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六年级数学优秀论文范文200

发布时间:2023-12-10 21:57

六年级数学优秀论文范文200

“数学小论文”是让学生以 日记 的形式描述他们发现的数学问题及其解决,是学生数学学习经历的一种书面写作记录。下面是我整理的关于小学六年级的数学小论文,供大家参阅,希望对你的学习有帮助!

小学 六年级数学 小论文

“数学来源于生活,也服务于生活。”数学,经常从人们身边走过,生活中人们都离不开它,它为人们的生活作出了巨大的贡献。在我们的班级中经常要使用到数学,例如算单元平均分、统计校园电费……等等数不胜数,和我们的生活息息相关。

有一次,我和爸爸妈妈去购物,买过年吃的糖。超市里糖的花样可多了,有脆皮糖15.80元一斤,牛皮糖10.50元一斤,牛奶糖8.00元一斤,酥酥糖23.9元一斤,巧克力糖21.9元一斤……但主要分为散称和包装。爸爸妈妈问我:“儿子,你希望买什么糖呢?”我望着玲琅满目的“糖果世界”,不知如何抉择是好,但我自幼喜好巧克力,所以我就选了巧克力糖。这时妈妈又给我出题了,他说:“那儿子,你说我们是买散称的呢,还是买包装的呢?”这我就摸不着头脑了,立即心算起来:散称的巧克力糖21.9元一斤,包装的则58.9一盒。散称的巧克力糖一包才10克,包装的巧克力糖一盒就有1000克呢!不过,单单看重量还不能决出胜负,就让我仔细算算——其实算这个并不难,直接用1000克=1千克 1千克=2斤 58.9÷2=29.45(元) 29.45元>21.9元 所以散称比包装更划算!我高兴的把我得出的结果告诉妈妈,妈妈高兴的点了点头,夸我爱动脑筋,因此我也就成为了妈妈的"小会计"。

在生活中,各式各样的事情都能从一个普普通通毫不起眼的小事变成一个个生动的数学题。我们常做的应用题,就是在生活中取材,再稍加改编而成的题目。这不,我又在做数学题时发现了一道趣题:

大河上有一座东西向横跨江面的桥,人通过需要五分钟。桥中间有一个 亭子。亭子里有一个看守者,他每隔三分钟出来一次。看到有人通过,就叫 他回去,不准通过。有一个从东向西过桥的聪明人,想了一个巧妙的办法, 终于通过了大桥。

我初看这道题,一点头绪也没有,难不成坐船过去?这是不可能的。难道走了一会往回走?唉,这好像行得通……

我经过反复的计算,先想到了走到2分59秒的时候把头转回去,看守的人就会让我往回走,这样不就过去了吗?后来又想了一会,得出只要在走了2分30秒至2分59秒的时候往回走(最好不要到2分59秒的时候走,因为可能你还没转过头来,看守的人就发现了。),就可以成功过桥。

大家肯定都会说这么容易的题谁都会做,我拿出来吹嘘什么?不,这样子你就错了,我并没有在炫耀自己,我是在告诉大家数学在于联系生活思考,在于全心全意去领悟,而不是拿着别人的成果炫耀。

小学数学论文可以怎么写

数学小论文通过学生对生活中数学问题的观察和发现,引起学生的好奇心和求知欲,使学生体会到数学贴近他们的生活,从而对数学产生亲切感,激发起他们学习数学的热情和兴趣;通过引导学生对课堂中学习的数学知识进行实践运用,让学生感受到数学的实用性,提高数学学习的实效;通过探究趣味题和智慧题,开拓学生的视野,培养学生思维的灵活性和深刻性。现结合笔者的教学实际谈谈数学小论文的几种具体写法。

1.一道数学题的解答。主要是学生对某一道有挑战性的题目简便的或与众不同的解法(包括一题多解)。例如,书后的思考题,奥数题,教师或家长布置的智慧题,数学刊物上的挑战题,平时自己在做题时遇到的有一定难度的题目等。学生通过对这些问题的解决,不但发展了思维,而且体验到一种强烈的成就感,这对他以后数学的学习将是一个巨大的动力。

2.用数学的眼光去分析现实问题。主要指学生用数学的眼光去观察、计算、分析现实问题,获得一种理性的思考。比如,有学生写道:如果每人每天节约1克水,那全国13亿人口每天可以节约1300吨水,发出了“人人节约一滴水,沙漠也能变绿洲”的感慨!还有学生写道:如果每个去银行储蓄的人每次都能为“希望工程”捐1角钱的话,全国那么多储蓄点捐到的钱可以资助多少贫困学生实现上学的梦想呀!学生能从这些角度通过数学的计算去思考社会意义,它的价值就能远远超过数学研究本身。

3.生活中的数学问题。主要用来记录学生在生活中遇到的感兴趣并有亲身体验的有关数学的情境记录。写这种数学小论文的题材特别多,比如,有学生写到了人民币为什么只有1元、2元、5元而没有3元、4元、6元、7元、8元、9元的;再如,有学生写到了他家住的楼房每层有24级楼梯,那么他从1楼到5楼要爬多少级楼梯。这些都是生活中每天要经历的很平常的事,但学生一旦用数学的眼光来观察和思考这些看似平常的生活问题,就在数学和生活之间架起了一座桥梁,能够感受到生活中处处有数学。

4.课堂上的数学问题。主要指学生在课堂数学学习过程中自己的一些思考和发现。这对学生数学学习非常有帮助,比如,有个学生在学习画三角形的高时,发现书上介绍了锐角三角形和直角三角形的三条高,而钝角三角形只介绍了一条高。她在课后通过自己的思考和尝试,画出了钝角三角形的另外两条高,在得到老师的肯定后,欣喜万分,连忙写下了《我发现了钝角三角形的另外两条高》这篇数学小论文。

5.数学实践活动中遇到的问题。主要指学生通过自己亲自动手实践,在实践活动的过程中产生的疑惑、获得的启示和得到的结论等。比如,有个学生在教师还没有上实践活动课“可能性”之前,自己看书并根据书上的内容用红、蓝铅笔去摸,自己动手去探索并验证规律,事后写了一篇 心得体会 ,写出了她在动手实践过程中的想法和体会,让她觉得其乐无穷。

6.数学童话。主要指学生发挥丰富的 想象力 ,用童话的形式(其中包含着数学论述)来记录看到的数学世界。这是语文学科和数学学科一种很好的整合,那种独特的视角,生动的语言描述,让教师耳目一新。

小学数学论文范文精选

教育 教学的最终目的就是实现课堂教学的有效性,培养学生的综合能力。小学数学学科是小学阶段的基础学科,学好小学数学对于学生的发展具有至关重要的作用。下面是我为大家整理的小学数学论文,供大家参考。

摘要:回归生活的小学数学启蒙教育为小学生提供一个极其有效的教育途径,当学生在生活中发现疑问之时,便可以运用自己已经掌握的数学知识与概念来解除生活中的疑难,数学便随之而出现。因此,数学教师要引领学生于生活中去发现、去感受、去运用数学。

关键词:小学数学;启蒙教育;回归生活

一、引领学生于生活中去发现数学

我们这个生活大环境中,处处留有数学的身影,身边多彩的事物都可为我们提供所需的数学信息。例如,背书包回家途中会发现车、行人、植物、建筑的数量信息,在教室中学生会发现桌、椅、黑板、同学的数量信息。这些信息就在我们的身边,只要我们老师注意去引导学生,让他们亲身去体验、去观察,就会让学生得到锻炼,他们的注意力、观察力及 记忆力 都将得到非常有效的锻炼。学生在锻炼的同时,也就切切实实地寻找到他们自己身边实实在在的数学,这就会使学生对身边的数学产生学习兴趣,真正地体验到学习数学的乐趣所在。

二、引领学生于生活中去感受数学

引领学生去建立数学的概念,让学生从另外的一个角度,从不同的出发点去观察、描述身边的事物。因为生活是万象的、多彩的,数学也是同样的,并是具体而抽象的。例如,数字1可以指新的一天,又可以指一间房、一朵花、一道题。数学自身就没有较具体的实际意义,可是当他与其他事物相互结合,就会有较为全新的意义。在学生的眼中,他们目睹的生活中的事物如房子、鲜花、汽车等等,当变为数学概念之时,就成了3间房子、4朵鲜花、5辆汽车,生活中较为常见的事物就有了新的意义,学生观察周围世界的角度或方式都将发生改变,数学就会随之而进入学生的大脑之中,成了学生观察与动脑思考的主要方式,使小学生在生活中充分感受数学的存在。

三、引领学生于生活中去运用数学

当我们的学生如能将较为抽象的数学概念与他们身边的事物结合在一起,进行有意的观察,许多数学问题就会呈现在学生的面前。例如,怎样在公路两旁安装路灯、在路旁植树、给教室的墙壁进行粉刷等等。这时,我们教师就要引导学生利用数学概念进行分析、理解,进行简单的实际运用,去解决简单的问题。同时,数学概念也能随之而定下来,让我们的学生完全有能力独立去解决这些实际问题,在应用数学概念及其简单运算解决学生自己所面临的问题时,真正的数学便产生了。所以,数学来源于生活,产生于生活,数学的产生总是伴随着解决问题而产生,这是学习过程中一件较为美好的事情。数学的规律不是以人们的意志为转移的,我们的发现规律便是自身的一个个体验。

教育部门倡导的新课标的实施,使小学学校教育的方方面面都有了很多的变化。这次改革给学校的教学带来了曙光,像是一盏指路灯,让教育有了方向和目标。数学教学从中得到了许多启发,最重要的是使其教学方法有了很大的转变。小学数学在小学教育阶段是一门任务很重的学科,而且也是教授起来有一定难度的学科。因为数学语言很抽象,没有感情色彩,而小学阶段的学生还不具备深层理解的能力,学习起来很容易没有热情。新课标的颁布,让教师得到了很多适合学生自主学习的方法,这也给他们提供了一个新的体验。

一、开展以学生为主的课堂教学,采用分组教学

新课标背景下的课堂教学,教师首先应该改变的是旧式的教学思想,努力培养学生学习的主动性,这是改变教学方法的基础和根本。课堂上,教师应当扮演的是协助学生进行主动学习的“伙伴”,而不是学习的监督人,给予学生更多主动学习的信心。比如,在进行小学数学教学时,教师应当与学生一同进入和感受数学的神奇,而不是当一个旁观者,让他们主动地去学习,成为课堂的小主人。从教学方法角度来看,分组教学是一种十分实用、简单的教学方法,在小学数学教学中,可以组织学生自愿结成一个小团队,以此为单位来参加教学活动。教师运用提问答题的形式,将学生分成若干小组,选择几个关于本节课相关的问题,让学生进行讨论。在讨论的过程中,学生可以整合大家的想法来对知识有一个更深的理解,帮助学生学会合作学习。通过别人的意见,打开自己的未知一面,促使学生能够多面发展。

二、加强师生合作交流,增强课堂的和谐氛围

上面说到开展小组合作的讨论形式,增进学生相互交流,在小学数学的教学中,师生之间的交流也同样重要,融洽的师生交流可以解除学生的焦虑情绪,让他们在遇到学习困难时轻而易举地解决问题。虽然在课堂中教师不再是主导者,但是教师仍然是课堂活动的重要参与人,是学生自主学习的最佳助手。在学生小组讨论的时候,教师也可以加入其中,抛掉原有身份,把自己当成学生的朋友,走进他们的世界,才能帮助自己了解学生的真实想法。教师在互动中应当鼓励学生勇于表达自己的想法,不要因为不确定或是被取笑,而将自己隔离在活动外。教师多与学生互动,建立友好的关系,为课堂的和谐气氛构建打下良好的基础,学生只有在和谐的氛围里才能没有压力地学习,能够快乐地学习。

三、要看到学生的多面特质,对学生进行积极评价

人的发展是分阶段的,每个人的发展都不相同。教师要能够认清这一点,不能要求每一个人都达到完美,要试着看到学生的不同特质,在尊重学生个性发展的基础上,采用更加灵活的教学方法,才能真正提升教学效果,与此同时,学生如果能够得到教师的肯定,对增加他们的自信心有很大的帮助。在日常的教学中,通过一些有针对性的教学活动,多发现学生的不同面,真正实现因材施教。比如,当教师发现有的学生对画图很有感觉,说明这些学生的 想象力 强于他人;有的学生对算数题特别在行,能够很准确地得出答案,而且比别的学生计算快;有的学生对应用题擅长,说明他很有逻辑头脑。对于学生自己擅长的一面,教师要给予积极正面的评价,学生得到教师的肯定,能增加学习数学的动力,自信心也会得到提升。

四、开展实践教学,促使学生数学思维的发展

小学数学的教学课堂可以带入到生活当中,换句话说,学校教育要同实际生活相结合,很多数学的定理都是在生活实践中获得的。有一个很著名的从生活实践中找到解决方法的 故事 。 传说 有一个国王召见阿基米德,让他来鉴定金子的纯度,苦想多日也找不到解决方法,在他洗澡时,发现身体进入水盆里的水位高于身体未进入时的水位。他联想到可以把东西放到水里,通过计算溢出的水得到答案,从这个生活实践中得到了检验金子真假的方法,不仅完成了任务,还得到了伟大的发现。所以,小学数学教师可以适当地给学生布置一些动手的作业,增强数学学习的实践性,而不只是学习抽象的数学课本文字。比如,安排一个帮助家长购买盐的课外作业,规定一定的数量,让学生计算需要花费的金额。或是收集家里的水电收费存单,根据金额算出家里使用水电的情况,还能够算出一年的用电用水数量。通过家庭生活中的一些点滴事情,培养学生数学思维的发展。

五、运用先进技术教学,提高教学效率

在数学课堂中,教师可以运用多媒体技术进行教学活动,以前的教学工具,像挂图、卡片都是静态的,对数学教学起不到太大的作用。但是教师通过运用多媒体软件制作设计,可以给学生带来有声音有动画的学习体验,能将枯燥的数学课堂变得有活力。这种氛围的营造下,学生能够自主去学习知识,教师也能高质量地轻松地完成授课任务。在认识三角形这节课时,教师可以事先搜集一些三角形形状的多样图形,像道路两边上车辆提示牌、一些房屋的屋顶、埃及的金字塔等,通过大家熟悉的一些事物形状,再加上多媒体动画的设计来认识和学习三角形。教师有效地应用先进技术能够帮助自己的教学,让学生快乐地学习,教师轻松地教授。综上所述,教师仅有教学和学科专业知识是不够的,更要有适合让学习者接受知识的教学方法。最可怕的是教师空有学识却不能传授给学生,某种意义上讲,这也就不能称之为教师了。新课标下,教师要摒弃以前的落后教学方法,学习其他优秀的教师的教学 经验 ,再结合自己班级学生的特点,适当地运用多媒体教学,得到属于自己的一套教学方法。教师要跟着发展的要求一起向前进步,这样才能把我国的学校教育做得更加优秀,学生们学到真的本领。

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小学6年级数学论文范文(自己写的)

数学发展史

此书记录了世界初等数学的发展与变迁。可大体分为“数的出现”、“数字与符号的起源与发展”、“分数”、“代数与方程”、“几何”、“数论”与“名著录”七大项,跨度千万年。可让读者了解数学的光辉历史与发展。是将历史与数学结合出的趣味百科读物。

数的出现

一、数的概念出现

人对于“数”的概念是与身俱来的。从原始人开始,人就能分出一与二与三的区别,从而,就有了对数的认识。而为了表示数,原始人就创造并使用了一种古老却笨拙且不太实用的方法——结绳计数。通过在绳子上打结来表示所指物体的数量,而为了辨认数量,也就出现了数数这一重要的方法。这一方法如今看来十分笨拙,但却是人对数学的认识由零到一的关键一步。从这笨拙的一步人们也意识到:对数学的阐述必须要尽量得简洁清楚。这是一个从那时开始便影响至今的人类第一个数学方面的认识,这也是人类为了解数学而迈出的关键性一步。

数字与符号的起源与发展

一、数的出现

很快,人类就又迈出了一大步。随着文字的出现,最原始的数字就出现了。且更令人高兴的是,人们将自己的认识代入了设计之中,他们想到了“以一个大的代替多个小的”这种方法来设计,而在字符表示之中,就是“进位制”。在众多的数码之中,有古巴比仑的二十进制数码、古罗马字符,但一直流传至今的,世界通用的阿拉伯数字。它们告诉了我们:简洁的,就是最好的。
而现在,又出现了“二进制数”、“三进制数”等低位进制数,有时人们会认为它们有些过度的“简洁”,使数据会过多得长,而不便书写,且熟悉了十进制的阿拉伯数字后,改变进制的换算也十分麻烦。其实,人是高等动物 ,理解能力强,从古至今都以十为整,所以习惯了十进制。可是,不是所有的东西都有智商,而且不可能智商高到能明显区分1-10,却能通过明显相反的方式表达两个数码。于是,人类创造了“二进制数”,不过它们不便书写,只适用于计算机和某些智能机器。但不可否认的是,它又创造了一种新的数码表示方法。

二、符号的出现

加减乘除〈+、-、×(·)、÷(∶)〉等数学符号是我们每一个人最熟悉的符号,因为不光在数学学习中离不开它们,几乎每天的日常的生活也离不开它们。别看它们这么简
单,直到17世纪中叶才全部形成。
法国数学家许凯在1484年写成的《算术三篇》中,使用了一些编写符号,如用D表示加法,用M表示减法。这两个符号最早出现在德国数学家维德曼写的《商业速算法》中,他用“+”表示超过,用“-”表示不足。

1、加号(+)和减号(-)

加减号“+”,“-”,1489年德国数学家魏德曼在他的著作中首先使用了这两个符号,但正式为大家公认是从1514年荷兰数学家荷伊克开始。到1514年,荷兰的赫克首次用“+”表示加法,用“-”表示减法。1544年,德国数学家施蒂费尔在《整数算术》中正式用“+”和“-”表示加减,这两个符号逐渐被公认为真正的算术符号,广泛采用。

2、乘号(×、·)

乘号“×”,英国数学家奥屈特于1631年提出用“×”表示相乘。英国数学家奥特雷德于1631年出版的《数学之钥》中引入这种记法。据说是由加法符号+变动而来,因为乘法运算是从相同数的连加运算发展而来的。另一乘号“·”是数学家赫锐奥特首创的。后来,莱布尼兹认为“×”容易与“X”相混淆,建议用“·”表示乘号,这样,“·”也得到了承认。

3、除号(÷)

除法除号“÷”,最初这个符号是作为减号在欧洲大陆流行,奥屈特用“:”表示除或比.也有人用分数线表示比,后来有人把二者结合起来就变成了“÷”。瑞士的数学家拉哈的著作中正式把“÷”作为除号。符号“÷”是英国的瓦里斯最初使用的,后来在英国得到了推广。除的本意是分,符号“÷”的中间的横线把上、下两部分分开,形象地表示了“分”。
至此,四则运算符号齐备了,当时还远未达到被各国普遍采用的程度。

4、等号(=)

等号“=”,最初是1540年由英国牛津大学教授瑞柯德开始使用。1591年法国数学家韦达在其著作中大量使用后,才逐渐为人们所接受。

分数

一、分数的产生与定义

人类历史上最早产生的数是自然数(正整数),以后在度量和均分时往往不能正好得到整数的结果,这样就产生了分数。
一个物体,一个图形,一个计量单位,都可看作单位“1”。把单位“1”平均分成几份,表示这样一份或几份的数叫做分数。在分数里,表示把单位“1”平均分成多少份的叫做分母,表示有这样多少份的叫做分子;其中的一份叫做分数单位。
分子,分母同时乘或除以一个相同的数〔0除外〕,分数的大小不变.这就是分数的基本性质.
分数一般包括:真分数,假分数,带分数.
真分数小于1.
假分数大于1,或者等于1.
带分数大于1而又是最简分数.带分数是由一个整数和一个真分数组成的。
注意 :
①分母和分子中不能有0,否则无意义。
②分数中的分子或分母不能出现无理数(如2的平方根),否则就不是分数。
③一个最简分数的分母中只有2和5两个质因数就能化成有限小数;如果最简分数的分母中只含有2和5以外的质因数那么就能化成纯循环小数;如果最简分数的分母中既含有2或5两个质因数也含有2和5以外的质因数那么就能化成混循环小数。(注:如果不是一个最简分数就要先化成最简分数再判断;分母是2或5的最简分数一定能化成有限小数,分母是其他质数的最简分数一定能化成纯循环小数)

二、分数的历史与演变

分数在我们中国很早就有了,最初分数的表现形式跟现在不一样。后来,印度出现了和我国相似的分数表示法。再往后,阿拉伯人发明了分数线,分数的表示法就成为现在这样了。
在历史上,分数几乎与自然数一样古老。早在人类文化发明的初期,由于进行测量和均分的需要,引入并使用了分数。
在许多民族的古代文献中都有关于分数的记载和各种不同的分数制度。早在公元前2100多年,古代巴比伦人(现处伊拉克一带)就使用了分母是60的分数。
公元前1850年左右的埃及算学文献中,也开始使用分数。
200多年前,瑞士数学家欧拉,在《通用算术》一书中说,要想把7米长的一根绳子分成三等份是不可能的,因为找不到一个合适的数来表示它.如果我们把它分成三等份,每份是3/7 米.像3/7 就是一种新的数,我们把它叫做分数.
为什么叫它分数呢?分数这个名称直观而生动地表示这种数的特征.例如,一只西瓜四个人平均分,不把它分成相等的四块行吗?从这个例子就可以看出,分数是度量和数学本身的需要——除法运算的需要而产生的.
最早使用分数的国家是中国.我国春秋时代(公元前770年~前476年)的《左传》中,规定了诸侯的都城大小:最大不可超过周文王国都的三分之一,中等的不可超过五分之一,小的不可超过九分之一。秦始皇时代的历法规定:一年的天数为三百六十五又四分之一。这说明:分数在我国很早就出现了,并且用于社会生产和生活。
《九章算术》是我国1800多年前的一本数学专著,其中第一章《方田》里就讲了分数四则算法.
在古代,中国使用分数比其他国家要早出一千多年.所以说中国有着悠久的历史,灿烂的文化 。

几何

一、公式

1、平面图形

正方形: S=a² C=4a
三角形: S=ah/2 a=2S/h h=2S/a
平行四边形:S=ah a=S/h h=S/a
梯形: S=(a+b)h/2 h=2S/(a+b) a=2S/h-b b=2S/h-a
圆形: S=∏r² C=2r∏=∏d r=d/2=C/∏/2r²=S/∏ d=C/∏
半圆: S=∏r²/2 C=∏r+d=5.14r

顶点数+面数-块数=1

2、立体图形

正方体: V=a³=S底·a S表=6a² S底=a² S侧=4a² 棱长和=12a
长方体: V=abh=S底·h S表=2(ab+ac+bc) S侧=2(a+b)h 棱长和=4(a+b+h)
圆柱: V=∏r²h S表=2∏r²+∏r²h=S底(h+2) S侧=∏r²h S底=∏r²
其它柱体:V=S底h
锥体: V=V柱体/3
球: V=4/3∏r³ S表=4∏r²

顶点数+面数-棱数=2

数论

一、数论概述

人类从学会计数开始就一直和自然数打交道了,后来由于实践的需要,数的概念进一步扩充,自然数被叫做正整数,而把它们的相反数叫做负整数,介于正整数和负整数中间的中性数叫做0。它们合起来叫做整数。(现在,自然数的概念有了改变,包括正整数和0)
对于整数可以施行加、减、乘、除四种运算,叫做四则运算。其中加法、减法和乘法这三种运算,在整数范围内可以毫无阻碍地进行。也就是说,任意两个或两个以上的整数相加、相减、相乘的时候,它们的和、差、积仍然是一个整数。但整数之间的除法在整数范围内并不一定能够无阻碍地进行。
人们在对整数进行运算的应用和研究中,逐步熟悉了整数的特性。比如,整数可分为两大类—奇数和偶数(通常被称为单数、双数)等。利用整数的一些基本性质,可以进一步探索许多有趣和复杂的数学规律,正是这些特性的魅力,吸引了古往今来许多的数学家不断地研究和探索。
数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。

二、数论的发展简况

自古以来,数学家对于整数性质的研究一直十分重视,但是直到十九世纪,这些研究成果还只是孤立地记载在各个时期的算术著作中,也就是说还没有形成完整统一的学科。
自我国古代,许多著名的数学著作中都关于数论内容的论述,比如求最大公约数、勾股数组、某些不定方程整数解的问题等等。在国外,古希腊时代的数学家对于数论中一个最基本的问题——整除性问题就有系统的研究,关于质数、和数、约数、倍数等一系列概念也已经被提出来应用了。后来的各个时代的数学家也都对整数性质的研究做出过重大的贡献,使数论的基本理论逐步得到完善。
在整数性质的研究中,人们发现质数是构成正整数的基本“材料”,要深入研究整数的性质就必须研究质数的性质。因此关于质数性质的有关问题,一直受到数学家的关注。
到了十八世纪末,历代数学家积累的关于整数性质零散的知识已经十分丰富了,把它们整理加工成为一门系统的学科的条件已经完全成熟了。德国数学家高斯集中前人的大成,写了一本书叫做《算术探讨》,1800年寄给了法国科学院,但是法国科学院拒绝了高斯的这部杰作,高斯只好在1801年自己发表了这部著作。这部书开始了现代数论的新纪元。
在《算术探讨》中,高斯把过去研究整数性质所用的符号标准化了,把当时现存的定理系统化并进行了推广,把要研究的问题和意志的方法进行了分类,还引进了新的方法。
由于近代计算机科学和应用数学的发展,数论得到了广泛的应用。比如在计算方法、代数编码、组合论等方面都广泛使用了初等数论范围内的许多研究成果;又文献报道,现在有些国家应用“孙子定理”来进行测距,用原根和指数来计算离散傅立叶变换等。此外,数论的许多比较深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速变换等方面得到了应用。特别是现在由于计算机的发展,用离散量的计算去逼近连续量而达到所要求的精度已成为可能。

三、数论的分类

初等数论
意指使用不超过高中程度的初等代数处理的数论问题,最主要的工具包括整数的整除性与同余。重要的结论包括中国剩余定理、费马小定理、二次互逆律等等。
解析数论
借助微积分及复分析的技术来研究关于整数的问题,主要又可以分为积性数论与加性数论两类。积性数论藉由研究积性生成函数的性质来探讨质数分布的问题,其中质数定理与狄利克雷定理为这个领域中最著名的古典成果。加性数论则是研究整数的加法分解之可能性与表示的问题,华林问题是该领域最著名的课题。此外例如筛法、圆法等等都是属于这个范畴的重要议题。我国数学家陈景润在解决“哥德巴赫猜想”问题中使用的是解析数论中的筛法。
代数数论
是把整数的概念推广到代数整数的一个分支。关于代数整数的研究,主要的研究目标是为了更一般地解决不定方程的问题,而为了达到此目的,这个领域与代数几何之间的关联尤其紧密。建立了素整数、可除性等概念。
几何数论
是由德国数学家、物理学家闵可夫斯基等人开创和奠基的。主要在于透过几何观点研究整数(在此即格子点)的分布情形。几何数论研究的基本对象是“空间格网”。在给定的直角坐标系上,坐标全是整数的点,叫做整点;全部整点构成的组就叫做空间格网。空间格网对几何学和结晶学有着重大的意义。最著名的定理为Minkowski 定理。由于几何数论涉及的问题比较复杂,必须具有相当的数学基础才能深入研究。
计算数论
借助电脑的算法帮助数论的问题,例如素数测试和因数分解等和密码学息息相关的话题。
超越数论
研究数的超越性,其中对于欧拉常数与特定的 Zeta 函数值之研究尤其令人感到兴趣。
组合数论
利用组合和机率的技巧,非构造性地证明某些无法用初等方式处理的复杂结论。这是由艾狄胥开创的思路。

四、皇冠上的明珠

数论在数学中的地位是独特的,高斯曾经说过“数学是科学的皇后,数论是数学中的皇冠”。因此,数学家都喜欢把数论中一些悬而未决的疑难问题,叫做“皇冠上的明珠”,以鼓励人们去“摘取”。
简要列出几颗“明珠”:费尔马大定理、孪生素数问题、歌德巴赫猜想、角谷猜想、圆内整点问题、完全数问题……

五、中国人的成绩

在我国近代,数论也是发展最早的数学分支之一。从二十世纪三十年代开始,在解析数论、刁藩都方程、一致分布等方面都有过重要的贡献,出现了华罗庚、闵嗣鹤、柯召等第一流的数论专家。其中华罗庚教授在三角和估值、堆砌素数论方面的研究是享有盛名的。1949年以后,数论的研究的得到了更大的发展。特别是在“筛法”和“歌德巴赫猜想”方面的研究,已取得世界领先的优秀成绩。 特别是陈景润在1966年证明“歌德巴赫猜想”的“一个大偶数可以表示为一个素数和一个不超过两个素数的乘积之和”以后,在国际数学引起了强烈的反响,盛赞陈景润的论文是解析数学的名作,是筛法的光辉顶点。至今,这仍是“歌德巴赫猜想”的最好结果。

名著录

《几何原本》 欧几里得 约公元前300年
《周髀算经》 作者不详 时间早于公元前一世纪
《九章算术》 作者不详 约公元一世纪
《孙子算经》 作者不详 南北朝时期
《几何学》 笛卡儿 1637年
《自然哲学之数学原理》 牛顿 1687年
《无穷分析引论》 欧拉 1748年
《微分学》 欧拉 1755年
《积分学》(共三卷) 欧拉 1768-1770年
《算术探究》 高斯 1801年
《堆垒素数论》 华罗庚 1940年左右

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