.6 運用放縮法證明不等式——化歸思想的運用
 5.12 復數問題
  5.12.1 對復數概念的深刻認識——對應思想的運用
  5.12.2 復數豐富多彩的性質——變換思想的運用
  5.12.3 處理復數問題的一條有效途徑——方程思想的運用
  5.12.4 借圖速解復數題——數形結合思想的運用
  5.12.5 復數幫了三角的忙——橫向化歸思想的運用
  5.12.6 復數在求解代數、平面幾何問題中的應用——模向化歸思想的運用
  5.12.7 復數與解析幾何問題——化歸思想的運用
 思考題
 思考題參考解答
參考文獻
作者出版的相關書籍與發表的相關文章目錄
編后語
 

我和沈文選教授有過合作,彼此相熟。不久前,他發來一套數學普及讀物的叢書目錄,包括數學眼光、數學思想、數學應用、數學模型、數學方法、數學史話等,洋洋大觀。從論述的數學課題來看,該叢書的視角新穎,內容充實,思想深刻,在數學科普出版物中當屬上乘之作。

閱讀之余,忽然覺得公眾對數學的認識很不相同,有些甚至是彼此矛盾的。例如:

一方面,數學是學校的主要基礎課,從小學到高中,12年都有數學;另一方面,許多名人在說「自己數學很差」的時候,似乎理直氣壯,連臉也不紅,好像在宣示:數學不好,照樣出名。

一方面,說數學是科學的女王,「大哉數學之為用」,數學無處不在,數學是人類文明的火車頭;另一方面,許多學生說數學沒用,一輩子也碰不到一個函數,解不了一個方程,連相聲也在諷剌「一邊向水池注水,一邊放水」的算術題是瞎折騰。

一方面,說「數學好玩」,數學具有和諧美、對稱美、奇異美,歌頌數學家的「美麗的心靈」;另一方面,許多人又說,數學枯燥、抽象、難學,看見數學就頭疼。

數學,我怎樣才能走近你,欣賞你,擁抱你?說起來也很簡單,就是不要僅僅埋頭做題,要多多品味數學的奧秘,理解數學的智慧,拋卻過分的功利,當你把數學當作一種文化來看待的時候,數學就在你心中了。

我把學習數學比做登山,一步步地爬,很累,很苦。但是如果你能欣賞山林的風景,那麼登山就是一種樂趣了。

登山有三種意境。

首先是初識階段。走入山林,爬得微微出汗,坐擁山色風光。體會「明月松間照,清泉石上流」的意境。當你會做算術,會記賬,能夠應付日常生活中的數學的時候,你會享受數學給你帶來的便捷,感受到好似飲用清泉那樣愉悅。

……
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