我的数学选讲
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高中数学竞赛讲座11数学方法选讲(1)同学们在阅读课外读物的时候,或在听老师讲课的时候,书上的例题或老师讲解的例题他都能听懂,但一遇到没有见过面的问题就不知从何处入手。
看来,要提高解决问题的能力,要能在竞赛中有所作为,首先得提高分析问题的能力,这就需要学习一些重要的数学思想方法。
例题讲解一、从简单情况考虑华罗庚先生曾经指出:善于“退”,足够的“退”,退到最原始而又不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。
从简单情况考虑,就是一种以退为进的一种解题策略。
1. 两人坐在一张长方形桌子旁,相继轮流在桌子上放入同样大小的硬币。
条件是硬币一定要平放在桌子上,后放的硬币不能压在先放的硬币上,直到桌子上再也放不下一枚硬币为止。
谁放入了最后一枚硬币谁获胜。
问:先放的人有没有必定取胜的策略?2.线段AB上有1998个点(包括A,B两点),将点A染成红色,点B染成蓝色,其余各点染成红色或蓝色。
这时,图中共有1997条互不重叠的线段。
问:两个端点颜色相异的小线段的条数是奇数还是偶数?为什么?3.1000个学生坐成一圈,依次编号为1,2,3,…,1000。
现在进行1,2报数:1号学生报1后立即离开,2号学生报2并留下,3号学生报1后立即离开,4号学生报2并留下……学生们依次交替报1或2,凡报1的学生立即离开,报2的学生留下,如此进行下去,直到最后还剩下一个人。
问:这个学生的编号是几号?4.在6×6的正方形网格中,把部分小方格涂成红色。
然后任意划掉3行和3列,使得剩下的小方格中至少有1个是红色的。
那么,总共至少要涂红多少小方格?二、从极端情况考虑从问题的极端情况考虑,对于数值问题来说,就是指取它的最大或最小值;对于一个动点来说,指的是线段的端点,三角形的顶点等等。
极端化的假设实际上也为题目增加了一个条件,求解也就会变得容易得多。
5.新上任的宿舍管理员拿着20把钥匙去开20个房间的门,他知道每把钥匙只能打开其中的一个门,但不知道哪一把钥匙开哪一个门,现在要打开所有关闭的20个门,他最多要开多少次?6.有n名(n≥3)选手参加的一次乒乓球循环赛中,没有一个全胜的。
初一数学竞赛讲座应用问题选讲我们知道,数学是一门基础学科。
我们在学校中学习数学的目的,一方面是为学习其它学科和学习更深的数学知识打下一个基础,更重要的是为了现在和将来运用所学的数学知识去解决一些日常生活、科学实验、工农业生产以及经济活动中所遇到的实际问题。
运用数学知识解决实际问题的基本思路是:先将这个实际问题转化为一个数学问题(我们称之为建立数学模型),然后解答这个数学问题,从而解决这个实际问题。
即:这里,建立数学模型是关键的一步。
也就是说,要通过审题,将实际问题与自己学过的数学知识、数学方法联系起来,将其归结到某一类型的数学问题,然后解答这个数学问题。
下面介绍一些典型的数学模型。
一、两个量变化时,和一定的问题两个变化着的量,如果在变化的过程中,它们的和始终保持不变,那么它们的差与积之间有什么关系呢?观察下面的表:我们不难得出如下的规律:两个变化着的量,如果在变化的过程中,和始终保持不变,那么它们的差越小,积就越大。
若它们能够相等,则当它们相等时,积最大。
这个规律对于三个和三个以上的变量都是成立的。
例1农民叔叔阿根想用20块长2米、宽1.2米的金属网建一个靠墙的长方形鸡窝。
为了防止鸡飞出,所建鸡窝的高度不得低于2米,要使鸡窝面积最大,长方形的长和宽分别应是多少?解:如上图,设长方形的长和宽分别为x米和y米,则有x+2y=1.2×20=24。
长方形的面积为因为x和2y的和等于24是一个定值,故它们的乘积当它们相等时最大,此时长方形面积S也最大。
于是有x=12, y=6。
例2如果将进货单价为40元的商品按50元售出,那么每个的利润是10元,但只能卖出500个。
当这种商品每个涨价1元时,其销售量就减少10个。
为了赚得最多的利润,售价应定为多少?解:设每个商品售价为(50+x)元,则销量为(500-10X)个。
总共可以获利:(50+x-40)×(500-10x)=10×(10+X)×(50-X)(元)。
数学分析选讲教案教案-数学分析选讲一、教学目标1.了解数学分析选讲的内容和意义;2.掌握数学分析选讲中具体的知识点和方法;3.培养学生对数学问题的分析和解决能力。
二、教学内容1.极限与连续2.导数与微分3.积分与不定积分4.一元函数的级数展开5.二重积分与曲线积分三、教学过程1.首先介绍数学分析选讲的意义和重要性,引导学生对该学科的兴趣和学习动力。
2.然后分别介绍每个知识点的基本概念和定义,并通过一些具体的例子进行说明。
比如,对于极限与连续,可以通过函数在其中一点处的极限和函数的连续性来说明。
3.接着,讲解每个知识点的具体计算方法和应用。
比如,对于导数与微分,可以讲解导数的定义和性质,并介绍如何求导和微分的计算方法。
同时,通过一些实际问题的应用,如求速度、加速度等问题,来说明导数与微分的应用。
4.在讲解知识点的同时,可以穿插一些习题的讲解和训练,以检测学生对知识点的掌握情况,并培养学生的解题能力。
5.最后,总结每个知识点的要点和注意事项,并给出一些练习题供学生进行巩固和深化。
四、教学方法1.以讲授和演示为主,结合习题训练和实例分析,培养学生的数学分析思维和解题能力。
2.采用逐步推导和详细解释的方法,使学生更好地理解和掌握每个知识点。
3.灵活运用多种教学手段和教学资源,如课堂讨论、实验演示等,提高学生的主动参与和探索能力。
五、教学评价1.基于每个知识点的习题和问题进行评价,考察学生对知识点的掌握情况和解决问题的能力。
2.引导学生对学习过程进行自我评价和反思,发现自己的不足和提高的方法。
3.结合考试、小测验和作业等方式,全面评价学生的数学分析水平和综合能力。
六、教学反思1.整个教案的设计要简洁明了,符合学生的认知特点,避免内容过于冗杂和抽象,能够引起学生的学习兴趣和主动参与。
2.在教学过程中,要注意与学生的互动和沟通,帮助他们理解和解决问题,培养他们的逻辑思维和数学思维能力。
3.针对每个知识点的讲解,要重点讲解基本概念和计算方法,并给出一些典型的例子和习题,帮助学生加深对知识点的理解和掌握。
第一讲计数原理知识纵横:如果完成一件事情,有几类不同的方法,而且每类方法中又有几种可能的方法,那么求完成这件事的方法总数,即各类方法的总和,就是我们要掌握的加法原理。
加法原理:完成某件事情,如果有几类方法,而在第一类方法中有m1种方法,第二类方法中有m2种方法……第n类有m n种,那么完成这件事的方法总数可以表示为m1+ m2+ m3+…+m n。
完成一件事,需要分几个步骤来完成,而完成每步又有几种不同的方法,要求完成这件事的方法的总数,应当将各步骤方法总数相乘,这就是我们应掌握的乘法原理。
乘法原理:完成一件事需要分成几个步骤,第一步有m1种方法,第二步有m2种方法,第三步有m3种方法……第n步有m n种方法,那么完成这件事共有m1×m2×m3×…×m n种不同的方法。
例题求解:【例1】 10个人进行乒乓球比赛,每两个人之间比赛一场,问:一共要比赛多少场?【例2】一天有6节不同的课,这一天的课表有多少种排法?【例3】 1000至1999这些自然数中,个位数大于百位数的有多少个?【例4】 4只鸟飞入4个不同的笼子里,每只小鸟都有自己的一个笼子(不同的鸟,笼子也不同),每个笼子只能进一只鸟。
若都不飞进自己的笼子里去,有种不同的飞法。
【例5】如果组成三位数abc的三个数字a,b,c中,有一个数字是另外两个数字的乘积,则称它为“特殊数”。
在所有的三位数中,共有个“特殊数”。
【例6】如下图所示,用红、绿、蓝、黄四种颜色,涂编号为1、2、3、4的长方形,使任何相邻的两个长方形的颜色都不相同,一共有多少种不同的涂法?【例7】恰有两位数字相同的三位数共有多少个?基础夯实1、一件工作可以用3种方法完成,有5人会用第1种方法完成,有4人会用第2种方法完成,有6人会用第3种方法完成。
选出一个人来完成这项工作共有多少种选法?2、一件工序可以分3步方法完成,有5人会做第1步,有4人会做第2步,有6人会做第3步,每个人只会做一步。
大班我的数学教案一、教学内容本节课选自《幼儿园大班数学活动教材》第四章第二节“图形的认识与分类”。
详细内容包括:复习已学的平面图形如圆形、正方形、三角形等;学习新图形长方形、椭圆形、五角星;通过实物操作,培养幼儿对图形的观察和分类能力。
二、教学目标1. 能正确识别和命名长方形、椭圆形、五角星;2. 培养幼儿观察、分析、分类图形的能力;3. 培养幼儿合作交流、动手操作的能力。
三、教学难点与重点教学难点:长方形、椭圆形、五角星的识别和命名;教学重点:图形的分类及观察、分析能力的培养。
四、教具与学具准备教具:长方形、椭圆形、五角星卡片,磁性黑板;学具:每组一套长方形、椭圆形、五角星实物模型,分类盒。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)教师展示磁性黑板上的一幅画,画中包含各种图形,引导幼儿观察并说出画中的图形名称。
2. 例题讲解(10分钟)教师展示长方形、椭圆形、五角星卡片,引导幼儿观察、讨论这三个图形的特点;教师通过实物模型,演示如何正确识别和命名这三个图形;邀请幼儿上台演示,巩固图形的认识。
3. 随堂练习(10分钟)教师发放学具,幼儿分组进行图形分类游戏;教师巡回指导,纠正错误,解答疑问。
4. 小结与拓展(10分钟)引导幼儿发现生活中常见的长方形、椭圆形、五角星。
六、板书设计1. 板书图形:长方形、椭圆形、五角星;2. 标注每个图形的特点;3. 示例图形分类。
七、作业设计1. 作业题目:请在家里找到三个长方形、椭圆形、五角星的物品,并描述它们的特点;2. 答案:略。
八、课后反思及拓展延伸1. 教师反思:关注幼儿在图形分类游戏中的表现,分析教学效果,调整教学方法;2. 拓展延伸:开展“图形王国”主题活动,引导幼儿发现、创造各种图形,培养幼儿的想象力和创造力。
重点和难点解析1. 教学难点:长方形、椭圆形、五角星的识别和命名;2. 实践情景引入:引导幼儿观察并说出画中的图形名称;3. 例题讲解:图形特点的观察、讨论;4. 随堂练习:图形分类游戏的组织和指导;5. 作业设计:家庭作业的布置与答案的提供;6. 课后反思及拓展延伸:教师反思及“图形王国”主题活动的开展。
初中数学竞赛专题选讲数的整除(二)一、内容提要在初一部分的我们介绍了能被2,3,4,5,7,8,9,11,13,25整除的自然数的特征,本讲将介绍用因式分解方法解答数的整除问题.几个常用的定理,公式,法则:⑴ n 个连续正整数的积能被n !整除.(n 的阶乘:n !=1×2×3×…×n ).例如:a 为整数时,2a(a+1), 6a(a+1)(a+2), 24a(a+1)(a+2)(a+3),…… ⑵ 若a b 且a c, 则 a (b c).⑶ 若a, b 互质,且a c, b c , 则ab c .反过来也成立:a, b 互质, ab c , 则a c, b c.例如:8和15互质,8|a, 15|a , 则120|a.反过来也成立: 若120|a. 则 8|a, 15|a.⑷由乘法公式(n 为正整数)推得:由(a -b)(a n-1+a n-2b+……+ab n-2+b n-1)=a n -b n . 得 (a -b)|(a n -b n ).(a+b)(a 2n -a 2n -1b+……ab 2n -1+b 2n )=a 2n+1+b 2n+1 . (a+b)|(a 2n+1+b 2n+1).(a+b)(a 2n -1-a 2n -2b+……+ab 2n -2-b 2n -1)=a 2n -b 2n . (a+b)|(a 2n -b 2n ).概括起来:齐偶数次幂的差式a 2n -b 2n 含有因式a +b 和a -b.齐奇数次幂的和或差式a 2n+1+b 2n+1或a 2n+1-b 2n+1只分别含有因式a +b 或a -b. 例如(a+b )| (a 6-b 6), (a -b)| (a 8-b 8);(a+b)|(a 5+b 5), (a -b)|(a 5-b 5).二、例题例1. 已知:整数n>2. 求证:n 5-5n 3+4n 能被120整除..证明:n 5-5n 3+4n =n(n 4-5n 2+4)=n(n -1)(n+1)(n+2)(n -2).∵(n -2) (n -1)n(n+1) (n +2)是五个连续整数,能被n!整除,∴ 120|n 5-5n 3+4n.例2. 已知:n 为正整数. 求证:n 3+23n 2+21n 是3的倍数.证明:n 3+23n 2+21n =21n (2n 2+3n+1) =21n(n+1)(2n+1)=21n(n+1)(n+2+n -1) = 21n(n+1)(n+2)+ 21n(n+1)(n -1).∵ 3!|n(n+1)(n+2), 且3!|n(n+1)(n -1)..∴ 3|21n(n+1)(n+2)+ 21n(n+1)(n -1). 即n 3+23n 2+21n 是3的倍数. (上两例关鍵在于创造连续整数)例3. 求证:⑴ 33|255+1; ⑵ 1989|(19901990-19881988).证明:⑴ 255+1=25×11+111=3211+111.∵(32+1)|(3211+111 ) , 即33|255+1.⑵ 19901990-19881988=19901990-19881990+19881990-19881988.(添两项)∵(1990+1988)|(19901990-19881990).即1989×2|(19901990-19881990).∵ 19881990-19881988=19881988(19882-1)=19881988(1988+1)(1988-1).即 19901990-19881988=1989×2N +1989×19881988×1987. (N 是整数)∴ 1989|19901990-19881988.例4 设n 是正整数, 求证:7|(32n+1+2n+2).证明:32n+1+2n+2=3×32n +4×2n =3×9 n +4×2 n +3×2 n -3×2 n (添两项)=(4×2 n +3×2 n )+(3×9 n -3×2 n )=(4+3)+3(9 n -2 n )=7×2 n +3(9-2)N . (N 是整数)∴7|(32n+1+2n+2)(例3,4是设法利用乘法公式)例5. 已知8719xy 能被33整除,求x, y 的值.解:∵33=3×11,∴1+9+x+y+8+7其和是3的倍数, 即x+y=3K -25 (k 为整数).又(1+x+8)-(9+y+7)其差是11的倍数,即x -y=11h+7(h 是整数).∵0≤x ≤9, 0≤y ≤9,∴0≤x +y ≤18,9≤x -y ≤9,x+y>x -y, 且 x+y 和x -y 同是奇数或偶数.符合条件的有⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧==48414711y x y x y x 或或 . 解得⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==629529y x y x y x 或或 . 例6.设N =782x ,且17|N, 求 x..解:N =2078+100x=17×122+4+17×6x -2x=17×(122+6x )+4-2x.∵ 17|N ,∴17|4-2x ,当 4-2x=0.∴ x=2.三、练习1.要使2n+1能被3整除,整数n应取___,若6|(5 n-1), 则整数n应取___.2.求证:①4!|(n4+2n3-n2-2n);②24|n(n2-1)(3n+2);③6|(n3+11n);④30|(n 5-n).3.求证:①100|9910-1);②57|(23333+72222);③995|(996996-994994);④1992|(997997+995995).4.设n是正整数,求证3 n+3n+2+62n能被33整除.5.求证:六位数abcabc能被7,11,13,整除.3xy能被77整除,求x,y的值.6.已知:五位数987.已知:a,b,c都是正整数,且6|(a+b+c).求证:6|(a3+b3+c3).练习题参考答案1.正奇数;正偶数2.①,②分解为4个连续整数③n(n-1)(n+1)+12n ④n(n-1)(n+1)(n2-4+5)3.②81111+491111③添项-1,1④添项995997-9959974.化为3n(1+32)+36n=11×3n+36 n-3n=……5.7×11×13=1001六位数105a+104b+103c+102a+10b+c=……6.仿例57.由6|(a+b+c)可知a,b,c中至少有一个是偶数,且a3+b3+c3-3abc含有因式a+b+c [文章来源:教学视频网/转载请保留出处。
数学的“梯子”--数学方法选讲同学们在阅读课外读物的时候,或在听老师讲课的时候,书上的例题或老师讲解的例题他都能听懂,但一遇到没有见过面的问题就不知从何处入手。
看来,要提高解决问题的能力,要能在竞赛中有所作为,首先得提高分析问题的能力,这就需要学习一些重要的数学思想方法。
第一讲从简单情况考虑华罗庚先生曾经指出:善于“退”,足够的“退”,退到最原始而又不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。
从简单情况考虑,就是一种以退为进的一种解题策略。
【例题】1. 两人坐在一张长方形桌子旁,相继轮流在桌子上放入同样大小的硬币。
条件是硬币一定要平放在桌子上,后放的硬币不能压在先放的硬币上,直到桌子上再也放不下一枚硬币为止。
谁放入了最后一枚硬币谁获胜。
问:先放的人有没有必定取胜的策略?2.线段AB上有1998个点(包括A,B两点),将点A染成红色,点B染成蓝色,其余各点染成红色或蓝色。
这时,图中共有1997条互不重叠的线段。
问:两个端点颜色相异的小线段的条数是奇数还是偶数?为什么?3.1000个学生坐成一圈,依次编号为1,2,3,…,1000。
现在进行1,2报数:1号学生报1后立即离开,2号学生报2并留下,3号学生报1后立即离开,4号学生报2并留下……学生们依次交替报1或2,凡报1的学生立即离开,报2的学生留下,如此进行下去,直到最后还剩下一个人。
问:这个学生的编号是几号?4.在6×6的正方形网格中,把部分小方格涂成红色。
然后任意划掉3行和3列,使得剩下的小方格中至少有1个是红色的。
那么,总共至少要涂红多少小方格?【练习】1.方程x1+x2+x3+…+x n-1+x n=x1x2x3…x n-1x n一定有一个自然数解吗?为什么?2.连续自然数1,2,3,…,8899排成一列。
从1开始,留1划掉2和3,留4划掉5和6……这么转圈划下去,最后留下的是哪个数?3.给出一个自然数n,n的约数的个数用一个记号A(n)来表示。
数学史上的三次危机
经济上有危机,历史上数学也有三次危机。
在数学发展的过程中, 人的认识是不断深化的. 在各个历史阶段,人的认识又有一定的局限性和相对性. 当一种“反常”现象用当时的数学理论解释不了,并且因此影响到数学的基础时,我们就说数学发生了危机. 许多人并不赞成使用危机这个词,因为它们并没有阻碍数学的发展.在历史上,数学曾发生过三次危机. 这三次危机,从产生到消除, 经历的时间各不相同, 都极大地推动了数学的发展,成为数学史上的佳话.
第一次数学危机——无理数的产生
第一次数学危机发生在公元前580~568年之间的古希腊,数学家毕达哥拉斯建立了毕达哥拉斯学派。
这个学派集宗教、科学和哲学于一体,该学派人数固定,知识保密,所有发明创造都归于学派领袖。
当时人们对有理数的认识还很有限,对于无理数的概念更是一无所知,毕达哥拉斯学派所说的数,原来是指整数,他们不把分数看成一种数,而仅看作两个整数之比,他们错误地认为,宇宙间的一切现象都归结为整数或整数之比。
该学派的成员希伯索斯根据勾股定理(西方称为毕达哥拉斯定理)通过逻辑推理发现,边长为l的正方形的对角线长度既不是整数,也不是整数的比所能表示。
希伯索斯的发现被认为是“荒谬”和违反常识的事。
它不仅严重地违背了毕达哥拉斯学派的信条,也冲击了当时希腊人的传统见解。
使当时希腊数学家们深感不安,相传希伯索斯因这一发现被投入海中淹死,这就是第一次数学危机。
这场危机通过在几何学中引进不可通约量概念而得到解决。
两个几何线段,如果存在一个第三线段能同时量尽它们,就称这两个线段是可通约的,否则称为不可通约的。
正方形的一边与对角线,就不存在能同时量尽它们的第三线段,因此它们是不可通约的。
很显然,只要承认不可通约量的存在使几何量不再受整数的限制,所谓的数学危机也就不复存在了。
不可通约量的研究开始于公元前4世纪的欧多克斯,其成果被欧几里得所吸收,部分被收人他的《几何原本》中。
第一次数学危机对古希腊的数学观点有极大冲击。
这表明,几何学的某些真理与算术无关,几何量不能完全由整数及其比来表示,反之却可以由几何量来表示出来,整数的权威地位开始动摇,而几何学的身份升高了。
第一次数学危机持续了两千多年. 十九世纪,数学家哈密顿(Hamilton) 、梅雷(Melay) 、代德金(Dedekind) 、海涅(Heine) 、波雷尔(Borel) 、康托尔(Cantor) 和维尔斯特拉斯(Weietstrass) 等正式研究了无理数,给出了无理数的严格定义,提出了一个含有有理数和无理数的新的数类———实数,并建立了完整的实数理论. 这样,就完全消除了第一次数学危机.
第二次数学危机——对无限的理解
第二次数学危机发生在十七世纪。
十七世纪微积分诞生后,由于推敲微积分
的理论基础问题,数学界出现混乱局面,即第二次数学危机。
微积分的形成给数
学界带来革命性变化,在各个科学领域得到广泛应用,但微积分在理论上存在矛
盾的地方。
无穷小量是微积分的基础概念之一。
微积分的主要创始人牛顿在一些
典型的推导过程中,第一步用了无穷小量作分母进行除法,当然无穷小量不能为
零;第二步牛顿又把无穷小量看作零,去掉那些包含它的项,从而得到所要的公式,在力学和几何学的应用证明了这些公式是正确的,但它的数学推导过程却在逻辑上自相矛盾。
焦点是:无穷小量是零还是非零?如果是零,怎么能用它做除数?如果不是零,又怎么能把包含着无穷小量的那些项去掉呢?直到19世纪,柯西详细而有系统地发展了极限理论。
柯西认为把无穷小量作为确定的量,即使是零,都说不过去,它会与极限的定义发生矛盾。
无穷小量应该是要怎样小就怎样小的量,因此本质上它是变量,而且是以零为极限的量,至此柯西澄清了前人的无穷小的概念,而且把无穷小量从形而上学的束缚中解放出来,第二次数学危机基本解决。
1734年,英国哲学家、大主教贝克莱发表《分析学家或者向一个不信正教数学家的进言》,矛头指向微积分的基础--无穷小的问题,提出了所谓贝克莱悖论。
他指出:"牛顿在求xn的导数时,采取了先给x以增量0,应用二项式(x+0)n,从中减去xn以求得增量,并除以0以求出xn的增量与x的增量之比,然后又让0消逝,这样得出增量的最终比。
这里牛顿做了违反矛盾律的手续──先设x有增量,又令增量为零,也即假设x没有增量。
"他认为无穷小dx既等于零又不等于零,召之即来,挥之即去,这是荒谬,"dx为逝去量的灵魂"。
无穷小量究竟是不是零?无穷小及其分析是否合理?由此而引起了数学界甚至哲学界长达一个半世纪的争论。
导致了数学史上的第二次数学危机。
18世纪的数学思想的确是不严密的,直观的强调形式的计算而不管基础的可靠。
其中特别是:没有清楚的无穷小概念,从而导数、微分、积分等概念也不清楚,无穷大概念不清楚,以及发散级数求和的任意性,符号的不严格使用,不考虑连续就进行微分,不考虑导数及积分的存在性以及函数可否展成幂级数等等。
直到19世纪20年代,一些数学家才比较关注于微积分的严格基础。
从波尔查诺、阿贝尔、柯西、狄里赫利等人的工作开始,到威尔斯特拉斯、戴德金和康托的工作结束,中间经历了半个多世纪,基本上解决了矛盾,为数学分析奠定了严格的基础。
终于消除了贝克莱悖论, 把微积分建立在坚实的极限理论之上,从而结束了第二次数学危机.
第三次数学危机——数学的根基(罗素悖论)
数学史上的第三次危机,是由1897年的突然冲击而出现的,到现在,从整体来看,还没有解决到令人满意的程度。
这次危机是由于在康托的一般集合理论的边缘发现悖论造成的。
由于集合概念已经渗透到众多的数学分支,并且实际上集合论成了数学的基础,因此集合论中悖论的发现自然地引起了对数学的整个基本结构的有效性的怀疑。
1897年,福尔蒂揭示了集合论中的第一个悖论。
两年后,康托发现了很相似的悖论。
1902年,罗素又发现了一个悖论,它除了涉及集合概念本身外不涉及别的概念。
罗素悖论曾被以多种形式通俗化。
其中最著名的是罗素于1919年给出的,它涉及到某村理发师的困境。
理发师宣布了这样一条原则:他给所有不给自己刮脸的人刮脸,并且,只给村里这样的人刮脸。
当人们试图回答下列疑问时,就认识到了这种情况的悖论性质:"理发师是否自己给自己刮脸?"如果他不给自己刮脸,那么他按原则就该为自己刮脸;如果他给自己刮脸,那么他就不符合他的原则。
罗素悖论使整个数学大厦动摇了。
无怪乎弗雷格在收到罗素的信之后,在他刚要出版的《算术的基本法则》第2卷末尾写道:"一位科学家不会碰到比这更难堪的事情了,即在工作完成之时,它的基础垮掉了,当本书等待印出的时候,罗素先生的一封信把我置于这种境地"。
于是终结了近12年的刻苦钻研。
德国数学家策梅罗(Zermelo ,1871 - 1953) 认为:适当的公理体系可以限制集合的概念,从逻辑上保证集合的纯粹性. 经策梅罗、费兰克尔(Frenkel) 冯. 诺伊曼等人的努力,形成了一个完整的集合论公理体系,称为ZFC 系统.在ZFC系统中,“集合”和“属于”是两个不加定义的原始概念,另外还有十条公理. ZFC 系统的建立,不仅消除了罗素悖论,而且消除了集合论中的其它悖论. 第三次数学危机也随之销声匿迹了纵观三次数学危机, 每次都有一两个典型的悖论作为代表. 克服了这些悖论,也就推动了数学的长足发展.
结束语:
经历过历史上三次数学危机的数学界, 是否从此就与数学危机“绝缘”了呢?不!对此, 我国当代著名数学家徐利治教授说了一段很有见地的话,他说:“由于人的认识在各个历史阶段中的局限性和相对性, 在人类认识的各个历史阶段所形成的各个理论系统中, 本来就具有产生悖论的可能性,但在人类认识世界的深化过程中同样具备排除悖论的可能性和现实性, 人类认识世界的深化没有终结,悖论的产生和排除也没有终结。
危机也意味着挑战,危机的解决就意味着进步。
所以,危机往往是数学发展的先导。
数学发展史上有三次数学危机。
每一次数学危机,都是数学的基本部分受到质疑。
实际上,也恰恰是这三次危机,引发了数学上的三次思想解放,大大推动了数学科学的发展。