高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法之學(xué)習(xí)解題
高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法:其實(shí)就是學(xué)習(xí)解題

高中數(shù)學(xué)是應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)就是學(xué)習(xí)解題。搞題海戰(zhàn)術(shù)的方式、方法固然是不對(duì)的,但離開解題來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)同樣也是錯(cuò)誤的。其中的關(guān)鍵在于對(duì)待題目的態(tài)度和處理解題的方式上。
1、首先是精選題目,做到少而精。
只有解決質(zhì)量高的、有代表性的題目才能達(dá)到事半功倍的效果。然而絕大多數(shù)的同學(xué)還沒有辨別、分析題目好壞的能力,這就需要在老師的指導(dǎo)下來選擇復(fù)習(xí)的練習(xí)題,以了解高考題的形式、難度。
2、其次是分析題目。
解答任何一個(gè)數(shù)學(xué)題目之前,都要先進(jìn)行分析。相對(duì)于比較難的題目,分析更顯得尤為重要。我們知道,解決數(shù)學(xué)問題實(shí)際上就是在題目的已知條件和待求結(jié)論中架起聯(lián)系的橋梁,也就是在分析題目中已知與待求之間差異的基礎(chǔ)上,化歸和消除這些差異。當(dāng)然在這個(gè)過程中也反映出對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的熟練程度、理解程度和數(shù)學(xué)方法的靈活應(yīng)用能力。例如,許多三角方面的題目都是把角、函數(shù)名、結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)一后就可以解決問題了,而選擇怎樣的三角公式也是成敗的關(guān)鍵。
3、最后,題目總結(jié)。
解題不是目的,我們是通過解題來檢驗(yàn)我們的學(xué)習(xí)效果,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的不足的,以便改進(jìn)和提高。因此,解題后的總結(jié)至關(guān)重要,這正是我們學(xué)習(xí)的大好機(jī)會(huì)。對(duì)于一道完成的題目,有以下幾個(gè)方面需要總結(jié):
①在知識(shí)方面,題目中涉及哪些概念、定理、公式等基礎(chǔ)知識(shí),在解題過程中是如何應(yīng)用這些知識(shí)的。
②在方法方面:如何入手的,用到了哪些解題方法、技巧,自己是否能夠熟練掌握和應(yīng)用。
③能不能把解題過程概括、歸納成幾個(gè)步驟(比如用數(shù)學(xué)歸納法證明題目就有很明顯的三個(gè)步驟)。
④能不能歸納出題目的類型,進(jìn)而掌握這類題目的解題通法(我們反對(duì)老師把現(xiàn)成的題目類型給學(xué)生,讓學(xué)生拿著題目套類型,但我們鼓勵(lì)學(xué)生自己總結(jié)、歸納題目類型)。
【摘要】“高中數(shù)學(xué)多邊形內(nèi)角和公式”數(shù)學(xué)公式是解題的要點(diǎn),要靈活運(yùn)用,希望下面公式為大家?guī)韼椭?/p>
設(shè)多邊形的邊數(shù)為N
則其內(nèi)角和=(N-2)*180°
因?yàn)镹個(gè)頂點(diǎn)的N個(gè)外角和N個(gè)內(nèi)角的和
=N*180°
(每個(gè)頂點(diǎn)的一個(gè)外角和相鄰的內(nèi)角互補(bǔ))
所以N邊形的外角和
=N*180°-(N-2)*180°
=N*180°-N*180°+360°
=360°
即N邊形的外角和等于360°
設(shè)多邊形的邊數(shù)為N
則其外角和=360°
因?yàn)镹個(gè)頂點(diǎn)的N個(gè)外角和N個(gè)內(nèi)角的和
=N*180°
(每個(gè)頂點(diǎn)的一個(gè)外角和相鄰的內(nèi)角互補(bǔ))
所以N邊形的內(nèi)角和
=N*180°-360°
=N*180°-2*180°
=(N-2)*180°
即N邊形的內(nèi)角和等于(N-2)*180°
如何學(xué)好數(shù)學(xué)
首先和敏捷對(duì)于來說固然重要,但良好的可以把效果提高幾倍,這是先天因素不可比擬的。學(xué)好首先要過的是關(guān)。任何事情都有一個(gè)由量變到質(zhì)變的循序漸進(jìn)的積累過程。
一.。不等于瀏覽。要深入了解內(nèi)容,找出重點(diǎn),難點(diǎn),疑點(diǎn),經(jīng)過思考,標(biāo)出不懂的,有益于抓住重點(diǎn),還可以培養(yǎng)自學(xué),有時(shí)間還可以超前學(xué)習(xí)。
二.聽講。核心在。1。以聽為主,兼顧記錄。2。注重過程,輕結(jié)論。
3.有重點(diǎn)。4。提高聽課。
三.。像演電影一樣把課堂,整理筆記,
四.多做練習(xí)。1。晚上吃飯后,坐到書桌時(shí),看數(shù)學(xué)最適合,2。做一道數(shù)學(xué)題,每一步都要多問個(gè)別為什么,不能只滿足于課堂上的灌輸式傳授和書本上的簡(jiǎn)單講述,要想提高必須要一步一步推 高中歷史,一步一步想,每個(gè)過程都必不可少,3。不要粗心大意,4。做完每一道題,要想想為什么會(huì)想到這樣做,建立一種條件發(fā)射,關(guān)鍵在于每做一道題要從中得到東西,錯(cuò)在哪,5。解題都有固定的套路。6還有大膽的夸獎(jiǎng)自己,那是樹立信心的關(guān)鍵時(shí)刻,
五.總結(jié)。1。要將所學(xué)的知識(shí)變成知識(shí)網(wǎng),從大主干到分枝,清晰地深存在腦中,新題想到老題,從而一通百通。2。建立錯(cuò)誤集,錯(cuò)誤多半會(huì)錯(cuò)上兩次,在有意識(shí)改正的情況下,還有可能錯(cuò)下去,最有效的應(yīng)該是會(huì)正確地做這道題,并在下次遇到同樣情況時(shí)候有注意的意識(shí)。3。周末再將一周做的題回頭看一番,提出每道題的思路方法。4有問題一定要問。
六.考前復(fù)習(xí),1。前2周就要開始復(fù)習(xí),做到心中有數(shù),否則會(huì)影響發(fā)揮,再做一遍以前的錯(cuò)題是十分必要的,據(jù)說有一個(gè)同學(xué)平時(shí)只有一百零幾,離只有一個(gè)月,把以前錯(cuò)題從頭做一遍,最后他數(shù)學(xué)居然得了147分。2。要重視基礎(chǔ),
另外,聽老師的話,勤學(xué)苦練不可少,沒有捷徑,要樂觀,有毅力,要有決心,還要有耐心,學(xué)數(shù)學(xué)是一個(gè)很長(zhǎng)的過程,你的努力于回報(bào)往往不能那么盡如人意的成正比,甚至?xí)邢缕侣返内厔?shì),但只要堅(jiān)持下去,那條成績(jī)線會(huì)抬起頭來,一定能看到光明。
《希臘文集》中的方程問題
《希臘文集》是一本用詩(shī)歌寫成的問題集,主要是六韻腳詩(shī)。荷馬著名的長(zhǎng)詩(shī)《伊麗亞特》和《奧德賽》就是用這種詩(shī)體寫成的。
《希臘文集》中有一道關(guān)于畢達(dá)哥拉斯的.問題。畢達(dá)哥拉斯是古希臘著名數(shù)學(xué)家,生活在公元前六世紀(jì)。問題是:一個(gè)人問:“尊敬的畢達(dá)哥拉斯,請(qǐng)告訴我,有多少學(xué)生在你的學(xué)校里聽你講課?”畢達(dá)哥拉斯回答說:“一共有這么多學(xué)生在聽課,其中 在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué), 學(xué)習(xí)音樂, 沉默無言,此外,還有3名婦女。”
我們用現(xiàn)代方法來解:設(shè)聽課的學(xué)生有x人,根據(jù)題目條件可列出方程
這是一個(gè)一元一次方程。
移項(xiàng),得
答:畢達(dá)哥拉斯有28名學(xué)生聽課。
《希臘文集》中還有一些用童話形式寫成的數(shù)學(xué)題。比如“驢和騾子馱貨物”這道題,就曾經(jīng)被大數(shù)學(xué)家歐拉改編過。題目是這樣的:
“驢和騾子馱著貨物并排走在路上。驢不住地往地埋怨自己馱的貨物太重,壓得受不了。騾子對(duì)驢說:‘你發(fā)什么牢騷啊!我馱得的貨物比你重。假若你的貨物給我一口袋,我馱的貨就比你馱的重一倍,而我若給你一口袋,咱倆馱和的才一樣多。’問驢和騾子各馱幾口袋貨物?”
這個(gè)問題可以用方程組來解:
設(shè)驢馱x口袋,騾子馱y口袋。則驢給騾子一口袋后,驢還剩x-1,騾子成了y+1,這時(shí)騾子馱的是驢的二倍,所以有
2(x-1)=y+1 (1)
又因?yàn)轵呑咏o驢一口袋后,騾子還剩下y-1,驢成了x+1,此時(shí)騾子和驢馱的相等,有
x+1=y-1 (2)
(1)與(2)聯(lián)立,有
這是一個(gè)二元一次議程組。
(1)-(2)得 x-3=2,
x=5 (3)
將(3)代入(2),得y=7。
答:驢原來馱5口袋,騾子原來馱7口袋。
《希臘文集》有一道名的題目“愛神的煩惱”。這里有許多神的名字,先介紹一下:愛羅斯是希臘神話中的愛神,吉波莉達(dá)是賽浦路斯島的守護(hù)神。9位文藝女神中,葉芙特爾波管簡(jiǎn)樂,愛拉托管愛情詩(shī),達(dá)利婭管吉?jiǎng)。叵;衾芪璧福览滥裙鼙瘎。死飱W管歷史,波利尼婭管頌歌,烏拉尼婭管天文,卡利奧帕管史詩(shī)。
這道題也是用詩(shī)歌形式寫在的:
愛羅斯在路旁哭泣,
淚水一滴接一滴。
吉波莉達(dá)向前問道:波利尼
“是什么事情使你如此傷悲?
我可能夠幫助你?”
愛羅斯回答道:
“九位文藝女神
不知來自何方
把我從赫爾康山采回的蘋果,
幾乎一掃而光,
葉芙特爾波飛快地?fù)屪呤种唬?/p>
愛拉托搶得更多——
七個(gè)蘋果中拿走一個(gè)。
八分之一被達(dá)利婭搶走,
比這多一倍的蘋果落入特希霍拉之手。
美利波美娜最是客氣,
只取走二十分之一。
可又來了克里奧,
她的收獲比這多四倍。
還有三位女神,
個(gè)個(gè)都不空手,
30個(gè)歸波利尼婭,
120個(gè)歸烏拉尼婭,
300個(gè)歸卡利奧帕。
我,可憐的愛羅斯。
愛羅斯原有多少個(gè)蘋果?還剩下50個(gè)蘋果。”
設(shè)愛羅斯原來有x個(gè)蘋果,則6位文藝女神搶走的蘋果分別是 。
可列出方程
答:愛羅斯原來有蘋果3360個(gè)。
選自《中學(xué)生數(shù)學(xué)》2000年5月下
2016高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)三步曲
編者按:小編為大家收集了“2013高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)三步曲”,供大家參考,希望對(duì)大家有所幫助!
今年高考文理科的數(shù)學(xué)試卷總體難度不大,為師生所接受。文科試卷難易程度適中,尤其是填空題和選擇題難度不大,解答題難易程度和試題坡度安排都比較合理,有利于考生的發(fā)揮,也有利于指導(dǎo)以后的學(xué)習(xí)。
理科試卷容易題、中等題和難題比例恰當(dāng),注重邏輯思維能力和表達(dá)能力(運(yùn)用數(shù)學(xué)符號(hào))以及數(shù)形結(jié)合能力的考查,部分試題新而不難,開放題有所體現(xiàn),把能力的考查落到實(shí)處。但我個(gè)人認(rèn)為,今年試卷對(duì)高中數(shù)學(xué)的主干知識(shí)的核心內(nèi)容考查不到位,但不等于我們今后可以完全不重視。
抓基礎(chǔ):不變應(yīng)萬變
把基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能落到實(shí)處。唯有如此才能以不變應(yīng)萬變。比如,文科第22題是一道經(jīng)典題型,考查圓錐曲線上一點(diǎn)到定點(diǎn)距離,既考老師又考學(xué)生。所謂考老師是說這樣的題型你講過沒有,是怎么講的?學(xué)生的典型錯(cuò)誤(以定點(diǎn)為圓心作一個(gè)與橢圓相切的圓,再利用判別式等于0)是怎么糾正?正確解法(轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上的最值)是怎么想到的?只有經(jīng)過這樣的教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生才能真正理解。所謂考學(xué)生是說你自己做錯(cuò)了,老師重點(diǎn)講評(píng)了的經(jīng)典問題,你掌握了沒有?掌握的標(biāo)準(zhǔn)是能否順利解答相應(yīng)的變式問題。由于第(3)含有參數(shù),需要分類討論,能有效甄別考生的思維水平和運(yùn)算能力。本題以橢圓(解析幾何重點(diǎn)內(nèi)容之一)為載體,考查把幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題的能力(這是解析幾何的核心思想),以及含參數(shù)的二次函數(shù)求最值問題(也是代數(shù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)),一舉多得。
當(dāng)然,可能會(huì)有人認(rèn)為這道題形式不新,其實(shí),要求考題全新既無必要,也不可能,只要有利于高校選拔和中學(xué)教學(xué)就好,不必過分求新、求異。
理科的第22題相對(duì)較難,不少同學(xué)反映不好表述。若能從集合的包含關(guān)系這個(gè)角度考慮,則容易表述,部分考生是直接對(duì)兩個(gè)數(shù)列進(jìn)行分類,由于要用到一些多數(shù)學(xué)生不熟悉的整除知識(shí),因而感到困難,無法下手。這就體現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的重要性。
盡管今年理科試卷在知識(shí)點(diǎn)分布上有些不盡如人意,但復(fù)習(xí)不能受此影響,仍然要全面、扎實(shí)復(fù)習(xí),不能留下知識(shí)點(diǎn)的死角,相應(yīng)的技能、技巧要牢固掌握,思想方法都要總結(jié)到位,這樣才能“不管風(fēng)吹浪打,勝似閑庭信步”。
破難題:提升應(yīng)對(duì)力
如何應(yīng)對(duì)“題梗阻”?考試中遇到不會(huì)做的題目很正常,有些同學(xué)會(huì)因此影響臨場(chǎng)發(fā)揮。考生進(jìn)考場(chǎng)就像運(yùn)動(dòng)員進(jìn)運(yùn)動(dòng)場(chǎng),心理素質(zhì)很重要,把心理輔導(dǎo)和答題技巧融于學(xué)習(xí)之中。在高三復(fù)習(xí)過程中,不僅要講數(shù)學(xué)知識(shí),同時(shí)還要訓(xùn)練學(xué)生的心理素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生的答題技巧,這樣才能使學(xué)生在考場(chǎng)上應(yīng)付裕如,出色發(fā)揮,考出好成績(jī)。
理科的22題第(2)卡住不少考生,耽誤時(shí)間還影響心情,以致第(3)和后面第23題來不及或無心去做,其實(shí),做第(3)題用不到第(2)的結(jié)論。而第23題是新編的開放性問題,首先要靜心才能讀懂題目,而讀懂題目至少第(1)、(2)兩題不難。要做到這些并不容易,不是臨考前“先易后難”一句話學(xué)生就能做到,需要在平時(shí)教學(xué)過程中結(jié)合具體問題,訓(xùn)練學(xué)生的心理素質(zhì),提高其在解題過程中遇到困難時(shí)的應(yīng)變能力,掌握應(yīng)變策略,才能在考場(chǎng)上“敢于放棄”,從容跳過不會(huì)做的題或在解答題中跳步解答,把自己能做的題目先做對(duì),把應(yīng)得的分得到,這樣考試總是成功的,無論分?jǐn)?shù)高低。
為何時(shí)間與成績(jī)不成正比?高三數(shù)學(xué)就是大量解題,有些重點(diǎn)中學(xué)的優(yōu)秀學(xué)生的高考成績(jī)甚至不比高二時(shí)考分高,豈不是白學(xué)?其實(shí),這是誤解。數(shù)學(xué)講究邏輯,問題從哪里來(已知),到哪里去(求證),中間有哪些溝溝坎坎(思維障礙),怎么克服(怎樣進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化),不僅是照葫蘆畫瓢的操作性(當(dāng)然也是必要的)訓(xùn)練,更重要的是以數(shù)學(xué)知識(shí)為載體,讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考問題的方式方法,還要在解題后對(duì)問題作歸納總結(jié),找出規(guī)律,有時(shí)還要把問題作適當(dāng)推廣,把學(xué)生的邏輯思維引到辯證思維。這樣經(jīng)過一年的高三數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),學(xué)生收獲的不僅是分?jǐn)?shù),還有對(duì)人終生受用的思維品質(zhì)的提高。
重方法:培養(yǎng)好品質(zhì)
有些同學(xué)做了許多題,就是成績(jī)提高不見提高,自己和家長(zhǎng)都很納悶。其實(shí)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)關(guān)鍵是要掌握方法,同時(shí)還要培養(yǎng)敢于做難題、新題的膽量和毅力。重復(fù)性操作的題目做再多,意義也不大。對(duì)待難題的態(tài)度是培養(yǎng)學(xué)生意志品質(zhì)的好時(shí)機(jī),不能輕易錯(cuò)過(當(dāng)然也要因人而異)。有些同學(xué)往往認(rèn)為只要弄懂思路,不必解到底。其實(shí),這樣的同學(xué)往往眼高手低,會(huì)而不對(duì),考試成績(jī)忽高忽低,原因在于某些細(xì)節(jié)處理不當(dāng),造成“一失足成千古恨”,事后以粗心搪塞過去。這就需要老師對(duì)學(xué)生深入了解,結(jié)合具體問題給予悉心指導(dǎo),幫助學(xué)生找出真實(shí)原因,并制定改正錯(cuò)誤的辦法,這一過程表面上是幫助學(xué)生學(xué)會(huì)解題,實(shí)際上對(duì)學(xué)生意志品質(zhì)的培養(yǎng)也就潛移默化地得到了落實(shí)。
我們有理由相信,把解題和人的素質(zhì)培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合的高三數(shù)學(xué)教學(xué),不僅能提高學(xué)生的解題能力,還能促使他們健康成長(zhǎng),讓我們一起努力!
以上就是為大家提供的“2013高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)三步曲”希望能對(duì)考生產(chǎn)生幫助,更多資料請(qǐng)咨詢中考頻道。
生物數(shù)學(xué)概論
生物數(shù)學(xué)是生物學(xué)與數(shù)學(xué)之間的邊緣學(xué)科。它以數(shù)學(xué)方法研究和解決生物學(xué)問題,并對(duì)與生物學(xué)有關(guān)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行理論研究。
生物數(shù)學(xué)的分支學(xué)科較多,從生物學(xué)的應(yīng)用去劃分,有數(shù)量分類學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)、數(shù)量生態(tài)學(xué)、數(shù)量生理學(xué)和生物力學(xué)等;從研究使用的數(shù)學(xué)方法劃分,又可分為生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物信息論、生物系統(tǒng)論、生物控制論和生物方程等分支。這些分支與前者不同,它們沒有明確的生物學(xué)研究對(duì)象,只研究那些涉及生物學(xué)應(yīng)用有關(guān)的數(shù)學(xué)方法和理論。
生物數(shù)學(xué)具有豐富的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ),包括集合論、概率論、統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)、對(duì)策論、微積分、微分方程、線性代數(shù)、矩陣論和拓?fù)鋵W(xué),還包括一些近代數(shù)學(xué)分支,如信息論、圖論、控制論、系統(tǒng)論和模糊數(shù)學(xué)等。
由于生命現(xiàn)象復(fù)雜,從生物學(xué)中提出的數(shù)學(xué)問題往往十分復(fù)雜,需要進(jìn)行大量計(jì)算工作。因此,計(jì)算機(jī)是研究和解決生物學(xué)問題的重要工具。然而就整個(gè)學(xué)科的內(nèi)容而論,生物數(shù)學(xué)需要解決和研究的本質(zhì)方面是生物學(xué)問題,數(shù)學(xué)和電腦僅僅是解決問題的工具和手段。因此,生物數(shù)學(xué)與其他生物邊緣學(xué)科一樣通常被歸屬于生物學(xué)而不屬于數(shù)學(xué)。
生命現(xiàn)象數(shù)量化的方法,就是以數(shù)量關(guān)系描述生命現(xiàn)象。數(shù)量化是利用數(shù)學(xué)工具研究生物學(xué)的前提。生物表現(xiàn)性狀的數(shù)值表示是數(shù)量化的一個(gè)方面。生物內(nèi)在的或外表的,個(gè)體的或群體的,器官的或細(xì)胞的,直到分子水平的各種表現(xiàn)性狀,依據(jù)性狀本身的生物學(xué)意義,用適當(dāng)?shù)臄?shù)值予以描述。
數(shù)量化的實(shí)質(zhì)就是要建立一個(gè)集合函數(shù),以函數(shù)值來描述有關(guān)集合。傳統(tǒng)的集合概念認(rèn)為一個(gè)元素屬于某集合,非此即彼、界限分明。可是生物界存在著大量界限不明確的模糊現(xiàn)象,而集合概念的明確性不能貼切地描述這些模糊現(xiàn)象,給生命現(xiàn)象的數(shù)量化帶來困難。1965年扎德提出模糊集合概念,模糊集合適合于描述生物學(xué)中許多模糊現(xiàn)象,為生命現(xiàn)象的數(shù)量化提供了新的數(shù)學(xué)工具。以模糊集合為基礎(chǔ)的模糊數(shù)學(xué)已廣泛應(yīng)用于生物數(shù)學(xué)。
數(shù)學(xué)模型是能夠表現(xiàn)和描述真實(shí)世界某些現(xiàn)象、特征和狀況的數(shù)學(xué)系統(tǒng)。數(shù)學(xué)模型能定量地描述生命物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的過程,一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)問題借助數(shù)學(xué)模型能轉(zhuǎn)變成一個(gè)數(shù)學(xué)問題,通過對(duì)數(shù)學(xué)模型的邏輯推理、求解和運(yùn)算,就能夠獲得客觀事物的有關(guān)結(jié)論,達(dá)到對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行研究的目的。
比如描述生物種群增長(zhǎng)的費(fèi)爾許爾斯特-珀?duì)柗匠蹋湍軌虮容^正確的表示種群增長(zhǎng)的規(guī)律;通過描述捕食與被捕食兩個(gè)種群相克關(guān)系的洛特卡-沃爾泰拉方程,從理論上說明:農(nóng)藥的濫用,在毒殺害蟲的同時(shí)也殺死了害蟲的天敵,從而常常導(dǎo)致害蟲更猖獗地發(fā)生等。
還有一類更一般的方程類型,稱為反應(yīng)擴(kuò)散方程的數(shù)學(xué)模型在生物學(xué)中廣為應(yīng)用,它與生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、群體遺傳學(xué)、醫(yī)學(xué)中的流行病學(xué)和藥理學(xué)等研究有較密切的關(guān)系。60年代,普里戈任提出著名的耗散結(jié)構(gòu)理論,以新的觀點(diǎn)解釋生命現(xiàn)象和生物進(jìn)化原理,其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)亦與反應(yīng)擴(kuò)散方程有關(guān)。
由于那些片面的、孤立的、機(jī)械的研究方法不能完全滿足生物學(xué)的需要,因此,在非生命科學(xué)中發(fā)展起來的數(shù)學(xué),在被利用到生物學(xué)的研究領(lǐng)域時(shí)就需要從事物的多方面,在相互聯(lián)系的水平上進(jìn)行全面的研究,需要綜合分析的數(shù)學(xué)方法。
多元分析就是為適應(yīng)生物學(xué)等多元復(fù)雜問題的需要、在統(tǒng)計(jì)學(xué)中分化出來的一個(gè)分支領(lǐng)域,它是從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度進(jìn)行綜合分析的數(shù)學(xué)方法。多元統(tǒng)計(jì)的各種矩陣運(yùn)算,體現(xiàn)多種生物實(shí)體與多個(gè)性狀指標(biāo)的結(jié)合,在相互聯(lián)系的水平上,綜合統(tǒng)計(jì)出生命活動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律性。
生物數(shù)學(xué)中常用的多元分析方法有回歸分析、判別分析、聚類分析、主成分分析和典范分析等。生物學(xué)家常常把多種方法結(jié)合使用,以期達(dá)到更好的綜合分析效果。
多元分析不僅對(duì)生物學(xué)的理論研究有意義,而且由于原始數(shù)據(jù)直接來自生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn),有很大的實(shí)用價(jià)值。在農(nóng)、林業(yè)生產(chǎn)中,對(duì)品種鑒別、系統(tǒng)分類、情況預(yù)測(cè)、生產(chǎn)規(guī)劃以及生態(tài)條件的分析等,都可應(yīng)用多元分析方法。醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用,多元分析與電腦的結(jié)合已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的診斷,幫助醫(yī)生分析病情,提出治療方案。
系統(tǒng)論和控制論是以系統(tǒng)和控制的觀點(diǎn),進(jìn)行綜合分析的數(shù)學(xué)方法。系統(tǒng)論和控制論的方法沒有把那些次要的因素忽略,也沒有孤立地看待每一個(gè)特性,而是通過狀態(tài)方程把錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系都結(jié)合在一起,在綜合的水平上進(jìn)行全面分析。對(duì)系統(tǒng)的綜合分析也可以就系統(tǒng)的可控性、可觀測(cè)性和穩(wěn)定性作出判斷,更進(jìn)一步揭示該系統(tǒng)生命活動(dòng)的特征。
在系統(tǒng)和控制理論中,綜合分析的特點(diǎn)還表現(xiàn)在把輸出和狀態(tài)的變化反饋對(duì)系統(tǒng)的影響,即反饋關(guān)系也考慮在內(nèi)。生命活動(dòng)普遍存在反饋現(xiàn)象,許多生命過程在反饋條件的制約下達(dá)到平衡,生命得以維持和延續(xù)。對(duì)系統(tǒng)的控制常常靠反饋關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。
生命現(xiàn)象常常以大量、重復(fù)的形式出現(xiàn),又受到多種外界環(huán)境和內(nèi)在因素的隨機(jī)干擾。因此概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)是研究生物學(xué)經(jīng)常使用的方法。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)是生物數(shù)學(xué)發(fā)展最早的一個(gè)分支,各種統(tǒng)計(jì)分析方法已經(jīng)成為生物學(xué)研究工作和生產(chǎn)實(shí)踐的常規(guī)手段。
概率與統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用還表現(xiàn)在隨機(jī)數(shù)學(xué)模型的研究中。原來數(shù)學(xué)模型可分為確定模型和隨機(jī)模型兩大類如果模型中的變量由模型完全確定,這是確定模型;與之相反,變量出現(xiàn)隨機(jī)性變化不能完全確定,稱為隨機(jī)模型。又根據(jù)模型中時(shí)間和狀態(tài)變量取值的連續(xù)或離散性,有連續(xù)模型和離散模型之分。前述幾個(gè)微分方程形式的模型都是連續(xù)的、確定的數(shù)學(xué)模型。這種模型不能描述帶有隨機(jī)性的生命現(xiàn)象,它的應(yīng)用受到限制。因此隨機(jī)模型成為生物數(shù)學(xué)不可缺少的部分。
60年代末,法國(guó)數(shù)學(xué)家托姆從拓?fù)鋵W(xué)提出一種幾何模型,能夠描繪多維不連續(xù)現(xiàn)象,他的理論稱為突變理論。生物學(xué)中許多處于飛躍的、臨界狀態(tài)的不連續(xù)現(xiàn)象,都能找到相應(yīng)的躍變類型給予定性的解釋。躍變論彌補(bǔ)了連續(xù)數(shù)學(xué)方法的不足之處,現(xiàn)在已成功地應(yīng)用于生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、心理學(xué)和組織胚胎學(xué)。對(duì)神經(jīng)心理學(xué)的研究甚至已經(jīng)指導(dǎo)醫(yī)生應(yīng)用于某些疾病的臨床治療。
繼托姆之后,躍變論不斷地發(fā)展。例如塞曼又提出初級(jí)波和二級(jí)波的新理論。躍變理論的新發(fā)展對(duì)生物群落的分布、傳染疾病的蔓延、胚胎的發(fā)育等生物學(xué)問題賦予新的理解。
上述各種生物數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用,對(duì)生物學(xué)產(chǎn)生重大影響。20世紀(jì)50年代以來,生物學(xué)突飛猛進(jìn)地發(fā)展,多種學(xué)科向生物學(xué)滲透,從不同角度展現(xiàn)生命物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的矛盾,數(shù)學(xué)以定量的形式把這些矛盾的實(shí)質(zhì)體現(xiàn)出來。從而能夠使用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行分析;能夠輸入電腦進(jìn)行精確的運(yùn)算;還能把來自名方面的因素聯(lián)系在一起,通過綜合分析闡明生命活動(dòng)的機(jī)制。
總之,數(shù)學(xué)的介入把生物學(xué)的研究從定性的、描述性的水平提高到定量的、精確的、探索規(guī)律的高水平。生物數(shù)學(xué)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué),環(huán)境科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和人口控制等方面的應(yīng)用,已經(jīng)成為人類從事生產(chǎn)實(shí)踐的手段。
數(shù)學(xué)在生物學(xué)中的應(yīng)用,也促使數(shù)學(xué)向前發(fā)展。實(shí)際上,系統(tǒng)論、控制論和模糊數(shù)學(xué)的產(chǎn)生以及統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)中多元統(tǒng)計(jì)的興起都與生物學(xué)的應(yīng)用有關(guān)。從生物數(shù)學(xué)中提出了許多數(shù)學(xué)問題,萌發(fā)出許多數(shù)學(xué)發(fā)展的生長(zhǎng)點(diǎn),正吸引著許多數(shù)學(xué)家從事研究。它說明,數(shù)學(xué)的應(yīng)用從非生命轉(zhuǎn)向有生命是一次深刻的轉(zhuǎn)變,在生命科學(xué)的推動(dòng)下,數(shù)學(xué)將獲得巨大發(fā)展。
當(dāng)今的生物數(shù)學(xué)仍處于探索和發(fā)展階段,生物數(shù)學(xué)的許多方法和理論還很不完善,它的應(yīng)用雖然取得某些成功,但仍是低水平的、粗略的、甚至是勉強(qiáng)的。許多更復(fù)雜的生物學(xué)問題至今未能找到相應(yīng)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行研究。因此,生物數(shù)學(xué)還要從生物學(xué)的需要和特點(diǎn),探求新方法、新手段和新的理論體系,還有待發(fā)展和完善。
2016年高考數(shù)學(xué)命題預(yù)測(cè)之立體幾何
【編者按】近幾年高考立體幾何試題以基礎(chǔ)題和中檔題為主,熱點(diǎn)問題主要有證明點(diǎn)線面的關(guān)系,如點(diǎn)共線、線共點(diǎn)、線共面問題;證明空間線面平行、垂直關(guān)系;求空間的角和距離;利用空間向量,將空間中的性質(zhì)及位置關(guān)系的判定與向量運(yùn)算相結(jié)合,使幾何問題代數(shù)化等等。考查的重點(diǎn)是點(diǎn)線面的位置關(guān)系及空間距離和空間角,突出空間想象能力,側(cè)重于空間線面位置關(guān)系的定性與定量考查,算中有證。其中選擇、填空題注重幾何符號(hào)語言、文字語言、圖形語言三種語言的相互轉(zhuǎn)化,考查學(xué)生對(duì)圖形的識(shí)別、理解和加工能力;解答題則一般將線面集中于一個(gè)幾何體中,即以一個(gè)多面體為依托,設(shè)置幾個(gè)小問,設(shè)問形式以證明或計(jì)算為主。
2012年高考中立體幾何命題有如下特點(diǎn):
1.線面位置關(guān)系突出平行和垂直,將側(cè)重于垂直關(guān)系。
2.多面體中線面關(guān)系論證,空間“角”與“距離”的計(jì)算常在解答題中綜合出現(xiàn)。
3.多面體及簡(jiǎn)單多面體的概念、性質(zhì)多在選擇題,填空題出現(xiàn)。
4.有關(guān)三棱柱、四棱柱、三棱錐的問題,特別是與球有關(guān)的問題將是高考命題的熱點(diǎn)。
此類題目分值一般在17---22分之間,題型一般為1個(gè)選擇題,1個(gè)填空題,1個(gè)解答題
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