什麼是數學?數學在現實生活中的作用有什麼?

燈火瀾滄黎叔


作為一個高中數學老師,你問我學數學有什麼用,我還想問呢,數學有毛用啊?我生活中也不用函數,也不用方程,更不用微積分。

可是沒數學,行嗎?答案也很明顯啊,不行啊。你能提問,我能回答,我們用的計算機,我們的數據傳輸,頭條的篩選算法,推薦算法,沒數學行嗎?一樣也離不開數學啊。

那數學在生活中到底有用沒用?我總結一下,我說的有用僅僅限於生活中

  • 數學是需要學習的,數學學的好,你就能上更多的學,認識更多的人,朋友圈子問題

  • 數學學得好,以後學計算機啊,物理相關專業啊,經濟學啊,會很方便,便於以後學習

  • 數學學得好,以後工資可能會高一點,畢竟物以稀為貴

  • 數學學得好,邏輯性思維完善一點,注意細節的能力也更強一點,這樣生活工作中失誤會少一點

  • 數學學得好,會更自信一點,和個子高的自信一點一個道理

  • 數學學得好,會更容易看到生活中的美,而不僅僅是買買買,拍拍拍,人生樂趣會更多一點

那現在問主是不是覺得,學好數學好像並不吃虧了呢?

菜鳥李老師


愛因斯坦用E=mc²描述宇宙而引發的慨嘆“宇宙最不可理解之處,就是它居然是可以被理解的”。幾何學上的迷人圖形曼德博集合,它的輪廓是一個幾何花邊,具有不可思議的和諧性和精確性。人機大戰中,阿爾法狗的第37手被人類認為是“壞子”的棋,最終指向了勝利的結局!

這一切看似神秘力量操控的事件背後,都有著紮紮實實的數學理論作為支撐。數學,這門同時尋找真相和美的學科,它是如何一步步走到今天的?我們有必要認識數學的基本常識。

什麼是數學?

數學是一門演繹科學。它的研究對象主要是“數”與“形”。一百多年前,恩格斯就曾給數學下過一個定義:“數學是研究現實世界中的數量關係和空間形式的科學。”

一百多年過去了,數學的發展使得數學的研究對象,已經遠遠超出了“數”與“形”的範疇,於是出現了一些其他定義。但是,我依然認為恩格斯的說法,是對數學的較好概括。這是因為,無論如何,數學首要的和基本的對象是數量關係和空間形式,恩格斯的說法明確地指出了數學與現實世界的聯繫。

伽利略說過:“大自然,這部偉大的書,是用數學語言寫成的。”自然界中的一切事物,都有“數”與“形”兩個側面。因此,數學所描述的數量關係與空間形式,就自然成為物理學、力學、天文學、化學、生物學的重要基礎,數學為這些科學提供了描述規律的語言和探索未知世界的一種工具。

19世紀末期,數學大陸不可避免地開始分裂漂移,數學世界正在經歷蛻變,它正在成為一門範圍過於廣闊的學科,以至於任何一位數學家都不可能樣樣精通。作為回應,研究者們前所未有地主動增加彼此合作的機會,試圖將自己的學科打造成一塊不可分割的整體。帶著這種推動力,數學邁入了20世紀。

今天,全世界的數學家早已成千上萬,每一天都有幾十篇新論文發表,一些統計顯示,目前在世界範圍內,數學界每4年將會產生大約100萬條新的定理!

從人類誕生之初到現在的漫長曆史歲月中,數學經常被用來研究和理解這個世界,但是數學模型始終建立在真實的現實,而不是某種由現實創造出來的規則之上。然而,17世紀的學者們認識到:自然根據其內在規則運轉,自然被精確的數學法則控制,自然的規則可以通過重複試驗的方式大白於天下。到今天,沒有任何一條嚴謹的物理學理論敢用除了數學語言之外的其他語言進行表述。

數學在現實生活中的作用

數學既是一種文化、一種“思想的體操”,更是現代理性文化的核心。馬克思說:“一門科學只有當它達到了能夠成功地運用數學時,才算真正發展了。”在前幾次科技革命中,數學大都起到先導和支柱作用。

我們先看兩個最直觀的例子直觀體會一下吧:

你去商場買東西的時候,看見一件衣服60元,兩件就110元,但你不想買這麼多,該怎麼砍價?

你要明白,商場賣2件的利潤肯定要超過賣1件的利潤!

設一件衣服的成本價為x,一件衣服的利潤為60-x,兩件衣服的利潤就為110-2x,因為,賣兩件比賣一件衣服要賺的多。所以,110-2x≥60-x,解不等式可得x≤50,這樣,你知道了成本肯定不高於50元,怎麼砍就隨你啦!

如果你在微信上看到一個人,離你很近,你又想知道他的位置,就先記下你和他的距離,以這個距離為半徑,你的位置為圓心,在地圖上畫一個圓。然後你換個地方,再記下你和他的距離,也以這個距離為半徑,你的位置為圓心,在地圖上畫一個圓。接著又換個地方,記下你和他的距離,還是以這個距離為半徑,你的位置為圓心,在地圖上畫一個圓!

(嗯別急,到此為止了,不用畫圓了啊!)現在,你畫的三個圓會交合在一起,而交合的那個點就是ta的位置!

也許你會和運動結下緣分,數學仍舊是科學運動最重要的部分。時間、長度、效率、分類、有序等等都隱藏在運動元素之中。

也許你也敲打鍵盤,爬格文字,那麼邏輯運用,觀點論據,文章層次都會讓筆下的描繪更加有力,所謂言之有物,言之有序,言之有理正是如此。學好了數學,你就知道數學老師寫文章是有特點的。

也許你只是一名家庭主婦,那數學就更重要了,整潔的廚房,有序的擺放,飯菜的味道調和,家居色彩的飽和度,就是養上一盆綠植,都要修剪的有模有樣,這可都是懂數學的家庭主婦的標配。

回顧科學發展的歷史,就會發現,物理學、天文學、力學的任何重大發展無不與數學的進步息息相關。比如,牛頓力學,特別是萬有引力定律的發現,依賴於微積分創立;而愛因斯坦的相對論則以黎曼幾何為其基礎。著名數學家黎曼曾經指出:“只有在微積分創立之後,物理才發展成為一門真正意義下的科學。”

與其他基礎科學相比,數學最重要的特徵是其研究對象的抽象性,它決定了數學的其他特徵,並使它區別於自然科學。

數學研究對象的抽象性決定了它的應用廣泛性。1+1=2不僅適用於蘋果、羊、山,而且適用於一切事物。一個函數y=Asin c可以代表電場的電流或電壓的變化規律,也可以代表某種波動的規律。許多完全不同事物提出的問題可以歸結為同一個數學模型。

數學研究對象的抽象性又決定了數學的演繹性。在生物學中,要斷言麻雀有胃並不難,只要解剖幾個麻雀就足夠了,而在數學中,要說明勾股定理成立,不能只靠驗證幾個直角三角形,而需要證明。當然,數學研究中,在其探索階段或許會用到歸納的辦法。但是,歸納出來的結論,不能作為定論,而只能作為一種猜測,有待於將來的證明或者否定。這就是說,數學中要確立一條規律只能依靠嚴格的邏輯推理,而不能靠經驗或實驗數據,更不能靠人們的直覺或想當然。比如,許多大於2的偶數都可以表成兩個奇素數之和,但是不能因此而說一切偶數皆如此。又如,我們測量了很多三角形的三個內角之和等於180。但是不能因此而得出所有三角形都如此的結論,需要嚴格證明。

人們或許會認為,在歷史上數學是重要的,但今天是高科技時代,抽象數學已經沒有那麼重要了。恰恰相反,高科技的發展的基石是數學,而且高科技的發展才使得數學的應用達到空前的廣泛。

在高科技時代,自然科學的各個研究領域都已進入更深的層次和更廣的範疇,這時就更加需要數學。在這種情況下,一度被認為沒有應用價值的某些抽象的數學概念和理論,出人意料地在其他領域中找到了它們的原型與應用。數學與自然科學的關係從來沒有像今天這樣密切,恩格斯過去所說“數學在化學中的應用是線性方程組,而在生物學中的應用是零”的狀況早已成為歷史,數學中的許多高深理論與方法正在廣泛而深

人地滲透到自然科學研究的各個領域中去。例如,分子生物學中DNA結構的研究與數學中的扭結理論有關,而理論物理中的規範場論與微分幾何中的纖維叢理論緊密相關。至於現代理論物理則用到了許多當代純數學理論。20世紀80年代,美國自然科學基金會曾經指出,當代自然科學的研究正在日益呈現出數學化的趨勢。

現在,我們要進一步指出,數學是今天高科技的基礎。20世紀最偉大的技術成就首推電子計算機的發明與應用,它改變了人們的日常生活的方方面面,並使人類進入信息時代。然而,大家公認電子計算機的發明應歸功於數學家:圖靈和馮·諾依曼。在電子計算機出現之前,數理邏輯中就有一種理想機(後來人稱圖靈機),它實際上是電子計算機的雛形。

今天,IT技術已被廣泛地應用於人類生活,使我們無處不感到它的存在。然而,享用這些成果的人們卻往往只看到技術成果,而看不到這些技術背後起到關鍵作用的數學。

這樣的例子很多。醫學上的CT技術,中文印刷排版的自動化,波音777的計算機模擬設計,指紋的識別,石油地震勘探的數據處理,網絡系統安全技術等,在這些形形色色的成就背後,數學都扮演著十分重要的不可缺少的角色。數學在這些領域內不是一種可有可無的參考,而常常是問題的關鍵。

1985年,美國國家研究委員會在一份報告中指出:數學是推動計算機技術發展和促進這種技術在其他領域應用的基礎科學,還強調指出,數學是一個大有潛力的資源,有待人們去大力開發。該委員會把數學與能源、材料等並列為必須優先發展的基礎研究領域。

更為重要的是,用數學模型研究宏觀經濟與微觀經濟,用數學手段進行市場調查與預測,用數學理論進行風險分析和指導金融投資,在發達國家已被廣泛採用,在我國也開始受到重視。在數學中,數理統計學、優化與決策、實驗設計、隨機微分方程等,都是專門針對這些問題的數學理論。越來越多的數學工作者從事跟經濟、管理、金融有關的研究。他們在國家的糧食產量預報、外匯管理等一系列問題上,為國家的決策提出了重要參考意見。近年來,我國的許多高等院校都增設統計系,乃至金融數學系。這些現象都反映了數學和經濟學、管理學的深刻聯繫,也反映了社會對於這方面的數學人才的需求。

在經濟與金融的理論研究上,數學的地位更加特殊。大家知道數學沒有諾貝爾獎。但數學家卻從經濟學獲得了諾貝爾獎。在諾貝爾經濟學獎的獲得者當中,數學家佔了相當大的比例(21世紀初的統計數字為17/27)。美國電影《美麗的心靈》就是描述了這樣一位數學家——納什。

一點感慨

回顧整個數學的發展史,不難發現數學的發展趨向於抽象性和普遍性。最開始,美索不達米亞人(蘇美爾人與巴比倫人的共同努力)發明數字符號,使數學從被計量的物體中抽象出來;歐幾里得總結公理和定理的研究方法,使數學擁有了普遍性;花拉子米開創代數學又使數學從問題中抽象出來;再到韋達發起的“代數現代化”運動,數學又從日常生活的語言中抽象出來,成為一種可以通過諸如愛因斯坦“E=mc²”的公式描述世界的語言。通過抽象性和普遍性,它逐漸地擁有了簡潔的力量。

作為教師的我認為,中學數學教育的目的有以下三個方面:傳授初等數學知識;進行邏輯推理訓練;培育科學精神。

這裡所謂的初等數學,是相對於高等數學而言的。通常,人們把微積分以後的數學稱作高等數學,而把此前的數學稱作初等數學;其內容應當主要是:初等代數,歐幾里得幾何,三角函數,解析幾何初步等等。

數學教育的現實生活的意義遠遠不只是知識的傳授,更為重要的應該是,數學的訓練對青少年的心智、潛能的開發與提升,是深刻的、長遠的,而且也是其他學科所不能替代的。

歐幾里得幾何最能代表數學演繹精神和數學的教育意義的。其原型是歐幾里得所編的《幾何原本》,出現在公元前270年左右,它是人類文明中的一座輝煌大廈。歐幾里得在這本書中構建了人類有史以來的第一個完整的邏輯體系,它的完美、嚴密、精巧令人讚歎不已。愛因斯坦說:“在邏輯推理上的這種令人驚歎的勝利,使得人類為他們的未來成就獲得了必要的信心。”

我國明代科學家徐光啟看到了歐幾里得幾何的教育意義,他把此書翻譯成中文,並在出版此書的序言中說:“精通此書者,無一事不可精;好此書者,無一事不可學。”他的話是何等之精闢!

科學精神的培育要求科學地提出問題。一個愚蠢的問題會造成許多混亂,並且不利於學生的科學精神的養成。科學精神包含著科學的懷疑,而懷疑正是思考的開始。馬克思和笛卡兒都講過這一點。

參考文獻:北大李忠教授,數學的意義與數學教育的價值


中學數學深度研究


是呀,我們周圍的人,有事沒事坐下來聊天,吹牛,總會有“學這個,學那個有什麼用處呢?”

原來有“我是中國人,何必學外文?”後來,都知道不學外文不行,學外文與職稱掛鉤,工資漲很多呢。於是,就覺得當初沒有學,或者沒有學好外文,吃虧太多了。

普通老百姓,坐下來議論“數學有什麼用處呢?我們每天這樣生活,語文呀,歷史呀,政治呀,甚至物理,化學呀,還有點用處,可是?數學有什麼用處呢?”

數學有沒有用處呢?在回答這個問題之前,首先要搞清楚,數學到底是什麼。

數學是什麼呢?數學是研究空間中的數量關係和度量關係的一門學問。為了研究這些關係和空間本身,數學不斷地建立了嚴謹的邏輯體系和思維方法。很多時候,數學幾乎就是這些思維方法本身。

“量體裁衣”,“看菜吃飯”,整理房間,買賣交易,公平分配,取暖面積,土石方,漲價降價,汽車裡程,……您說,您的生活裡,哪裡沒有數學呢?哪個單位沒有會計,土地種子或者收成也需要統計,數學不是今天,可以說,人類文明開始的那一天,我們身邊就從來沒有離開過數學。

那麼,蓋大樓,造大橋,造地鐵,挖隧道,航海,航空,……各種機械設計,控制,您用的那些家用電器,坐的車,道路,手機,哪裡沒有數學呢?

您數學層次越高,您承擔的責任也就越大。如果您是嫦娥四號設計師,您說您數學不行?這也太扯了吧。

所以,數學思維能力,是人類必須具有的基本能力,作為現代人必須人人掌握,只有這樣,我們的生活才會更加和諧,每個人才能給社會帶來正能量,成為社會有用的人。


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數學決不是算數,數學是打開思路對我們在生活、工作上解決問題判斷問題的能力都有提升的作用。


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數學可以提高人的四維邏輯,而且每個東西都會與數字有關,都會涉及數學層面,很基礎,不可或缺!


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高考規劃專家袁老師


我覺得數學在生活中最優秀的用處是思維。數學的邏輯性很強,在生活中邏輯思維很重要。

我的專業是中文,但畢業後做了數學老師。我給校長說過讓我教語文,但無奈學校缺數學老師。所以,我教了五六年數學了。

以前不覺得,後來慢慢發現,現在生活中的邏輯性越來越強。例如給孩子買東西,都會列好清單,大致規劃好路線。

和老公討論或者爭論什麼,我總是能清楚明白的表達的觀點和理論。記得以前的自己說什麼、做什麼都很凌亂,現在不知不覺中就很有條理。


宜懿樂


就友友的這個問題!我來簡單的回答一下:數學對我們生活密不可分:鹽米油鹽醬醋!吃喝穿住行!工作學習都離不開數學!你覺得呢!🙏🙏🙏











張少明5


數學對人類有很大的作用,從小的方面說,生活中的油鹽柴米;大的方面對人類科學事業起到很多作用,數學語文是各種事業的奠基石。


丹青860


什麼是數學?這門課很重要,加減乘除,學好了,物理就簡單了,化學就不難了,幾何就更不在話下,理所應當的和數字交道。

我要求孩子學好數學,她搖搖頭好難,不感興趣,沒辦法了,太深了,複雜了,也聽不懂,我就直接給了她50元錢,叫她自己去東西吃,買了十根火腿腸用了二十元,買了三包餅乾,一包五元,一共用了十五元,買了五個滷雞蛋,兩元一個,用了十元,我說你不學好數學,就不會算賬,就會吃虧,別人也會把你當做傻瓜。

數學在日常怎活中用途很廣泛,每天都離不開的,例如,你今天用了多少頓水,多少度電,買了多少錢的菜,花了多少,進了多少,就連打麻將也要會算,慢了,錯了,牌友就高興了……,這就是數學的奧妙之處,不學數學就不會買東西,做任何事心裡沒底,沒預算。

謝謝大家!





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