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1、
《數(shù)學思想方法》復習參考題
一、 填空題
1、古代數(shù)學大體可分為兩種不同的類型:一種是崇尚邏輯推理,以《幾何原本》為代表;一種是長于計算和實際應用,以《九章算術》為典范。
2、在數(shù)學中建立公理體系最早的是幾何學,而這方面的代表著作是古希臘歐幾里得的《幾何原本》
3、《幾何原本》所開創(chuàng)的公理化方法不僅成為一種數(shù)學陳述模式,而且還被移植到其它學科,并且促進他們的發(fā)展。
4、推動數(shù)學發(fā)展的原因主要有兩個:①實踐的需要,②理論的需要;數(shù)學思想方法的幾次突破就是這兩種需要的結果。
5、變量數(shù)學產生的數(shù)學基礎是解析幾何,標志是微積分。
6、數(shù)學基礎知識和數(shù)學思想方法是數(shù)學教學的兩條主線。
2、
7、隨機現(xiàn)象的特點是在一定條件下,可能發(fā)生某種結果,也可能不發(fā)生某種結果。
8、等腰三角形的抽象過程,就是把一個新的特征:兩邊相等,加入到三角形概念中去,使三角形概念得到強化。
9、學生理解或掌握數(shù)學思想方法的過程有如下三個主要階段①潛意識階段,②明朗化階段,③深刻理解階段。
10、數(shù)學的統(tǒng)一性是客觀世界統(tǒng)一性的反映,是數(shù)學中各個分支固有的內在聯(lián)系的體現(xiàn),它表現(xiàn)為數(shù)學的各個分支相互滲透和相互結合的趨勢。
11、強抽象就是指,通過把一些新特征加入到某一概念中去而形成新概念的抽象過程。
12、菱形概念的抽象過程就是把一個新的特征:一組鄰邊相等,加入到平行四邊形概念中去,使平行四邊形概
3、念得到了強化。
13、演繹法與歸納法被認為是理性思維中兩種最重要的推理方法。
14、所謂類比,是指由一類事物所具有的某種屬性,可以推測與其類似的事物也具有該屬性的一種推理方法;常稱這種方法為類比法,也稱類比推理。
15、反例反駁的理論依據是形式邏輯的矛盾律。
16、猜想具有兩個顯著特點:①具有一定的科學性,②具有一定的推測性。
17、三段論是演繹推理的主要形式。三段論由大前提、小前提、結論三部分組成。
18、化歸方法是指,把待解決的問題,通過某種轉化過程,歸結到一類已經能解決或較易解決的問題中,最終獲得原問題解答的一種方法。
19、在化歸過程中應遵循的原則是簡單化原則、熟悉化原則
4、、和諧化原則。
20、在計算機時代,計算方法已成為與理論方法、實驗方法并列的第三種科學方法。
21、算法具有下列特點:①有限性,②確定性,③有效性。
22、算法大致可以分為多項式算法和指數(shù)型算法兩大類。
23、勻速直線運動的數(shù)學模型是一次函數(shù)。
24、所謂數(shù)學模型方法是利用數(shù)學模型解決問題的一般數(shù)學方法。
25、分類必須遵循的原則是①不重復,②無遺漏,③標準同一。
26、所謂數(shù)形結合方法,就是在研究數(shù)學問題時,由數(shù)思形、見形思數(shù)、數(shù)形結合考慮問題的一種思想方法。
27、所謂特殊化是指在研究問題時,從對象的一個給定集合出發(fā),進而考慮某個包含于該集合的較小集合的思想方法。
28、
5、面對一個問題,經過認真的觀察和思考,通過歸納或類比提出猜想,然后從兩個方面入手:演繹證明此猜想為真;或者尋找反例說明此猜想為假,并且進一步修正或否定此猜想。
29、化歸方法的三個要素是:化歸對象、化歸目標、化歸途徑。
30、根據學生掌握數(shù)學思想方法的過程有潛意識、明朗化、深刻理解三個階段,可相應地將小學數(shù)學思想方法教學設計成多次孕育、初步理解、簡單應用
三個階段。
31、數(shù)學思想方法是聯(lián)系數(shù)學知識與數(shù)學能力的紐帶,是數(shù)學科學的靈魂,它對發(fā)展學生的數(shù)學能力,提高學生的思維品質都具有十分重要的作用。
32、一個概括過程包括比較、區(qū)分、擴張和分析等幾個主要環(huán)節(jié)。
33、算法的有效性是指如
6、果使用該算法從它的初始數(shù)據出發(fā),能夠得到這一問題的正確解。
34、數(shù)學的研究對象大致可以分成兩大類:①數(shù)量關系;②空間形式。
二、判斷題(只要答“是”或“否”)
1、計算機是數(shù)學的創(chuàng)造物,又是數(shù)學的創(chuàng)造者。 是
2、抽象得到的新概念與表述原來的對象的概念之間一定有種屬關系。否
3、一個數(shù)學理論體系內的每一個命題都必須給出證明。 否
4、《九章算術》不包括代數(shù)、幾何內容。否
5、既沒有脫離數(shù)學知識的數(shù)學思想方法,也沒有不包括數(shù)學思想方法的數(shù)學知識。是
6、數(shù)學模型方法在生物學、經濟學、軍事學等領域沒應用。否
7、在解決數(shù)學問題時,往往需要綜合運用多種數(shù)學思想方法才能取得效果。是
7、
8、如果某一類問題存在算法,并且構造出這個算法,就一定能求出該問題的精確解。否
9、對同一數(shù)學對象,若選取不同的標準,可以得到不同的分類。是
10、數(shù)學思想方法教學隸屬數(shù)學教學范疇,只要貫徹通常的數(shù)學教學原則就可實現(xiàn)數(shù)學思想方法教學目標。否
11、由類比法推得的結論必然正確。否
12、有時特殊情況能與一般情況等價。是
13、完全歸納法實質上屬于演繹推理的范疇。是
14、古希臘的柏拉圖曾在他的學校門口張榜聲明:不懂幾何的人不得入內。這是因為他的學校里所學習的課程要用到很多幾何知識。否
15、完全歸納法的一般推理形式是:
設S=具有性質P,因此推斷集合S中的每一個對象都具有
8、性質P。否
三、 簡答題
1、為什么說《幾何原本》是一個封閉的演繹體系?
在形式上,它是以少數(shù)原始概念和公設、公理為基礎,運用邏輯規(guī)則將當時所知的幾何學中的主要命題(定理)全部推演出來,從而形成一個井然有序的整體。在這個體系中,除了邏輯規(guī)則外,每個定理的證明所采用的論據均是公設、公理或前面已經證明過的定理,并且引入的概念(除原始概念)也基本上是符合邏輯上對概念下定義的要求,原則上不再依賴其它東西。
另外,《幾何原本》回避任何與社會生產現(xiàn)實生活有關的應用問題,對社會生活的各個領域來說,它也是封閉的。
所以,《幾何原本》是一個比較完整的、相對封閉的演繹體系。
2、試對《九章算術》思想方
9、法的一個特點“算法化的內容”加以說明。
《九章算術》在每一章內先列舉若干個實際問題,并對每個問題都給出答案,然后再給出“術”,作為一類問題的共同解法。以后遇到同類問題,只要按“術”給出的程序去做就一定能求出問題的答案;書中的“術”其實就是算法。
3、簡述確定性現(xiàn)象、隨機現(xiàn)象的特點以及確定性數(shù)學的局限性。
確定性現(xiàn)象的特點是:在一定的條件下,其結果可以唯一確定。因此確定性現(xiàn)象的條件和結果之間存在著必然的聯(lián)系,所以事先可以預知結果如何。
隨機現(xiàn)象的特點是:在一定的條件下,可能發(fā)生某種結果,也可能不發(fā)生某種結果。對于這類現(xiàn)象,由于條件和結果之間不存在必然性聯(lián)系。
在數(shù)學學科中,人們常常把研
10、究確定性現(xiàn)象數(shù)量規(guī)律的那些數(shù)學分支稱為確定數(shù)學。用這些分支來定量地描述某些確定性現(xiàn)象的運動和變化過程,從而確定結果。但是由于隨機現(xiàn)象條件和結果之間不存在必然性聯(lián)系,因此不能用確定數(shù)學來加以定量描述。同時確定數(shù)學也無法定量地揭示大量同類隨機現(xiàn)象中所蘊涵的規(guī)律性。這就是確定數(shù)學的局限所在。
4、簡述計算機在數(shù)學方面的三種新用途。
(1)用來證明一些數(shù)學命題;(2)用來預測某些數(shù)學問題的可能結果; (3)用來驗證某些數(shù)學問題的結果的正確性.。
5、簡述數(shù)學抽象的特征。
數(shù)學抽象有以下幾個特征。
(1)數(shù)學抽象具有無物質性; (2)數(shù)學抽象具有層次性; (3)數(shù)學抽象過程要憑借分析或直覺;(
11、4)數(shù)學抽象不僅有概念抽象還有方法抽象。
6、簡述化歸方法在數(shù)學教學中的應用。
化歸方法在數(shù)學教學中的功能至少可以歸結為以下三個方面:(1)利用化歸方法學習新知識;(2)利用化歸方法指導解題;(3)利用化歸原則理清知識結構。
7、簡述用MM方法解決實際問題的基本步驟,并用框圖加以表示。
MM方法解題的基本步驟為:
(1)從現(xiàn)實原型抽象概括出數(shù)學模型。也稱為建模階段。
(2)在數(shù)學模型上進行邏輯推理、論證或演算,求得數(shù)學問題的解。這也是數(shù)學求解階段。
(3)從數(shù)學模型過渡到現(xiàn)實原型,即把研究數(shù)學模型所得到的結論,返回到現(xiàn)實原型上去,使實際問題得到解答。
可用框圖表示如下:
12、
8、試用框圖表示用特殊化方法解決問題的一般過程。
用特殊化解決問題的過程可用框圖表示為:
9、簡述化歸方法的和諧化原則。
和諧化是數(shù)學內在美的主要內容之一。美與真在數(shù)學命題和數(shù)學解題中一般是統(tǒng)一的。因此,我們在解題過程中,可根據數(shù)學問題的條件或結論以及數(shù)、式、形等的結構特征,利用和諧美去思考問題,獲得解題信息,從而確立解題的總體思路,達到以美啟真的作用。
10、什么是算法的有限性特點?試舉一個不符合算法有限性特點的例子。
算法的有限性是指,一個算法必須在有限步之內終止。以十進制小數(shù)的除法這個算法為例,如取數(shù)2和3作為初始數(shù)據,則有,無論怎樣延續(xù)這個過程都不
13、能結束,同時也不會出現(xiàn)中斷。因此,除法對于2和3這組數(shù)不符合算法有限性特點。
11、簡述培養(yǎng)數(shù)學猜想能力的途徑。
猜想能力培養(yǎng)可以貫穿于數(shù)學教學的方方面面。新知識的學習、數(shù)學規(guī)律的尋求、解題思路的探索等都可以作為實施猜想能力培養(yǎng)的載體。
12、簡述特殊化方法在數(shù)學教學中的應用。
特殊化方法在數(shù)學教學中有重要的作用:
(1)在選擇題時,我們經常選擇特殊值來考察;
?。?)利用特殊化探求問題的結論;
?。?)利用特殊化檢驗一般結果;
?。?)利用特殊化探索解題思路。
13、什么是類比猜想?并舉一個例子說明。
人們運用類比法,根據一類事物所具有的某種屬性,得出與
14、其類似的事物也具有這種屬性的一種推測性的判斷,即猜想,這種思想方法稱為類比猜想。例如,分式與分數(shù)非常相似,只不過是用字母代數(shù)而已。因此,我們可以猜想,分式與分數(shù)在定義、基本性質、約分、通分、四則運算等方面都是對應相似的。
14、什么是歸納猜想?并舉一個例子說明。
人們運用歸納法,得出對一類現(xiàn)象的某種一般性認識的一種推測性的判斷,即猜想,這種思想方法稱為歸納猜想。例如,人們在量度了很多圓的周長和半徑以后,發(fā)現(xiàn)它們的比值總是近似等于3.14,于是提出了圓周率是3.14的猜想。后來數(shù)學家從理論上證明了圓周率的數(shù)值為 ,果然和3.14很接近。
15、簡述將“化隱為顯”列為數(shù)學思想方法教學的一條
15、原則的理由。
由于數(shù)學思想方法往往隱含在知識的背后,知識教學雖然蘊含著思想方法,但如果不是有意識地把數(shù)學思想方法作為教學對象,在數(shù)學學習時,學生常常只注意到處于表層的數(shù)學知識,而注意不到處于深層的思想方法。因此,進行數(shù)學思想方法教學時必須以數(shù)學知識為載體,把隱藏在知識背后的思想方法顯示出來,使之明朗化,才能通過知識教學過程達到思想方法教學的目的。
四、解答題
1、運用方程模型解應用題時,其中最重要的是“設想問題已經解出”、“用兩種不同方式表示同一個量”、“方程個數(shù)和未知量個數(shù)相等”這三個要點。這是為什么?請闡述你的理解。
解答:“設想問題已經解出”,即在列式時將未知量與已知量同等對
16、待。這是列方程中的一個重要思想,也是它優(yōu)于算術之處。在算術列式中,未知量只能列在等號左邊,且系數(shù)必須為1,已知量只能在等號右邊出現(xiàn)。已知量與未知量的地位截然不同,因此列式比較困難。而在方程列式中,已知量與未知量處于同等地位,都可以在等號兩邊出現(xiàn),于是列式就容易多了。
“用兩種不同方式表示同一量”,這是列方程的關鍵。所謂方程,其實就是用兩種不同的方法表示同一個量,并用等號聯(lián)結起來。
“方程個數(shù)和未知量個數(shù)相等”,是為了得到確定的解。這里有個自由度的思想。當方程個數(shù)少于未知量個數(shù)時,就會出現(xiàn)不定方程(組)。這時方程(組)的解一般會有無窮多個。
2、(1)什么是類比推理?(2)寫出類比推理的表
17、示形式。(3)怎樣才能增加由類比得出的結論的可靠性?
解答:(1)類比推理是指,由一類事物所具有的某種屬性,可以推測與其類似的事物也具有這種屬性的一種推理方法。
(2)類比推理的表示形式為:
A具有性質
B具有性質
因此,B也可能具有性質。
(3)盡量滿足下列條件可增加類比結論的可靠性:
① A與B共同(或相似)的屬性盡可能多些;
② 這些共同(或相似)的屬性應是類比對象A與B的主要屬性;
③ 這些共同(或相似)的屬性應包括類比對象的不同方面,并且盡可能是多方面的;
④ 可遷移的屬性d應是和屬于同一類型。
3、圓周角定理證明思路如下:
將圓
18、周角的兩邊所處的位置分成三種情況:①角的一邊落在直徑上;②角的兩邊在某一直徑的兩側;③角的兩邊在某一直徑的同側。如上圖所示。先對情況①進行證明,然后將情況②、③轉化為情況①分別進行證明。最后得出圓周角定理對任意圓周角都成立的結論。
試具體分析上述證明中需要用到哪些數(shù)學思想方法。
解答:該證明中用到下面幾種數(shù)學思想方法:
?、賹A周角分成三種情況,用到分類方法;
?、谙茸C明角恰有一邊在直徑上的特殊情況,用到特殊化方法;
?、蹖⑵渌麅煞N情況轉化為角恰有角恰有一邊在直徑上的情況,用到
化歸方法;
④通過對所有三種情況的證明,然后得出圓周角定理的結論,用
到完全歸納法;
19、
⑤ 證明過程中需要進行演繹推理,因此用到演繹方法。
4、以“認識長方形的對邊相等”為內容,設計一個教學片斷。
(要求:①教學過程要比較具體、合理,且有一定的層次;②要有與數(shù)學知識教學相聯(lián)系的本課程中所學習的數(shù)學思想方法教學內容;③不少于300字)
解答:將教學過程設計成四個層次:
①讓學生說一說:我們周圍有哪些長方形物體?學生會舉出黑板、桌面、教室的門、課本的封面等例子。
?、谝髮W生仔細觀察:看一看、想一想,這些長方形的四條邊的長短有什么關系?學生經過觀察后,會猜想:長方形相對的兩條邊長度相等。
③教師進一步提出問題:同學們敢于大膽猜想的精神值得鼓勵!我們怎樣才能驗證長方形相對的兩條邊的長短相等呢?這時,學生會想出許多辦法,如:用尺量、將圖形對折等方法。教師順勢引導學生通過量量、折折的具體操作,確信長方形相對的兩條邊長短相等。教師板書:長方形對邊相等。接著,師生討論長方形“對邊”的含義,以及一個長方形有幾組對邊的問題。
?、莒柟涕L方形對邊相等的認識。
利用多媒體展示下面的長方形:
師:如何填寫括號內的數(shù)字?為什么?
要求學生會用“因為…所以…”句式回答。如“因為長方形的對邊相等,已知長方形的一條邊是4厘米,所以它的對邊也是4厘米?!?
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