學習高數讓你在生活中有什麼收穫?

學習高數讓你在生活中有什麼收穫?鄉村教師的幸福生活2020-02-16 15:43:59

數學系小本科生,沒學過高數,一直學的是數學分析,簡單說一下我認為數分的作用和要學的原因吧。可能見解對於數學系同仁而言比較幼稚。。。。

首先,告訴人怎麼嚴格思考問題,比如連續函式是大家都瞭解的概念,但是怎麼樣具體的定義一個連續函式其實大部分人可能說不清楚,人們的直觀是說,連續函式就是連續不斷的函式。但是這只是直觀而已,不構成一個嚴格的定義,自然的會導致混亂~只有嚴格的用ε-δ語言定義了連續之後,才能對連續這個看上去最簡單的概念有一個清楚的把握。當然,對於一般的拓撲空間到拓撲空間的對映,連續還有更加推廣的定義方法。

第二,培養人抽象思考的能力。比如數學中,雖然有很多看上去直觀的概念(比如連續函式,比如數列極限),但是也有頗多不那麼直觀的概念,比如一致連續。一致連續是一個不那麼好想象的概念,因為哪怕一些非常簡單的函式,比如y=x^2,它在R上都不是一致連續的。雖然學到後來會發現“一致”這個概念無處不在,不過對於初學者而言,想清楚的理解它可能並不太容易。所以透過數學分析的學習可以培養人抽象思考的能力。學到後面的課會發現概念越來越抽象,比如抽象代數,交換代數中的群論,環論,域論,模論甚至範疇論。(當然這只是用代數舉例子,幾何和分析中一樣有諸多抽象的概念)這就說明了抽象思考的能力的重要性。

第三,學會一些數學中基本的思想或者說技巧。比如逼近的技巧,在數學分析中我們經常用多項式去逼近整個函式(Taylor展開),而逼近出現在數學的各個方面。實分析中常常用階梯函式或者簡單函式逼近可測函式,機率論裡面用離散隨機變數逼近連續的隨機變數,偏微分方程裡面用光滑函式逼近Sobolev空間裡面的函式,分析的其他分支,比如調和分析等中無不處處有逼近的思想。用“好”的函式逼近“壞”的函式,用已經解決的問題來解決未曾解決的問題,我感覺是數學工作者們始終在做的事情。

最後,培養人嚴謹思考的能力。這一條和第一條看上去差不多,不過第一條強調的是理解別人的定義,這一條強調的是自己做題,做數學的時候要有嚴謹的態度。從數學分析的開始——極限的ε-N定義,到微積分的建立,每一步都不是靠腦補出來的,而是的確嚴謹的經過推導和證明得到的。所以在學習的過程中,我們也一樣要培養嚴謹的思考習慣,簡單說就是自己每下一個結論的時候,都要做一步步嚴格的證明,而不是想當然。數學分析一開始有很多所謂“這TM也要證”的定理,就是那些看上去甚是顯然的東西,可是實際上真正一步步做起來對於初學者往往並不容易。而剛學的時候,對於這些定理證明感到不習慣,也就是因為自己還不是特別習慣嚴格的思考每一個問題。

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