初等代数研究.doc
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1、绪言一、“代数学”的起源及几种历史观点“代数学”的起源公元820年前后时,花剌子模数学家和天文学家穆罕默德伊本穆斯阿里花剌子模的著作Kitab al jabrwal-mugabala,意思是“整理”和“对比”。到14世纪,aljabr演变成了algebra,这就是拉丁文的“代数学”。其中Algoritmi是花拉子模的拉丁译名,现代术语“算法”(Algorithm)即源于此。代数的基础就是脱离了具体数字在一般形态上形式地加以考察的关于算术的学说。代数的课题首要就是字母表示的式的变换和解方程的规则和方法。所以,代数这个名称的起源完全符合这门科学本身的内容。算术初等代数高等代数近世代数。历史观点16
2、世纪后期,视为普遍化的算术;17世纪60年代,各种量的计算理论;18世纪末至19世纪初,代数方程的解法;19世纪至今,研究各种代数结构。二、“代数学”的定义“代数学”的定义初等代数学(或称古典代数学)是更古来的算术的推广和发展;抽象代数学(曾称近世代数学)则是在初等代数学的基础上发生、发展,而于20世纪形成的。“初等代数学”研究数字和文字的代数运算(加法、减法、乘法、除法、乘方、开方)的理论和方法;更确切点说,研究实数或复数和以它们为系数的多项式的代数运算的理论和方法。三、为什么数应专业学生要学习本门课程中学数学教师的历史使命第一章 自然数一、数系的历史发展数学思维对象与实体的分离数的概念的产
3、生和发展人类在朦胧时代就已具有识别事物多寡的能力。在人类开始数数之前,人类是根据物体样子的差别来判断物体是多还是少。从这种原始的“数觉”到抽象的“数”概念的形成,是一个缓慢的、渐进的过程。原始人先是注意到一只羊与许多羊、一头狼与整群狼的区别,逐渐看到一只羊、一头狼、一条鱼之间存在着某种共通的东西,即他们的单位性。数:一定物群所共有的抽象性质。“数”概念的形成可能与火的使用一样古老,大约是在30万年以前。最早是手指计数。十进制、五进制多发于此。石子计数。但计数的石子堆很难长久保存信息。结绳计数、刻痕计数。人类刻痕计数发现的最早证据,是1937年在捷克摩拉维亚出土的幼狼胫骨,其上有55道刻痕。历史
4、途径扩展:*自然数正有理数简单的代数无理数(如等)零(公元650年左右,印度)与负有理数复数严格的实数系。逻辑扩展:自然数整数系有理数系实数系复数系。自然数是人类最早认识的数。我们研究初等代数就从这最基本的对象开始。二、自然数系和0自然数的基数理论和序数理论建立自然数理论的几种方案康托尔以集合论为基础,建立自然数基数理论;皮亚诺以公理法为基础,建立自然数序数理论;罗素等人试图用纯逻辑学为基础,建立自然数理论。自然数的基数理论康托尔简介德国人。1846年3月3日出生于俄国彼得堡。康托尔曾先后就学于苏黎世大学、哥廷根大学、法兰克福大学和柏林大学,主要学习数学、物理、哲学等课程。1867年获得柏林大
5、学的哲学博士学位。康托尔是集合论的创始人。为了将有穷集合的元素个数的概念推广到无穷几何,他以一一对应为原则,提出了集合等价的概念。康托尔在深入研究集合的势这个概念时,引进了基数与序数的理论。定义分别给出现代汉语词典以及小学数学课本中对于自然数的定义:“正整数,即1,2,3,”以及“表示物体个数的一种数”。找出定义自然数的关键:把“物体”、“个数”这两个词形式化物体:集合(具有某种属性的一些对象组成的一个整体)个数:基数(等价集合在数量上所具有的共同特征)在集合论中,若集合A和B的元素之间可以建立一一对应关系,就称集合A和B等价,记作AB。有限集的基数叫做自然数。所有等价于的集合的基数,用符号1
6、表示,类似地, 一切自然数组成的集合,叫做自然数集,记为N顺序。顺序定义如果有限集的基数分别为。那么,当时,说等于,记作;当时,就说小于,记作;当时,就说大于,记作。顺序性质运算运算定义加法定义:设都是有限集。,则的基数为a加上b的和,记作。乘法定义:若个有限集彼此之间没有公共元素,它们的基数都是,则称的基数为a乘以b的积,记作。运算性质自然数的加法满足交换律和结合律。(乘法交换律)。(乘法结合律)(乘法对加法的分配律)自然数的序数理论提出原因基数理论没有很好揭露自然数在顺序上的意义,也没有给出自然数加法、乘法运算的具体方法。定义集合的元素叫做自然数。如果的元素间有一个基本关系“后继”(用“+
7、”表示),并满足(归纳公理)注:归纳公理是数学归纳法的理论依据。顺序顺序定义等于:。小于:顺序性质自然数的顺序关系具有对逆性、传递性和全序性。运算运算定义加法:自然数的加法是一种对应关系“+”,由于它,对任何,有唯一确定的,并且。乘法:自然数的乘法是一种对应关系“”,由于它,对任何,有唯一确定的,并且。减法:设,若存在,使,则称x为a减去b的差,记作,这里a叫做被减数,b叫做减数。求两数差的运算叫做减法。除法:设,若存在,使,则称x为a除以b的商,记作,这里a叫做被除数,b叫做除数。求两数商的运算叫做除法。例1 证明例2 证明运算性质加法的唯一性、结合律、交换律;乘法的唯一性、结合律、交换律。
8、自然数列的离散性:任意两个相邻的自然数与之间不存在自然数,使。阿基米德性:对任意,必有。(右分配律)对任何,总有关于自然数系的几点说明定义了加法和乘法运算的自然数系统也称为算术系统。公理系统的一个基本要求是公理之间的在逻辑上的相容性,也就是说必须保证从公理出发不会推导出两个矛盾的命题。整数的算术运算系统中存在大量的数论难题。自然数和0扩大的自然数集:含0在基数理论中,把空集的基数定义为“零”,在序数理论中把“零”作为1的先行数,这样便构成了扩大的自然数集。“自然数”这一术语首先被罗马学者波伊修斯使用。我国数学教科书中在20世纪90年代之前一直没有把0作为自然数。1993年中华人民共和国国家标准
9、中量和单位311页规定自然数包括0。从集合论的角度看,把0作为自然数比较合理。将这一系列集合所对应的基数看成自然数列数学归纳法数学归纳法的几种形式(第一数学归纳法)设是关于自然数的命题,若在时成立(是任意自然数)成立的假设下可以推出成立。则对一切自然数都成立。证明:设是使命题成立的所有自然数组成的集合,则由;若,则由归纳公理,得证。第一数学归纳法的一种变形(移动起点)设是关于自然数的命题,若在时成立。其中为任何一个具体的自然数。()成立的假设下可以推出成立。则对一切自然数()都成立。第二数学归纳法(串值归纳法)设是关于自然数的命题,若在时成立。假设对于所有适合的自然数成立,则成立。则对一切自然
10、数都成立。第二数学归纳法的一种变形(增多起点)设是关于自然数的命题,若在,时成立。假设真,则真。则对一切自然数都成立。跳跃式归纳法(加大跨度)设是关于自然数的命题,若为真命题。在(是任意自然数)成立的假设下可以推出成立。则对一切自然数都成立。(反向归纳法)设是关于自然数的命题,若有无限多个值使成立。在(是任意自然数)成立的假设下可以推出成立。则对一切自然数都成立。(7) 参变归纳法或二重归纳法在数学归纳法的教学中应注意要使学生弄清数学归纳法与普通形式逻辑中的归纳法的区别。观察归纳证明。归纳法是通过观察、试验、推理或猜测,得出一个关于全体对象的判断,属于归纳。数学归纳法是对给定结论予以证明,属于
11、证明。帮助学生正确理解数学归纳法。数学归纳法中的两个步骤,缺一不可。例如不要(奠基)。证明所有正整数都相等。证:假设时,第个整数等于第个整数,即;两边都加上1,得到,即第个整数等于第个整数所以,时命题也成立。例如不要(递推步骤)法费尔马(16011665)防止“貌合神离”例如,若,且。求证:。错证:当时,命题成立。(反证法) 假设当时,命题成立。即当时,综合、,命题对于不小于2的所有自然数成立。剖析:当时,条件为,其中。所以,不能套用的结论。证明:当时,命题成立。(反证法)例题例1 证明:用票面为3角和5角的邮票可以支付任何角的邮资。分析当时,命题成立。()设时命题成立。角邮资可能是:完全用3
12、角的邮票来支付;至少用一张5角的邮票来支付。在下,3角的邮票至少有3张。把它们换成两张5分的邮票便可支付角的邮票。在下,把一张5角的邮票换成两张3角的邮票便可以支付角的邮票。综合、,命题对于不小于8的所有自然数成立。例2 已知是定义在上,又在上取值的函数,且求证:证法一(串值归纳法)证法二(反向归纳法)2010年特岗教师招聘考试教育理论综合知识试卷(满分:100分)一、单项选择题(本大题共13道小题,每小题1分,共13分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1.为适应科学知识的加速增长和人的持续发展要求而逐渐形成的教育思想和教育制度称为(
13、)。A. 终身教育 B. 普通教育 C. 职业教育 D. 义务教育2.提出“泛智教育思想”,探讨“把一切事物教给一切人类的全部艺术”的教育家是( )。 A. 培根 B. 夸美纽斯 C. 赫尔巴特 D. 赞科夫3.将课程分为基础型课程、拓展型课程、研究型课程,这是( )。A. 从课程制定者或管理制度角度划分的B. 从课程的功能角度划分的C. 从课程的组织核心角度划分的D. 从课程的任务角度划分的4.( )是指根据各级各类学校任务确定的对所培养的人的特殊要求。A. 教育方针 B. 教育目的 C. 教学目标 D. 培养目标5.( )是教师最为常用的研究方法。A. 观察法 B. 访谈法 C. 实验法
14、D. 行动研究法6.( )是指视觉系统分辨最小物体或物体细节的能力。A. 视角 B. 视敏度 C. 视野 D. 明适应7.考察被试个体差异,用于衡量被试相对水平,用于以选拔为目的的测验是( )。A. 常模参照测验 B. 标准参照测验 C. 目标参照测验 D. 团体参照测验8.新课程改革中提出的课程“三维目标”是( )。 A.知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观 B.知识、情感、意志 C.面向世界、面向未来、面向现代化 D.世界观、人生观、价值观9.作为传统教育学派的代表人物,提出了教育的最高目的是道德和性格的完善的教育学者是( )。A. 杜威 B. 卢梭 C. 赫尔巴特 D. 夸美纽斯10
15、. 在构成教育活动的基本要素中,主导性的因素是( )。A. 教育者 B. 受教育者 C. 教育措施 D. 教育内容11. 马克思指出的实现人的全面发展的唯一方法是( )。A. 理论联系实际 B. 教育与社会实践相结合C. 知识分子与工农相结合 D. 教育与生产劳动相结合12. 某学生在研究事物时,容易受他人态度的影响,这位学生的认知方式很可能属于( )。A. 场依存型 B. 场独立型 C. 冲动型 D. 沉思型13. 人们对自己能否成功地从事某一行为的主观判断称为( )。 A. 自我期待感 B. 自我归因感 C. 自我预期感 D. 自我效能感二、填空题(每空1分,共15分,请把答案填在题中横线
16、上)14. 教育是对教育专制性、等级化和特权化的否定。 15. 教育学作为一门课程在大学里讲授,最早始于德国哲学家。16. 对学生是人的属性的理解包含三个基本的观点:学生是主体,学生是具有思想感情的个体,学生具有独特的创造价值。17. 感觉对比是同一感受器接受而使感受性发生变化的现象,分和。18. 自我控制主要表现为个人对自己行为的和,使之达到自我的目标。19. 教育心理学是应用心理学的一种,是的交叉学科。20. 奥苏贝尔指出,一切称之为学校情境中的成就动机,至少包括三方面的内驱力决定成分,其中被看作是学习的最重要和最稳定的动机。21. 课堂气氛作为教学过程中的软情境,通常是指课堂里某种占优势
17、的与的综合表现。三、辨析题(本大题共3道小题,每小题5分,共15分)22. 动机强度越高,越有利于取得成功。23. 智力高者,创造力必定高。24. 人类学习和学生学习之间是一般与特殊的关系。四、名词解释(本大题共5道小题,每小题2分,共10分)25. 教学26. 学校课程27. 有意注意28. 社会抑制29. 学习策略五、简答题(本大题共5道小题,每小题4分,共20分)30. 为什么说学生具有发展的可能性与可塑性?31. 促进学生学习迁移的策略有哪些?32. 简述影响社会知觉的特点。33. 简述韦纳的归因理论。34. 简述桑代克的三条主要的学习律。六、论述题(11分)35.试述小学教育的培养目
18、标。七、教育写作题(16分)36. 先贤苏格拉底有句名言“美德即知识”,后人对此提出质疑“道德可教吗”。请以“道德是否可教”为话题进行写作。文体不限,诗歌除外。2010年特岗教师招聘考试教育理论综合知识试卷参考答案及解析一、单项选择题1.A解析 终身教育主张在每一个人需要的时刻以最好的方式提供必要的知识和技能。终身教育思想成为很多国家教育改革的指导思想。终身教育是为适应科学知识的加速增长和人的持续发展要求而逐渐形成的教育思想和教育制度。2.B解析 在大教学论中,夸美纽斯用一句话概括了他的泛智教育思想,那就是“把一切事物教给一切人类的全部艺术”。3.D解析 (1)从课程制定者或管理制度角度,可分
19、为国家课程、地方课程、学校课程。()从课程任务的角度,可分为基础型课程、拓展型课程、研究型课程。()从课程功能的角度,可分为工具性课程、知识性课程、技能性课程、实践性课程。()从教育阶段的角度,可分为幼儿园课程、小学课程、初中课程、高中课程。()从课程的组织核心角度,可分为学科中心课程、学生中心课程、社会中心课程等。4.D解析 略5.A解析 观察法是教育科学研究最基本、最普遍的方法。观察法是指在自然情境中对人的行为进行有目的、有计划的系统观察和记录,然后对所做记录进行分析,发现被观察者心理活动和发展的规律的方法。6.B解析 视敏度在医学上称为视力,视敏度的大小通常用视角的大小表示。7.A解析
20、被试在常模参照测验中的成绩必须放到所在团体中,以被试在该团体中的相对位置来评估其能力水平,这一团体即为常模团体。8.A解析 新课程改革中提出的课程“三维目标”是:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。9.C解析 赫尔巴特最主要的教育观点是:教育的最高目的是道德和性格的完善。10. A解析 教育者是构成教育活动的基本要素之一,是教育活动的主导因素。11. D解析 马克思主义人的全面发展学说认为:教育与生产劳动相结合是造就全面发展的人的途径和方法。12. A解析 场依存型者的知觉倾向难以摆脱环境因素的影响,从题干可以看出该同学容易受他人态度的影响,很可能就属于场依存型。13. D解析 自我效能
21、感是指个体对自己的能力能否胜任一项任务的判断与评价。二、填空题14. 民主化 15. 康德 16. 能动的 17. 不同刺激同时对比继时对比 18. 监督调节19. 教育学与心理学结合而产生 20. 认知内驱力 21. 态度情感三、辨析题22. 答案要点这种说法是错误的。通常动机强度和工作效率之间的关系不是一种线性关系,而是成倒“U”型曲线关系。即在中等强度动机的情况下,个体的工作效率是最高的,动机的最佳水平随任务性质的不同而不同。在比较容易的任务中,工作效率随动机强度的增强而提高,随着任务难度的增加,较低的动机水平有利于任务的完成。23. 答案要点这种说法是错误的。智力是人们在认识客观事物的
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