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微积分的力量
微积分是人类历史上的伟大思想成就之一,也是数学领域不可或缺的一个重要分支。除此之外,我们更应该关注的事实是:如果没有微积分,人类就不可能发明电视、微波炉、移动电话、GPS、激光视力矫正手术、孕妇超声检查,也不可能发现冥王星、破解人类基因组、治疗艾滋病,以及弄明白如何把5 000首歌曲装进口袋里。 在人类文明进程中的这些具有里程碑意义的发明和发现背后,微积分究竟扮演了什么样的角色?围绕曲线之谜、运动之谜和变化之谜,毕达哥拉斯、阿基米德、伽利略、开普勒、牛顿、莱布尼茨、爱因斯坦、薛定谔等如何用微积分的“钥匙”打开了宇宙奥秘之“锁”?这些谜题的解决方案对人类文明的进程和我们的日常生活又产生了什么样的深远影响?
在《微积分的力量》书中,应用数学家兼“导游”斯托加茨将用一种“讲故事”和“看展览”的方式为你逐一揭晓答案。“我们不必为了理解微积分的重要性而学习如何做运算,就像我们不必为了享用美食而学习如何做佳肴一样。我将借助图片、隐喻和趣闻逸事等,尝试解释你们需要了解的关于微积分的知识。我也会给你们介绍有史以来颇为精致的一些方程和证明,就像我们在参观画展的时候不会错过其中的代表作一样。” 在高中和大学时期,尽管我们中的许多人都对这门课程退避三舍,但斯托加茨用一种新颖独特和接地气儿的方式给我们讲述了微积分的历史。相信在读完《微积分的力量》后,我们都会对微积分有更加立体生动的认知,就像欣赏名画、名曲那样发现微积分之美。
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数学证明
编辑推荐 大家在中小学课程里都会碰到某种程度的数学证明,有些人甚至把做数学与进行数学证明等同起来。但究竟数学证明这种工夫在数学活动中有何作用?它是否真正确立无可置疑的结论?它是事后的装扮工夫抑或它能导致前所未知的新发现?这种独特的思考方式是怎样发展起来的?本书试以大量实例与读者探讨以上问题。 内容简介 数学有两种品格,其一是工具品格,其二是文化品格。 由于数学在应用上的极端广泛性,特别是在实用主义观点日益强化的思潮中,使数学之工具品格愈来愈突出和愈来愈受到重视。 对于那些当年接受过立足于数学之文化品格数学训练的学生来说,当他们后来真正成为哲学大师、著名律师或运筹帷幄的将帅时,可能早已把学生时代所学到的那些非实用性的数学知识忘得一干二净了。但那种铭刻于头脑中的数学精神和数学文化理念,却会长期地在他们的事业中发挥着重要作用。也就是说,他们当年所受到的数学训练,一直会在他们的生存方式和思维方式中潜在地起着根本性的作用,并且受用终身。 这就是数学之文化品格,文化理念与文化素质原则之深远意义和至高的价值所在。 目录 一 证明的由来 1.1 证明的作用是什么 1.2 数学证明的由来 1.3 古代希腊的数学证明 1.4 证明方法不限于数学 1.5 东方古代社会的数学证明 二 证明的功用 2.1 直观可靠吗 2.2 证明可靠吗 2.3 证明是完全客观的吗 2.4 证明与信念 2.5 证明与理解 三 证明与理解(一) 3.1 一个数学认知能力的实验 3.2 二次方程的解的公式 3.3 希腊《原本》里的勾股定理 3.4 刘徽的一题多证 3.5 高斯的一题多证 四 证明与理解(二) 4.1 欧拉的七桥问题 4.2 欧拉的多面体公式 4.3 几个重要的不等式 五 证明与理解(三) 5.1 一条关于正多边形的几何定理 5.2 薄饼与三明治 5.3 微积分基本定理 5.4 舞伴的问题 5.5 几个著名的反例 六 证明与理解(四) 6.1 四色问题 6.2 费马最后定理 6.3 一致收敛的函数序列 七 反证法 7.1 两个古老的反证法证明 7.2 间接证明与反证法 7.3 逆否命题 7.4 施坦纳-李密士定理 7.5 反证法在数学以外的运用 八 存在性证明 8.1 两个头发根数相同的人 8.2 一条古老的存在性定理 8.3 数学乎神学乎 8.4 高斯类数猜想的征服 8.5 存在性证明的功用 8.6 极值问题的解的存在性 8.7 有理数与无理数 8.8 代数数与超越数 九 不可能性证明 9.1 十五方块的玩意 9.2 一个很古老的不可能性证明 9.3 古代三大难题 9.4 不可能证明的证明 9.5 希尔伯特的问题 十 一次亲身经历:最长周长的内接多边形 10.1 一个熟悉的问题 10.2 初步的试验结果 10.3 旁敲侧击 10.4 艰苦战斗 10.5 拨开云雾见青天 10.6 各归其位 10.7 余音未了 后记 -
数学与人类思维
这是一本思考数学的文化佳作,作者本人也是著名数学家。该书包括与大师的访谈、数学发现的心理过程、数学与物理的关系、数学与审美、数学发现的策略等。 数学物理学家大卫·吕埃勒乐于向一般读者解释数学是什么以及数学家怎样开展他们的工作。每一个阅读《数学与人类思维》的数学家都会赞同他对数学家事业的描述,不论是在日常方面,还是在赋予它生命的更基础的富有创造性的过程中。本书组织有序,表述清晰,展现了处于活跃研究中的数学家的真实形象。 -
千年难题
2000年5月,美国克莱数学促进会发起一场颇具历史意义的竞赛:他们聘请国际数学界的顶级专家,在现代数学前沿问题中选出了七个公认最困难最有意义的问题,并宣布任何能够解决七大数学难题之一的人,在专家认定其解答正确之后,都可以获得一百万美元的奖金。这些问题涉及纯粹数学和应用数学中大多数最迷人的领域:从拓扑学和数论到粒子物理学、密码学、计算理论甚至飞机设计。著名数学普及作家德夫林在本书中以高中数学为起点,向我们讲了这七大难题的内容、由来以及它们对数学和科学的意义。 -
庞加莱猜想
第35届“日本赏”最优秀奖 PARISCIENCE 2008 优秀奖 获奖作品 日本NHK电视台特别纪录 全景再现世纪难题“庞加莱猜想”的“百年魔咒” 揭秘庞加莱猜想百年挑战历程 记录追寻宇宙的形状与神秘数学家 体验数学“妖物”般的魅力与神秘 这个问题(庞加莱猜想)必将引领我们到达那遥远的世界。 ——亨利•庞加莱 与庞加莱猜想的战斗,一着不慎就会“走火入魔”。 ——沃尔夫冈•哈肯(Wolfgang Haken,四色定理证明者) 我也曾尝试过一些三维空间的庞加莱猜想研究,但很快就放弃了。我认为我的研究方法应该没什么用。要解决这个难题,显然需要一些新的创想。 ——史蒂文•斯梅尔(Steven Smale,1966年菲尔兹奖获得者,高维度庞加莱猜想证明者) 庞加莱猜想中,如果宇宙不是球形的,那么可能会是什么形状呢?……不论宇宙是什么形状,都必定可以分解为最多8种各自不同的几何结构。 ——威廉•瑟斯顿(William Thurston,1983年菲尔兹奖获得者) 1904年,法国数学家亨利•庞加莱提出了关于探寻宇宙形状的“庞加莱猜想”,自此后的100年间,不断有数学家向这个千禧难题发起挑战,最终庞加莱猜想被俄罗斯数学家格里戈里•佩雷尔曼以令人惊叹的绝妙方法证明。然而这位神秘的天才数学家却拒绝了2006年菲尔兹奖…… 庞加莱猜想究竟是什么?宇宙的形状又如何?佩雷尔曼是如何证明庞加莱猜想的? 本书为日本NHK特别节目制作组关于“庞加莱猜想”的专题纪录,追寻宇宙的形状与神秘数学家的线索、谜题与真相。 -
爱与数学
如果你不得不去上一门美术课,它却只是教你怎么油漆栅栏,你作何感想?如果你从未在美术课堂上见过凡•高和毕加索的画作,甚至根本不知道它们的存在,你又会作何感想?唉,这就是常见的数学教学方式,它导致我们中的大多数人都成了“坐等油漆干”的生物。 在《爱与数学》一书中,著名的数学家爱德华‧弗伦克尔向我们展示了数学不为人知的一面,其中充满了如同艺术般的美和优雅。在这本用真诚和激情写就的书中,作者告诉我们,数学不是精英的玩具,它可以像爱一样超越文化、超越地域、超越时空,将世间万物联系在一起。 《爱与数学》有两个主轴,一个是梳理经典的、令人惊叹的数学原理,另一个则是作者学习数学、研究数学,并成为21世纪最著名的数学家之一的个人经历。他现在的主要研究课题是“朗兰兹纲领”,它被视为数学领域的“大统一理论”,可以证明像费马大定理之类的难题,也是把数学和量子物理学等其他自然科学连接起来的桥梁。 大部分人从小到大都有接触和学习数学的机会,却大都视其为洪水猛兽,难以领略数学的真谛,或是觉得数学与现实生活毫不相关。《爱与数学》用通俗易懂的语言告诉我们,数学的神秘世界并非遥不可及。比说,作者举了一个例子:很多人不知道2/3与3/5相比哪个数字比较大,但是如果你问一个爱喝酒的人,3个人喝2瓶伏特加和5个人喝3瓶伏特加相比,他选哪种?那么,你得到的答案肯定是3个人喝2瓶伏特加。 其实,大家在现实生活中都可以像这样直观地运用数学法则。《爱与数学》可以让我们习得数学思维方式,从而丰富我们的生活,让我们更好地了解这个世界,以及自己在世界中的位置。 《爱与数学》是作者向读者发出的一封探索宇宙中隐藏的数学奇观的邀请书。