sanshusmile
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课程论文选题参考《高等代数》课程学习感悟《高等代数》中的。。。。思想《高等代数》中的。。。。方法高等代数与解析几何的关联性高等代数有关理论的等价命题高等代数有关理论的几何描述高等代数有关理论的应用实例高等代数知识在有关课程学习中的应用数学软件在高等代数学习中的应用应用高等代数知识的数学建模案例高等代数理论在金融中的应用反例在高等代数中的应用行列式理论的应用性研究一些特殊行列式的应用行列式计算方法综述范德蒙行列式的一些应用线性方程组的应用；线性方程组的推广——从向量到矩阵关于向量组的极大无关组向量组线性相关与线性无关的判别方法线性方程组求解方法综述 求解线性方程组的直接法与迭代法向量的应用矩阵多项式的性质及应用矩阵可逆的若干判别方法矩阵秩的不等式的讨论(应用)关于矩阵的伴随矩阵矩阵运算在经济中的应用关于分块矩阵分块矩阵的初等变换及应用矩阵初等变换及应用矩阵变换的几何特征二次型正定性及应用二次型的化简及应用化二次型为标准型的方法矩阵对角化的应用矩阵标准形的思想及应用矩阵在各种变换下的不变量及其应用线性变换的应用特征值与特征向量的应用关于线性变换的若干问题关于欧氏空间的若干问题矩阵等价、合同、相似的关联性及应用线性变换的命题与矩阵命题的相互转换问题线性空间与欧氏空间初等行变换在向量空间Pn中的应用哈密顿-凯莱定理及其应用施密特正交化方法的几何意义及其应用不变子空间与若当标准型之间的关系多项式不可约的判别方法及应用二次型的矩阵性质与应用分块矩阵及其应用欧氏空间中的正交变换及其几何应用对称矩阵的性质与应用求两个子空间的交与和的维数和一个基的方法关于n维欧氏空间子空间的正交补求若当标准形的几种方法相似矩阵的若干应用矩阵相似的若干判定方法正交矩阵的若干性质实对称矩阵正定性的若干等价条件欧氏空间中正交问题的探讨矩阵特征根及其在解题中的应用矩阵的特征值与特征向量的应用行列式在代数与几何中的简单应用欧氏空间内积不等式的应用求标准正交基的若干方法研究高等代数理论在经济学中的应用矩阵中的最小二乘法常见线性空间与欧式空间的基与标准正交基的求法
一、数学知识研究 传统上认为数学教师至少要掌握他所教的数学知识。班级授课制成熟后，人们开始同意这样一个原则：除了所教的数学知识以外，数学教师还需要掌握像组织教学、控制课堂秩序等一些教学知识。随着教学研究的深入，人们发现教师仅仅知道他所教的数学的术语、概念、命题、法则等知识是不够的。…除此之外，教师还要知道数学的学科结构。学科结构的概念最早源于Schwab。他指出了理解学科结构的两种方式：一个方式是句法性地(syntactically)，另一个方式是实体性地(substantively)。所谓句法性地是指从学科所表现出来的逻辑结构方面去了解学科结构。比如，引入无理数表示不可公度线段，引入负数与复数表示某些方程的解。前者可以看到，后者看不到，仅是为了保持方程都有解这个论断的完整性和通用性所做出的一种假设与解释。对这三个概念含义的理解，只能通过产生这些概念的前后联系才能揭示。所谓实体性地是指从学科的概念设计角度去了解学科结构。比如，欧氏几何与解析几何有不同的概念框架。Ball把数学的学科结构知识称为关于数学的知识。它是指知识从哪里来，又是如何发展的，真理是如何确认的，又将用到哪里去。 主要有三个维度：一是约定与逻辑建构的区别。正数在数轴的右边或者我们使用十进位值制都是任意的、约定的。而0做除数没有定义或者任意一个数的零次幂都等于1就不是任意的、约定的；二是数学内部之问的联系以及数学与其他领域之间的联系；三是了解数学领域中的基本活动：寻找模式、提出猜想、证明断言、证实解法和寻求一般化。 对数学知识的研究，拓宽了人们对教学用的数学知识的理解。它显示教学用的数学知识是很复杂的，除了术语、概念、法则、程序之外，还有数学学科结构或者关于数学的知识。这些知识对于教师确定为什么教、选择教什么和怎么教都会产生影响。比如，约定的与逻辑建构的概念的教学策略会有很大的不同，逻辑建构的概念就必须讲清楚它怎么来的，为什么要定义这个概念，怎样定义，它会有什么用，它与其他的概念的关系是怎样的，它的应用有哪些限度。而约定的概念就没有这些必要。但是，有效地数学教学，仅仅具有上述知识还不够。它缺少对学生的考虑，不能给教师提供教授一群特定的学生所必须的教学上的理解。比如，仅仅通过推导知道(+6)=a+2ab+b对有效教学是不够的，教师还需要知道一些学生容易把分配律过度推广而记成+6)=a+b，知道用矩形的面积表征可以有效地消除这一误解。学生误解的知识与消除误解的教学策略显然不能纳入数学知识的框架，教学用的数学知识的复杂性要求更精致的框架来描述。 二、教材分析研究 有效的教学必须考虑学生已有的知识和知识呈现的最佳序列。在数学学科中，马力平的知识包(Knowledgepackage)是国际上较为典型的此类研究。知识包是围绕着一个中心概念而组织起来的一系列相关概念，是在学生的头脑里培育这样一个领域的纵向过程。(n知识包含有三种主要成分：中心概念、概念序列和概念结点，也包括概念的表征、意义和建立在这些概念之上的算法。下例是20以内数的加减法的知识包(图1)。在这个知识包内，中心概念是20至100数的“借位减法”，它是学习多位数的加减的关键前提。 马力平的知识包实际上是我国内地传统的教材分析研究。这类研究结果是教学参考书的主要内容之一。它是一种课程知识，是教师对课程的分析，比对数学知识的分析更接近教学用的数学。但它也不是教师教学时使用的数学知识。它最多是教师对教学的考虑，没有考虑师生互动时产生的数学需求。教师在教学时，能够动员起来的知识不一定符合教学情境的需要。比如教师预期的一种学生的反应在与学生的互动中没有出现，教师以学生的这种反应为跳板的后继知识就没有了用武之地。马力平概括出的知识包，与教师在课堂教学时使用的数学知识还有一段距离，教师在教学时可能用得上，也可能用不上。教师在教学时所需要的数学知识远远超出教材分析所能提供的内容。
数学中的测量在现实生活中的应用 论死亡时间的推断在法医学中，关于死亡时间的推断有多种方法，如：尸体的尸斑状况，肌肉僵硬程度等各种尸体现象。由于人死后，体内产热停止、排汗停止、各种调节机制停止，并且尸体所在位置、尸体形状均保持不变（除非人为改变），因而尸体体温的下降会有比较稳定的规律，所以从尸体温度来进行死亡时间推断是比较准确可靠的。 现在给出死亡时间推断的定量方法：设尸体温度为T，周围环境温度为C 在理想状况下，温度的变化率（dT/dt）与该物体的温度和周围环境温度的差（T－C）成正比，则： dT/dt=－k*(T－C) （k>0） 其中，k是由物体与空气接触状况决定的、正的、由实验测定的常数；等号右边的负号表示当物体温度比周围环境温度高时，物体将降温（则dT/dt<0）；同理，当T0，则表示物体升温。 现在解此微分方程： dT/dt=－k*(T－C) =>1/(T－C)*dT=－k*dt =>∫1/(T－C)*dT=∫－k*dt =>∫1/(T－C)*d(T－C)=∫－k*dt =>㏑(T－C)= －k*t＋B (B是积分常数，由初始条件确定) =>T－C=e^(-k*t＋B) (e是自然常数，e=7182818245…) (*) 设时间为0时物体的温度为T。，则： T。-C=e^(0+B) =>T。-C=e^B 把T。-C=e^B代入（*）式中，得： T－C=e^(-k*t＋B)=e^(-k*t)*e^B= e^(-k*t)*( T。-C) T(t)=C+( T。-C)* e^(-k*t) 于是，物体的冷却规律为： T(t)=C+( T。-C)* e^(-k*t) 其中，C表示周围环境温度，T。表示开始计时时物体的温度，T(t)表示由T。开始经过时间t后物体的温度，k是由实验测定的正的常数。此公式可用于估算死亡时间，换一种表示形式为：t=－1/k*㏑[(T－C)/ ( T。-C)] 现在进行误差分析：（1）由于尸体状况基本保持不变（好在尸体自身不会动，否则就不再是科学问题了），因而k的值比较稳定； （2）一般情况下，周围环境温度C变化不大，可当作常数处理。 然而，现实中k与C始终会有所变化，所以为了使推断更为精确，现在对公式进行修改： （1）由于环境温度始终会有波动式的变化，可以引入周围环境温度函数C(t)进行修补； （2）事实上，虽然尸体自身状况不会对k的值造成较大影响，但是，空气对流状况、空气湿度变化会对k造成影响，因而可引入一个函数σ(t)对k进行修正，则有： k=k。+σ(t)，这里，我把函数σ(t)称为修正函数。于是，我们得到更为准确的微分方程，这是解除了“理想状况”限制的更为一般的方程：dT/dt=－（k。+σ(t)）*(T－C(t)) 对此方程进行移项： dT/dt＋( k。+σ(t))*T=( k。+σ(t))*C(t) 为表示方便，记P(t)= k。+σ(t)，Q(t)= ( k。+σ(t))*C(t) 于是上式变为： dT/dt＋P(t)*T=Q(t) 不难发现，dT/dt＋P(t)*T=Q(t)是一个一阶线性非齐次常微分方程。 解此方程得： T(t)= e^（－∫P(t)*dt）*[∫Q(t)* e^（∫P(t)*dt）*dt＋B] 其中，P(t)= k。+σ(t)，Q(t)= ( k。+σ(t))*C(t)，B是积分常数，由初始条件决定。在这里，C(t)通过对周围环境温度进行记录得到，σ(t)则根据具体修正需要（如精确度）进行制定。关于死亡时间的推断是一个相当复杂的课题，在这里只是从理论角度进行了粗略的研究。 至于修正函数σ(t)的获得，将会在今后的论文中进行具体的探讨。
古代数学史： ①古希腊曾有人写过《几何学史》，未能流传下来。 ②5世纪普罗克洛斯对欧几里得《几何原本》第一卷的注文中还保留有一部分资料。 ③中世纪阿拉伯国家的一些传记作品和数学著作中，讲述到一些数学家的生平以及其他有关数学史的材料。 ④12世纪时，古希腊和中世纪阿拉伯数学书籍传入西欧。这些著作的翻译既是数学研究，也是对古典数学著作的整理和保存。 近代西欧各国的数学史： 是从18世纪，由J蒙蒂克拉、C博絮埃、AC克斯特纳同时开始，而以蒙蒂克拉1758年出版的《数学史》（1799～1802年又经Jde拉朗德增补）为代表。从19世纪末叶起，研究数学史的人逐渐增多，断代史和分科史的研究也逐渐展开，1945年以后，更有了新的发展。19世纪末叶以后的数学史研究可以分为下述几个方面。 ①通史研究 代表作可以举出MB康托尔的《数学史讲义》(4卷，1880～1908)以及CB博耶(1894、1919DE史密斯(2卷，1923～1925)、洛里亚（3卷，1929～1933）等人的著作。法国的布尔巴基学派写了一部数学史收入《数学原理》。以尤什凯维奇为代表的苏联学者和以弥永昌吉、伊东俊太郎为代表的日本学者也都有多卷本数学通史出版。1972年美国M克莱因所著《古今数学思想》一书，是70年代以来的一部佳作。 ②古希腊数学史 许多古希腊数学家的著作被译成现代文字，在这方面作出了成绩的有JL海贝格、胡尔奇、TL希思等人。洛里亚和希思还写出了古希腊数学通史。20世纪30年代起，著名的代数学家范·德·瓦尔登在古希腊数学史方面也作出成绩。60年代以来匈牙利的A萨博的工作则更为突出，他从哲学史出发论述了欧几里得公理体系的起源。 ③古埃及和巴比伦数学史 把巴比伦楔形文字泥板算书和古埃及纸草算书译成现代文字是艰难的工作。查斯和阿奇博尔德等人都译过纸草算书，而诺伊格鲍尔锲而不舍数十年对楔形文字泥板算书的研究则更为有名。他所著的《楔形文字数学史料研究》（1935、1937）、《楔形文字数学书》（与萨克斯合著，1945）都是这方面的权威性著作。他所著《古代精密科学》(1951)一书，汇集了半个世纪以来关于古埃及和巴比伦数学史研究成果。范·德·瓦尔登的《科学的觉醒》(1954)一书，则又加进古希腊数学史，成为古代世界数学史的权威性著作之一。 ④断代史和分科史研究 德国数学家（C）F克莱因著的《19世纪数学发展史讲义》(1926～1927)一书，是断代体近现代数学史研究的开始，它成书于20世纪，但其中所反映的对数学的看法却大都是19世纪的。直到1978年法国数学家J迪厄多内所写的《1700～1900数学史概论》出版之前，断代体数学史专著并不多，但却有（CH）H外尔写的《半个世纪的数学》之类的著名论文。对数学各分支的历史，从数论、概率论，直到流形概念、希尔伯特23个数学问题的历史等，有多种专著出现，而且不乏名家手笔。许多著名数学家参预数学史的研究，可能是基于（J-）H庞加莱的如下信念，即:“如果我们想要预见数学的将来，适当的途径是研究这门科学的历史和现状”，或是如H外尔所说的：“如果不知道远溯古希腊各代前辈所建立的和发展的概念方法和结果，我们就不可能理解近50年来数学的目标，也不可能理解它的成就。” ⑤历代数学家的传记以及他们的全集与《选集》的整理和出版 这是数学史研究的大量工作之一。此外还有多种《数学经典论著选读》出现，辑录了历代数学家成名之作的珍贵片断。 ⑥专业性学术杂志 最早出现于19世纪末，MB康托尔（1877～1913，30卷）和洛里亚（1898～1922，21卷）都曾主编过数学史杂志，最有名的是埃内斯特勒姆主编的《数学宝藏》（1884～1915，30卷）。现代则有国际科学史协会数学史分会主编的《国际数学史杂志》。 中国数学史： 中国以历史传统悠久而著称于世界，在历代正史的《律历志》“备数”条内常常论述到数学的作用和数学的历史。例如较早的《汉书·律历志》说数学是“推历、生律、 制器、 规圆、矩方、权重、衡平、准绳、嘉量，探赜索稳，钩深致远，莫不用焉”。《隋书·律历志》记述了圆周率计算的历史，记载了祖冲之的光辉成就。历代正史《列传》中，有时也给出了数学家的传记。正史的《经籍志》则记载有数学书目。 在中国古算书的序、跋中，经常出现数学史的内容。 如刘徽注《九章算术》序 (263)中曾谈到《九章算术》形成的历史；王孝通“上缉古算经表”中曾对刘徽、祖冲之等人的数学工作进行评论；祖颐为《四元玉鉴》所写的序文中讲述了由天元术发展成四元术的历史。宋刊本《数术记遗》之后附录有“算学源流”，这是中国，也是世界上最早用印刷术保存下来的数学史资料。程大位《算法统宗》(1592)书末附有“算经源流”，记录了宋明间的数学书目。 以上所述属于零散的片断资料，对中国古代数学史进行较为系统的整理和研究，则是在乾嘉学派的影响下，在清代中晚期进行的。主要有：①对古算书的整理和研究，《算经十书》(汉唐间算书)和宋元算书的校订、注释和出版，参预此项工作的有戴震(1724～1777)、李潢(?～1811)、阮元（1764～1849）、沈钦裴(1829年校算《四元玉鉴》)、罗士琳(1789～1853)等人 ②编辑出版了《畴人传》（数学家和天文学家的传记），它“肇自黄帝，迄于昭（清）代，凡为此学者，人为之传”，它是由阮元、李锐等编辑的(1795～1799)。其后，罗士琳作“补遗”(1840)，诸可宝作《畴人传三编》（1886），黄钟骏又作《畴人传四编》(1898)。《畴人传》，实际上就是一部人物传记体裁的数学史。收入人物多，资料丰富，评论允当，它完全可以和蒙蒂克拉的数学史相媲美。 利用现代数学概念，对中国数学史进行研究和整理，从而使中国数学史研究建立在现代科学方法之上的学科奠基人，是李俨和钱宝琮。他们都是从五四运动前后起，开始搜集古算书，进行考订、整理和开展研究工作的 经过半个多世纪，李俨的论文自编为《中算史论丛》(1～5集，1954～1955)，钱宝琮则有《钱宝琮科学史论文集》(1984)行世。从20世纪30年代起，两人都有通史性中国数学史专著出版，李俨有《中国算学史》(1937)、《中国数学大纲》（1958）；钱宝琮有《中国算学史》（上，1932）并主编了《中国数学史》(1964)。钱宝琮校点的《算经十书》(1963)和上述各种专著一道，都是权威性著作。 从19世纪末，即有人（伟烈亚力、赫师慎等）用外文发表中国数学史方面的文章。20世纪初日本人三上义夫的《数学在中国和日本的发展》以及50年代李约瑟在其巨著《中国科学技术史》(第三卷)中对中国数学史进行了全面的介绍。有一些中国的古典算书已经有日、英、法、俄、德等文字的译本。在英、美、日、俄、法、比利时等国都有人直接利用中国古典文献进行中国数学史的研究以及和其他国家和地区数学史的比较研究。
