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专业知识与数学结合的例子,专业知识与数学结合的例子有哪些

2024-07-28 08:39:52 专业知识 0人已围观

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于专业知识与数学结合的例子的问题,于是小编就整理了2个相关介绍专业知识与数学结合的例子的解答,让我们一起看看吧。

小学数学中心智技能的例子?

一位老师在进行语文课文《萤火虫》教学时有这样一个片断:老师问学生,萤火虫燃烧了自己,怎么了?有的孩子回答说,萤火虫燃烧了自己它就死了;也有孩子说,萤火虫燃烧了自己,它没有怎么,只是一种生理现象;还有一部分孩子有一些其它理解,这时,老师无法对这些理解给予肯定,因为书上不是这样说的,书上的正确答案是,萤火虫燃烧了自己,照亮了人间。所以,老师不断运用教学技巧和教学机智,想办法一步步的“启发”孩子得出“正确”的认识,要求同学们再想一想,再看一看,看什么呢?当然是看书,看课文,最后,孩子们终于在老师的不断引导下,“看”出一个“共同”的认识——萤火虫燃烧了自己,照亮了人间!

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在数学上首先发明,其后才在物理或工程上得到应用的例子有哪些?

这样的例子非常多,最典型的数学发明就是傅立叶分析,这个本来是数学工具,现在则成了工程与物理领域中经常使用的方法。比如,在工程上我们想要分析一座大桥的固有振动频率,我们可以把大桥的振动波形用传感器传到电脑上,然后对这个波形做傅立叶分析,就可以找到大桥的固有特征频率。在物理上,比如在离子井内,我们想知道离子的运动周期是多少,一种办法是测量出离子运动产生的镜像电流,然后对这个镜像电流做傅立叶分析,就可以知道离子运动的特征频率,而频率的倒数就是时间周期。所以,物理在工程上还是物理上 ,傅立叶分析给我们提供了非常多的帮助。

另外一个例子是数学上的黎曼几何的发明,这个数学工具集中在微分几何领域。高斯与黎曼等人发展了这个学科,后来有里奇与勒维西维塔等人的工作。这些工作刚开始进行的时候,这些数学家压根不知道在物理上有什么应用。后来,一个叫爱因斯坦的物理学家把黎曼几何学用到了物理学领域,爱因斯坦把时空看成是一个弯曲的几何体,而物质引起了时空的弯曲,时空的弯曲引导了物质的运动——这就是广义相对论。在这个例子中,也是先有数学才有物理。

著名数学家陈省身曾经在中国科学院理论物理研究所题写了一首诗:“物理几何是一家, 共同携手到天涯。 黑洞单极穷奥秘, 纤维联络织锦霞。 进化方程孤立异, 对偶曲率瞬息空。 筹算竟有天人用, 拈花一笑不言中。”陈先生指出了数学与物理的关系,他参与发明的纤维丛数学理论,后来也用到物理上的规范场论之中。

归根结底,数学不是凭空发明的,都源自现实与物理。数学从物理学分离出来,自立门户,也只有100多年的历史。

十进制,源自人类的十指。计算与统计,源自结绳记忆(calculation, calc=stone)。几何学,源自丈量土地(geometry, geo=earth, meter=measure)。

圆的研究,源自车轮与日晷有了圆的概念。抛物线,源自飞矢与弹弓。球的概念,源自珍珠与种子之类。

椭圆的模型,来自瓜果蛋卵之类。正弦曲线,来自风浪之类。自然常数,来自海螺与漩涡之类。勾股定理,源自测量与工程设计。费马大定理,源自勾股定理。

微积分,来自经典动力学。傅里叶级数,来自电磁学与电工学。黎曼几何,来自测地线循环运动。群论与场论,来自经典电动力学。

数学公理集,皆来自物理公理集。进而形成数理逻辑的核心内容。

但是,在数学公理集游戏规则基础上,数学家们可以不断衍生与构造出脱离物理现实的若干数学模型。

例如,四维时空、多维空间、无限维空间(希尔伯特空间)、反物质或镜像对称(数学推论)、质能方程(数学推论)。

这些数学衍生品,有的很有用,有的可备用,有的纯属子虚乌有,如弦理论的26维空间。

数学衍生品未必可靠的根本原因是:数学是对现实的近似,一次近似可以,近似的近似,就可能不近似,甚至胡扯。

这些在物理、工程、经济、管理等等应用的数学“发明”可以用不胜枚举来形容。初等到笛卡尔坐标系,对数运算,自然对数底e,到高等一点的微积分,线性规划,在到更加高等的微分方程,微分几何,拓扑空间等。特别是数学和物理,越到现代,越到高级阶段,数学几乎成了物理的基本假设和理论基础之一,比如广义相对论之于黎曼空间,量子力学之于Hermit空间,直到现在非常热门的弦理论之于卡拉比-丘成桐空间,都是非常典型的例子。甚至可以毫不夸张的说,有了这些数学上的空间理论,才使广义相对论、量子力学、弦理论等成为一个完备的理论体系。

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