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出版时间:2018-07-13

出版社:高等教育出版社

以下为《数形结合与数学模型——高中数学教学中的核心问题》的配套数字资源,这些资源在您购买图书后将免费附送给您:
  • 高等教育出版社
  • 9787040497533
  • 1版
  • 203713
  • 44258493-4
  • 平装
  • 异16开
  • 2018-07-13
  • 350
  • 352
  • 理学
  • 数学
  • 数学
  • 本科 高职 五年制高职 高职本科(应用型本科) 中职
作者简介

史宁中,东北师范大学前校长,党委常委,教授,博士生导师。第十、十一届全国人大代表,国务院学科评议组成员,中国教育学会副会长,教育部第五届科技委数理学部委员,第二届高等学校理科数学与力学指导委员会概率论与数理统计教学指导组召集人。义务教育和普通高中数学课程标准研制组组长。

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内容简介

本书以“数形结合”和“数学模型”的主线贯穿了高中数学教学中的核心问题,共30个问题和30个话题。“问题篇”阐述了高中数学内容的本质及其所蕴含的数学思想;“话题篇”侧重数学知识的拓展、数学内容产生的背景、数学内容之间的关联,并用较大篇幅介绍了高中数学课程标准所要求的数学模型。

本书充分体现高中数学课程标准的基本理念,有助于读者理解内容的数学本质、感悟内容的数学思想。可以作为高中数学教师校本研修的教材或参考书,为高中数学教学、大学数学教学、数学教学研究提供参考。

目录

 前辅文
 问题篇
  第一部分 函数与导数
   问题1 集合的本质是什么?
    数量与数量关系的抽象/数学的基本语言/从数量到数字/从数字到字母/从字母到集合/集合的定义是形式化的/集合是由元素唯一确定的
   问题2 为什么要用对应关系重新定义函数?
    初中阶段函数定义至少存在两个不确切/如何把握函数的形式/如何研究函数的性质/用对应关系定义函数/对应关系定义函数需要注意的问题
   问题3 如何理解指数函数和对数函数?
    指数函数最初的含义就是一个数自乘的表达/等比数列通项/从离散到连续的演变/对数函数与指数函数互为反函数/对数函数源于现实计算的需要/常用对数
   问题4 为什么要借助单位圆重新定义三角函数?
    三角函数源于三角形边角关系的表达/勾股定理与余弦定理的关系/作为函数形式的三角函数/弧度制的核心是用实数刻画角的大小/三角函数的周期性非常重要
   问题5 如何认识极限?
    极限是一种运算/从有限到无限、从平直到弯曲/通过自然对数理解极限/用数学语言表达极限运算/数列极限收敛的充要条件
   问题6 如何理解函数的连续性?
    连续性是函数的一种分类标准/连续性是函数可以求导数的必要条件/实数具有连续性/函数连续性的直观表达/函数连续性的形式表达/利用离散表述连续
   问题7 如何理解导数?
    导数的核心是极限运算/用导数表示运动物体的瞬时速度/用静态计算刻画动态过程的瞬间/用导数表示曲线上某一点的切线/用割线斜率的极限刻画切线的斜率
   问题8 为什么通过导数可以研究函数的性质?
    导函数与原函数自变量相同/用线性函数表示函数的微小变化/导数是线性函数的斜率/用导数判断函数的单调性/用导数判断函数的极值点/用导数判断函数的周期性
   问题9 为什么说牛顿-莱布尼茨公式非常重要?
    积分是连续曲线下的面积,是“以直代曲”的典范/积分与微分之间的逻辑桥梁/积分与微分之间的逻辑关系/数学对称之美/积分与导数之间的互逆
   问题10 为什么实数可以比较大小,而复数却不能比较大小?
    自然数是对数量的抽象/自然数大小关系源于数量多少关系/三歧性定理表示自然数的大小关系具有传递性/实数的大小关系/复数不能比较大小
  第二部分 几何与代数
   问题11 如何用几何的方法研究代数?
    算术符号是文字化的图形/几何图形则是图像化的公式/线段的加减/垂线与平行线/线段的乘除/线段的平方根/古希腊学者欢欣鼓舞
   问题12 什么是不可作图问题?
    有些问题用尺规作图是不能解决的/尺规作图可能实施的范围是代数数/不能三等分角/阿基米德的设想/不能三等分60°角/不能化圆为方
   问题13 如何理解向量?如何用向量的投影表示物体受力?
    向量的概念来自物理学/力的平行四边形法则/向量的几何表达与运算/向量的代数表达与运算/向量的投影与物体的受力状况
   问题14 如何理解向量的数量积与矢量积?
    向量的数量积/向量数量积的几何意义/向量的长度/向量的夹角/两点间的距离/数量积与物理学的功/矢量积的数学意义与物理意义
   问题15 如何利用向量刻画线性空间的基本概念?
    向量的线性无关与线性空间的基底/基于基底的向量线性表出构建了向量空间与线性代数之间的桥梁/通过代数的语言确切地表达几何学的基本概念/n维空间的超平面
   问题16 行列式运算是如何规定的?如何用行列式表达方程组的解?
    用行列式判断和表达方程组的解/二维行列式:平行四边形的面积/三维行列式:平行六面体的体积/用行列式表达线性方程组的解,即克莱姆法则
   问题17 矩阵运算是如何规定的?如何用矩阵求线性方程组的解?
    二维向量与二维矩阵/矩阵和行列式/如何规定矩阵运算法则/矩阵乘法不满足交换律/单位矩阵/逆矩阵/正交矩阵/用矩阵表示线性方程组的解
   问题18 线性变换的本质特征是什么?为什么用矩阵可以刻画线性变换?
    刻画图形全等:图形运动与线性变换/两点间距离是刚体变换的不变量/三种变换与刚体变换/平移变换/旋转变换/反射变换
   问题19 如何理解距离?如何理解向量的投影?
    距离的一般定义/距离的三条共性/基于正定矩阵的距离/基于绝对值的距离/基于距离的向量投影/向量投影是向量到子空间的最短距离/投影与样本均值
   问题20 为什么古希腊学者称圆锥曲线为“齐曲线”“亏曲线”“盈曲线”?
    圆锥曲线的定义/三种圆锥曲线的原始定义/亏曲线:椭圆/盈曲线:双曲线,齐曲线:抛物线/圆锥曲线与动点的轨迹
  第三部分 概率与统计
   问题21 如何理解随机事件?如何表达和刻画随机事件的概率?
    随机现象/随机现象的数学特征:一种被称为概率的度量/概率的数学表达:样本空间和随机事件/概率的性质与运算/概率是随机事件的固有属性/自然齐一性原理
   问题22 如何理解条件概率?如何理解随机事件的独立性?
    条件概率的数学表达/条件概率与无条件概率大小的比较:如何理解条件概率中的条件/两个随机事件的独立性/根据定义计算两个独立事件的概率/三个随机事件的独立性
   问题23 什么是随机变量?如何得到随机变量的分布?
    随机变量与函数变量的共性与区别/概率空间/随机事件对应于随机变量的具体取值/构建随机变量的导出空间/随机变量是可测映射/进行度量:得到随机变量的分布函数/建立导出概率空间的必要性
   问题24 什么是离散型随机变量?二项分布是如何得到的?
    离散型随机变量的分布/伯努利模型:只有两个可能结果/随机变量的两重性/二项分布的推导
   问题25 什么是连续型随机变量?正态分布是如何得到的?
    连续型随机变量的分布/密度函数/分布函数/随机误差模型/随机误差正负抵消、和为零/最大似然原理:正态分布的推导
   问题26 统计学与数学的区别是什么?应当如何理解统计学?
    通过数据验证假设、估计概率/统计学与数学的区别/如何理解统计学/描述统计学/推断统计学/统计学的定义
   问题27 为什么不能用频率的极限定义概率?
    用频率极限定义概率的方法与理由/随机变量序列的收敛法则/弱大数定律/强大数定律/依概率1发生并不等价于必然发生/用频率估计概率
   问题28 如何理解估计?如何理解估计的有效性?
    统计空间/参数估计/非参数估计/几个重要的统计数字特征值/参数估计的方法:最大似然估计/非参数估计的方法:矩估计/基于损失函数的估计
   问题29 如何理解检验问题?如何理解列联表的独立性检验?
    判断药物的有效性/统计检验的基本思想/统计检验的一般数学表达/列联表的检验/优比检验/拟合优度检验/皮尔逊卡方检验统计量
    问题30 如何理解线性统计模型?如何理解回归模型?
    线性统计模型中的系数是未知的/线性方程组与随机误差/线性统计模型的参数估计/回归模型/条件均值/正态分布与线性回归模型/皮尔逊相关系数
 话题篇
  话题1 关于集合的故事
  话题2 关于ZF集合论公理体系
  话题3 选择公理的必要与困惑
  话题4 函数定义的演变过程
  话题5 基本初等函数的形式化定义
  话题6 微积分形成过程与极限理论确立
  话题7 实数理论的确立
  话题8 复数、四元数与麦克斯韦方程
  话题9 几何基本概念与几何公理体系
  话题10 再论几何学的思维基础与基本概念
  话题11 罗巴切夫斯基几何及其现实意义
  话题12 黎曼几何及其现实意义
  话题13 经纬线、地图与坐标系
  话题14 极坐标与圆锥曲线的统一表达
  话题15 二次曲线分类、几何变换与不变性质
  话题16 时空模型与几何、时空变换与不变量
  话题17 伽利略是如何得到自由落体方程的
  话题18 开普勒是如何得到行星运动轨迹的
  话题19 牛顿万有引力定律与开普勒定律的关系
  话题20 爱因斯坦狭义相对论和广义相对论
  话题21 投入产出模型:线性方程组解的存在及其意义
  话题22 凯恩斯经济模型:从静态的到动态的
  话题23 人口增长模型:为什么是指数形式?
  话题24 养老金模型:如何思考社会问题
  话题25 环境指数模型:如何表达多样性
  话题26 优化模型:不能两全事物的决策
  话题27 估计的三种优良性准则
  话题28 孟德尔遗传学与统计检验
  话题29 偶然与必然的关系
  话题30 原因与结果的关系