2019年5月28日22:02:0821.5K
什么是数学 对思想和方法的基本研究(第三版) 内容简介
《什么是数学:对思想和方法的基本研究(第3版)》是世界知名的数学科普读物,它搜集了许多经典的数学珍品,对整个数学领域中的基本概念与方法,做了精深而生动的阐述。无论是数学专业人士,或是愿意作数学思考者都可以阅读此书。特别对中学数学教师、大学生和高中生,都是一本极好的参考书。
什么是数学 对思想和方法的基本研究(第三版) 目录
第1章 自然数
引言
1 整数的计算
1.算术的规律
2.整数的表示
3.非十进位制中的计算
2 数系的无限性 数学归纳法
1. 数学归纳法原理
2.等差级数
3.等比级数
4.前n项平方和
5.一个重要的不等式
6.二项式定理
7.再谈数学归纳法
第1章补充 数论
引言
1 素数
1.基本事实
2.素数的分布
2 同余
1.一般概念
2.费马定理
3.二次剩余
3 毕达哥拉斯数和费马大定理
4 欧几里得辗转相除法
1.一般理论
2.在算术基本定理上的应用
3.欧拉函数 再谈费马定理
4.连分数 丢番都方程
第2章 数学中的数系
引言
有理数
1. 作为度量工具的有理数
2.数学内部对有理数的需要推广的原则
3.有理数的几何解释
2 不可公度线段 无理数和极限概念
1.引言
2.十进位小数 无限小数
3.极限无穷等比级数
4.有理数和循环小数
5.用区间套给出无理数的一般定义
6.定义无理数的另一个方法戴特金分割
3 解析几何概述
1.基本原理
2.直线方程和曲线方程
4 无限的数学分析
1.基本概念
2.有理数的可数性和连续统的不可数性
3.康托的“基数”
4.反证法
5.有关无限的悖论
6.数学的基础
5 复数
1.复数的起源
2.复数的几何解释
3. 棣莫弗公式和单位根
4.代数基本定理
6 代数数和超越数
1.定义和存在性
2.柳维尔定理和超越数的构造
第2章 补充集合代数
1.一般理论
2.在数理逻辑中的应用
3.在概率论中的一个应用
第3章 几何作图数域的代数
引言
第1部分 不可能性的证明和代数
……
第4章 射影几何 公理体系 非欧几里得几何
第5章 拓扑学
第6章 函数和极限
第7章 极大与极小
第8章 微积分
第9章 最新进展
参考书目1
参考书目2(推荐阅读)
跋
什么是数学 对思想和方法的基本研究(第三版) 精彩文摘
柯朗和罗宾关于五色定理的证明(见第270页),是取自开姆玻(Arthur Kempe)的工作。开姆玻是一个律师和业余数学家,他在1879年发表文章,声称证明了四色定理。他用的是数学归纳法(见第15~28页)的另一种形式,即所谓存在“最小正规地图”。其基本思想是,若四色定理不成立,那么必存在着需要五种颜色上色的地图,如果这种“糟糕”地图存在,可以把它们以各种不同方式组成更大的地图,使得所有这些地图也都需要五种颜色上色,由于使“糟糕”地图变大的做法没有任何意义,我们可以,从相反的方向着手,去看最小的“糟糕”地图,称它为最小正规地图。由最小自然数原理(见第26页,它等价于数学归纳法)知,若“糟糕”地图存在,那么最小正规地图一定存在,最小正规地图有如下特性:它需要五种颜色上色,但任何区—域数少于它的地图只需四种颜色上色。证明的做法是,通过揭示上述特性,给出最小正规地图的结构,直到最终说明最小正规地图不可能存在。由于产生了矛盾(见第100页的反证法),四色定理一定成立。
开姆玻的思想是,取一个最小正规地图,然后造一个与它相关、但比它小的地图,由于所取的地图是最小正规的,这较小的图是可以用四种颜色上色的。然后,他试图由此说明原来的图也能用四种颜色上色,具体地说,他的做法是,取一个最小正规地图,然后把某个适当的区域缩小,成一个点,这样得到的地图,区域比原来少,可以用四种颜色上色。如果把缩小的区域恢复回来,再找一种颜色给它上色,同时不改变其他区域的颜色,一般来说,这是不可能的。因为,原来与这个缩小的区域相邻的区域,它们之间可能已经用了四种颜色上色。但是,这个缩小的区域,如果是一个三角形,即它只和三个区域相邻,那就不成问题。如果是一个四边形,用一种现在称为“开姆玻链”的巧妙办法交换颜色,可以改变与它相邻区域的颜色,从而也能解决问题,如果是一个五边形,开姆玻宣称,可以用一种类似的办法处理。并且,他证明了,每一个地图必包含一个区域,它要么是三角形,要么是四边形,要么是五边形,因此,总存在一个合适的区域可以被缩小,再恢复。
1890年,黑伍德(Percy Heawood)发现了开姆玻在处理五边形区域时的一个错误。他认识到,把开姆玻的方法做一些修改可以证明,用五种颜色就足够了,多了一种颜色可以使得缩小的五边形很容易恢复,本书第270页给出的就是这一证明。但,另一方面,人们找不到必须要用五种颜色才能上色的地图。
1922年,富兰克林(Philip Franklin)证明了,任何一个不超过26个区域的地图可以用四种颜色上色,他的方法,以及其可约构形的思想,成为最终证明四色定理的基础。一个构形是指,地图中的一组连接着的区域,以及关于每个区域外边有多少个区域和它相邻的信息,为了看到可约性的意义,考虑缩小和恢复一个三角形的例子,把三角形缩小成一个点,假定缩小后的地图(它比原来少了一个区域)能用、四种颜色上色,那么原来的地图也能用四种颜色上色。这因为三角形只和三个区域相邻,当把这三角形恢复后,可把剩下的第四种颜色给它上色。一般说来,给定一个构形,我们考虑:包含它的任意一个地图,如果只要把这构形缩小后得到的地图能用四种颜色上色,这个地图就也能用四种颜色上色,我们称这样的构形为可约的,类似前面的讨论知,四边形是可约的,开姆玻认为五边形也是可约的,但是他错了。
本文来自抚琴绘长歌投稿,不代表电子书资源网立场,如若转载,请联系原作者获取。