以下是一些关于数学的常识:
基础概念
- 数的分类 :
- 整数:包括正整数、零和负整数,如 -3、-2、-1、0、1、2、3 等。
- 有理数:能表示为两个整数之比的数,包括整数和分数,例如、 等都是有理数。
- 无理数:不能表示为两个整数之比的数,如、 等。
- 实数:有理数和无理数的统称。
- 复数:形如的数,其中和均为实数,为虚数单位,满足 。
- 运算符号及优先级:数学运算中,先算乘方、开方,再算乘除,最后算加减。有括号先算括号里的,从内向外依次计算。例如计算,先算括号内,再算乘方,然后算乘法,最后算加法。
常见数学量
- 平均数:算术平均数是一组数据总和除以数据总个数所得的商,如、、、、 的平均数为;加权算术平均数是在一组同质数据中,各数据与权重乘积的和除以权重之和所得的商。
- 众数:一组数据中出现次数最多的数据,例如、、、、、、 中,众数是。
- 中位数:将一组数据按一定顺序排列后,位于中央位置的数值,若数据个数为奇数,中间的数就是中位数;若数据个数为偶数,中间两个数的平均值为中位数,如、、、、 的中位数是,、、、 的中位数是。
- 标准差:反映一组数据离散程度的指标,标准差小,数据偏离平均数的离散程度小,分布集中;标准差大,数据参差不齐,分布范围广。
- 标准差系数:是标准差与平均值的比值,其数值大小与平均数代表性成反比,即标准差系数大,平均数代表性小。
数学分支
- 代数:研究数学结构和运算规则,包括代数方程、代数式、多项式、函数等,如求解方程 ,的值为。
- 几何:研究空间和形状,有平面几何和立体几何,涉及点、线、面、多边形、圆等概念,像计算三角形面积、长方体体积等。
- 概率与统计:概率用于描述随机事件发生的可能性,统计用于收集、分析和解释数据,如抛硬币正面朝上的概率是。
- 微积分:研究变化和积分,包括导数和积分,用于描述函数的变化率和曲线下的面积,在物理、经济等领域有广泛应用。
- 线性代数:研究向量和线性方程组,包含向量空间、线性变换、矩阵等内容,在计算机科学、物理、经济等领域应用广泛。
- 数论:研究整数性质,如质数、因子分解、同余等,在密码学和计算机科学中有重要应用。
- 数学逻辑:研究推理和证明,包括命题逻辑、谓词逻辑、集合论等,对构建数学证明很重要。
- 图论:研究图和网络结构,包括图的性质、路径、连通性等,在计算机科学、电信和社交网络等领域有广泛应用 。
数学历史
- 中国古代数学成就:
- 春秋时期,算筹计数法已普遍使用。
- 中国是最早使用四舍五入法的国家之一。
- 西汉《周髀算经》介绍勾股定理及应用。
- 东汉《九章算术》记载当时先进的数学运算方法。
- 汉朝《孙子算经》记录 “鸡兔同笼” 问题。
- 魏晋刘徽著《九章算术注》,给出圆周率科学方法。
- 南北朝祖冲之首次将圆周率精确到小数点后七位,相传与子创作《缀术》。
- 元朝李冶的天元术用于研究直角三角形内切圆和旁切圆性质。
- 世界著名数学家:如欧拉,科学史上最多产的数学家之一,有众多以其命名的定理等;牛顿发现二项式定理;毕达哥拉斯发现勾股定理;欧几里德著《几何原本》;笛卡尔是解析几何创始人;莱布尼茨与牛顿同为微积分创建人等。
