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关于黎曼函数论文的题目

发布时间:2024-07-03 13:38:38

关于黎曼函数论文的题目

宇宙能量密度与黎曼ζ函数林文隆国立台湾师范大学物理系e-mail: 摘要宇宙之演化由宇宙能量密度来决定,当我们在计算相对论性粒子之能量密度时,总会伴随著出现黎曼ζ函数,其数值通常由查表得知.如此一来,对黎曼ζ函数并无深入了解且对所得结果较缺乏感觉.事实上宇宙能量密度之推导过程非常适合作为物理系高年级学生及研究生课外自学题材,其中串联著许多数学的方法及概念,包括无穷级数,黎曼ζ函数,傅立叶级数,复变函数,柏努利数,解析数论及混沌理论等.本文浅述其推导过程以供参考.一,前言 今日宇宙之辐射(即相对论性粒子)由 K 之宇宙背景光子及三代 K 之微中子所构成.而处於热平衡状态之早期宇宙除了光子和微中子外尚有大量其他相对论性粒子,由於它们系处於热平衡状态,其能量密度 ρ 可表示成相空间分布函数 之积分(我们采用自然单位,即 )(1)上式中 表粒子自旋之自由度, 为粒子之能量,即 . 分布函数则与粒子之自旋有关,自旋为整数之玻子(例如光子)(2)自旋为半整数之费米子(例如微中子)则(3)对相对论性粒子而言, , 故能量密度 ρ 可简化成(4)上式中玻子用减号,费米子用加号.底下我们首先讨论玻子能量密度如何计算.令(自然单位), , 则 ρ 可改写为(5)查表得方程式(5)中之积分式(6) 故(相对论性玻子) (7) 二,宇宙能量密度与黎曼ζ函数通常我们直接由查表得知 之数值,当我们深入探讨何以方程式(6)之定积分等於 时,将会发现这是一个非常有趣的数学问题.事实上它可表示成一个特殊的无穷级数称之为黎曼函数.首先将方程式(6)之分母展开(8)连续利用部份积分得(9) 故 (10)上式中ζ(4) 系 s = 4 之黎曼ζ函数ζ(s),其定义如下, s >1 (11)上式定义中之无穷级数只有当 s > 1 时方为收敛.其近似值可由无穷级数前几项之和得到,例如由前十项之和即可得到ζ(4)之有效数值至第四位 ζ(4) =….当s为偶数时, ζ(s) 之精确值可利用傅立叶级数求得.以ζ(4)为例,我们首先在 之范围求出 及 之傅立叶级数(12)(13)令 代入 之傅立叶级数即得(14)再用 代入 之傅立叶级数得(15)将ζ(2)值代入得 (16)故 (17)之值亦可由下法快速求得.设函数之傅立叶级数为(18)则 (19)上式在数学中称为帕斯维尔等式 (Parseval's identity), 在物理学则叫做能量定理 (energy theorem),因为其物理意义可解释为一个波之总能量等於其各傅立叶分量能量之和.令 并将其傅立叶级数展开之系数代入帕斯维尔等式得(20)故 (21)三,黎曼ζ函数与白努利函数黎曼ζ函数与白努利函数有密切关联,当 为偶数时, 之值亦可由白努利数求得.白努利函数 及白努利数 之定义如下(22)(23)换言之,白努利数 系 s 等於零时之白努利函数值(24)例如(25)(26)将方程式(23)连续微分得(27)又经由一些简单的运算可导出下列递推关系式 (recursion relations)(28)(29)上式中 (30)由方程式(27)即可求得 . 将此二值代入方程式(27),即可看出. 当 为已知时,利用递推关系式很容易求得 之值.例如用 代入方程式(29)得, 故 (31)再令 代入得, 故 (32)经由复变函数理论之解析延续 (analytic continuation), 由方程式(23)吾人得到下列泰勒级数(33)故 (34)上式中之系依反时针方向绕著原点之封闭路径,且 .将积分路径变形并利用馀数定理 (theorem of residues) 即可得到当 时(s odd) (35)(s even) (36)因此当为偶数时,我们得到柏努立数与黎曼ζ函数之关系如下(37)此关系式系由数学家欧拉 (Euler) 所发现.由此式很明显可看出当 ,.白努利数经常出现在数论 (number theory) 当中.且有一个数论方面的定理说(38)其中 为整数, 为质数.例如 (39)在许多超越函数的无穷级数展开都会用到白努利数.我们的目的则在利用方程式(37)求出黎曼ζ函数之值,例如将 代入即得 .四,费米子能量密度之计算一旦玻子能量密度之公式已知,费米子之能量密度可用下述之技巧快速导出.根据方程式(4)相对论性费米子之能量密度 ρ 可写为(40)其中 (41)将 及 之积分式相减得(42)令得 (43) 故 (44)即 (相对论性费米子) (45)方程式(44)很容易推广为(46)由此式可知当自旋自由度相同时,费米子数目密度等於玻子数目密度乘以.我们都知道早期宇宙之演化情形主要由各种相对论性粒子之能量密度及数目密度来决定,故将其公式整理如下:(47)(48)其中能量密度公式之ζ(4)已用精确值 代入,而数目密度中之ζ(3)之近似值为.五,黎曼ζ函数与解析数论黎曼函数ζ(s)在解析数论方面也扮演著一个很重要的角色,这是因为经由解析延续,成为复变数 s 之复函数,而数论中质数的渐进分布则与黎曼ζ函数等於零的复数根有直接的关系.黎曼曾提出一个有名的猜想 (Riemann's conjecture): 除了-2,-4,…等实数根之外,所有黎曼ζ函数有意义的根(指复数根)均落在 之临界线上 (critical line).黎曼猜想的证明十分困难, 1900 年在巴黎举行的第二届国际数学家会议,著名德国数学家希尔伯特 (David Hilbert) 提出23个重要而尚未解决的数学问题,他预测这些问题的研究将构成二十世纪数学的主流,希尔伯特所列的第八个问题就是黎曼猜想.可惜事隔一百年,黎曼猜想迄今仍未获得证明.不过研究显示至少最前面十五亿个根都满足黎曼的猜想,也就是说它们均落在临界线上.黎曼ζ函数不仅在解析数论方面扮演著重要的角色,最近的研究更显示出此函数在临界线上根的分布情形和混沌理论 (chaos) 有密切的关联.提到黎曼 (Georg Friedrich Bernhard Riemann, 1826-1866),这位十九世纪出生在德国汉诺瓦之数学家,人们总会联想到他在数学上另外两大贡献: 他在 1851 年的博士论文 "Foundations for a general theory of a complex variable" 中建立了复函数黎曼面 (Riemann surfaces) 之理论基础;及在 1854 年在哥廷根大学题为 "On the Hypothesis That Form the Foundations of Geometry" 的就职演讲,他建立了一门新数学即黎曼几何(Riemannian geometry),此为后来爱因斯坦研究广义相对论时之数学基础.可惜黎曼因得了肺病,英年早逝,否则其在数学上之贡献当不止於此.

是因为这个猜想没有任何的理论依据,而且是架空于量子力学之上的,需要用到很多的公式计算。

下面这样定义的函数称为黎曼函数: R(x)=0,如果x=0,1或(0,1)内的无理数; R(x)=1/q,如果x=p/q(p/q为即约真分数),即x为(0,1)内的有理数; 此函数是一个特殊函数,由德国数学家黎曼发现提出,在高等数学中被广泛应用,在很多情况下可以作为反例来验证某些函数方面的待证命题。 此函数在微积分中有着重要应用。 1826年9月17日,黎曼生于德国北部汉诺威的布雷塞伦茨村,父亲是一个乡村的穷苦牧师。他六岁开始上学,14岁进入大学预科学习,19岁按其父亲的意愿进入哥廷根大学攻读哲学和神学,以便将来继承父志也当一名牧师。 由于从小酷爱数学,黎曼在学习哲学和神学的同时也听些数学课。当时的哥廷根大学是世界数学的中心之一,—些著名的数学家如高斯、韦伯、斯特尔都在校执教。黎曼被这里的数学教学和数学研究的气氛所感染,决定放弃神学,专攻数学。 1847年,黎曼转到柏林大学学习,成为雅可比、狄利克莱、施泰纳、艾森斯坦的学生。1849年重回哥廷根大学攻读博士学位,成为高斯晚年的学生。 l851年,黎曼获得数学博士学位;l854年被聘为哥廷根大学的编外讲师;1857年晋升为副教授;1859年接替去世的狄利克雷被聘为教授。 因长年的贫困和劳累,黎曼在1862年婚后不到一个月就开始患胸膜炎和肺结核,其后四年的大部分时间在意大利治病疗养。1866年7月20日病逝于意大利,终年39岁。 黎曼是世界数学史上最具独创精神的数学家之一。黎曼的著作不多,但却异常深刻,极富于对概念的创造与想象。黎曼在其短暂的一生中为数学的众多领域作了许多奠基性、创造性的工作,为世界数学建立了丰功伟绩。 复变函数论的奠基人 19世纪数学最独特的创造是复变函数理论的创立,它是18世纪人们对复数及复函数理论研究的延续。1850年以前,柯西、雅可比、高斯、阿贝尔、维尔斯特拉斯已对单值解析函数的理论进行了系统的研究,而对于多值函数仅有柯西和皮瑟有些孤立的结论。 1851年,黎曼在高斯的指导下完成题为《单复变函数的一般理论的基础》的博士论文,后来又在《数学杂志》上发表了四篇重要文章,对其博士论文中思想的做了进一步的阐述,一方面总结前人关于单值解析函数的成果,并用新的工具予以处理,同时创立多值解析函数的理论基础,并由此为几个不同方向的进展铺平了道路。 柯西、黎曼和维尔斯特拉斯是公认的复变函数论的主要奠基人,而且后来证明在处理复函数理论的方法上黎曼的方法是本质的,柯西和黎曼的思想被融合起来,维尔斯特拉斯的思想可以从柯西—黎曼的观点推导出来。 在黎曼对多值函数的处理中,最关键的是他引入了被后人称“黎曼面”的概念。通过黎曼面给多值函数以几何直观,且在黎曼面上表示的多值函数是单值的。他在黎曼面上引入支点、横剖线、定义连通性,开展对函数性质的研究获得一系列成果。 经黎曼处理的复函数,单值函数是多值函数的待例,他把单值函数的一些已知结论推广到多值函数中,尤其他按连通性对函数分类的方法,极大地推动了拓扑学的初期发展。他研究了阿贝尔函数和阿贝尔积分及阿贝尔积分的反演,得到著名的黎曼—罗赫定理,首创的双有理变换构成19世纪后期发展起来的代数几何的主要内容。 黎曼为完善其博士论文,在结束时给出其函数论在保形映射的几个应用,将高斯在1825年关于平面到平面的保形映射的结论推广到任意黎曼面上,并在文字的结尾给出著名的黎曼映射定理。 黎曼几何的创始人 黎曼对数学最重要的贡献还在于几何方面,他开创的高维抽象几何的研究,处理几何问题的方法和手段是几何史上一场深刻的革命,他建立了一种全新的后来以其名字命名的几何体系,对现代几何乃至数学和科学各分支的发展都产生了巨大的影响。 1854年,黎曼为了取得哥廷根大学编外讲师的资格,对全体教员作了一次演讲,该演讲在其逝世后的两年(1868年)以《关于作为几何学基础的假设》为题出版。演讲中,他对所有已知的几何,包括刚刚诞生的非欧几何之一的双曲几何作了纵贯古今的概要,并提出一种新的几何体系,后人称为黎曼几何。 为竞争巴黎科学院的奖金,黎曼在1861年写了一篇关于热传导的文章,这篇文章后来被称为他的“巴黎之作”。文中对他1854年的文章作了技术性的加工,进一步阐明其几何思想。该文在他死后收集在1876年他的《文集》中。 黎曼主要研究几何空间的局部性质,他采用的是微分几何的途径,这同在欧几里得几何中或者在高斯、波尔约和罗巴切夫斯基的非欧几何中把空间作为一个整体进行考虑是对立的。黎曼摆脱高斯等前人把几何对象局限在三维欧几里得空间的曲线和曲面的束缚,从维度出发,建立了更一般的抽象几何空间。 黎曼引入流形和微分流形的概念,把维空间称为一个流形,维流形中的一个点可以用个可变参数的一组特定值来表示,而所有这些点的全体构成流形本身,这个可变参数称为流形的坐标,而且是可微分的,当坐标连续变化时,对应的点就遍历这个流形。 黎曼仿照传统的微分几何定义流形上两点之间的距离、流形上的曲线、曲线之间的夹角。并以这些概念为基础,展开对维流形几何性质的研究。在维流形上他也定义类似于高斯在研究一般曲面时刻划曲面弯曲程度的曲率。他证明他在维流形上维数等于三时,欧几里得空间的情形与高斯等人得到的结果是一致的,因而黎曼几何是传统微分几何的推广。 黎曼发展了高斯关于一张曲面本身就是一个空间的几何思想,开展对维流形内蕴性质的研究。黎曼的研究导致另一种非欧几何——椭圆几何学的诞生。 在黎曼看来,有三种不同的几何学。它们的差别在于通过给定一点做关于定直线所作平行线的条数。如果只能作一条平行线,即为熟知的欧几里得几何学;如果一条都不能作,则为椭圆几何学;如果存在一组平行线,就得到第三种几何学,即罗巴切夫斯基几何学。黎曼因此继罗巴切夫斯基以后发展了空间的理论,使得一千多年来关于欧几里得平行公理的讨论宣告结束。他断言,客观空间是一种特殊的流形,预见具有某种特定性质的流形的存在性。这些逐渐被后人一一予以证实。 由于黎曼考虑的对象是任意维数的几何空间,对复杂的客观空间有更深层的实用价值。所以在高维几何中,由于多变量微分的复杂性,黎曼采取了一些异于前人的手段使表述更简洁,并最终导致张量、外微分及联络等现代几何工具的诞生。爱因斯坦就是成功地以黎曼几何为工具,才将广义相对论几何化。现在,黎曼几何已成为现代理论物理必备的数学基础。 微积分理论的创造性贡献 黎曼除对几何和复变函数方面的开拓性工作以外,还以其对l9世纪初兴起的完善微积分理论的杰出贡献载入史册。 18世纪末到l9世纪初,数学界开始关心数学最庞大的分支——微积分在概念和证明中表现出的不严密性。波尔查诺、柯西、阿贝尔、狄利克莱进而到维尔斯特拉斯,都以全力的投入到分析的严密化工作中。黎曼由于在柏林大学从师狄利克莱研究数学,且对柯西和阿贝尔的工作有深入的了解,因而对微积分理论有其独到的见解。 1854年黎曼为取得哥廷根大学编外讲师的资格,需要他递交一篇反映他学术水平的论文。他交出的是《关于利用三角级数表示一个函数的可能性的》文章。这是一篇内容丰富、思想深刻的杰作,对完善分析理论产生深远的影响。 柯西曾证明连续函数必定是可积的,黎曼指出可积函数不一定是连续的。关于连续与可微性的关系上,柯西和他那个时代的几乎所有的数学家都相信,而且在后来50年中许多教科书都“证明”连续函数一定是可微的。黎曼给出了一个连续而不可微的著名反例,最终讲清连续与可微的关系。 黎曼建立了如现在微积分教科书所讲的黎曼积分的概念,给出了这种积分存在的必要充分条件。 黎曼用自己独特的方法研究傅立叶级数,推广了保证博里叶展开式成立的狄利克莱条件,即关于三角级数收敛的黎曼条件,得出关于三角级数收敛、可积的一系列定理。他还证明:可以把任一条件收敛的级数的项适当重排,使新级数收敛于任何指定的和或者发散。 解析数论跨世纪的成果 19世纪数论中的一个重要发展是由狄利克莱开创的解析方法和解析成果的导入,而黎曼开创了用复数解析函数研究数论问题的先例,取得跨世纪的成果。 1859年,黎曼发表了《在给定大小之下的素数个数》的论文。这是一篇不到十页的内容极其深到的论文,他将素数的分布的问题归结为函数的问题,现在称为黎曼函数。黎曼证明了函数的一些重要性质,并简要地断言了其它的性质而未予证明。 在黎曼死后的一百多年中,世界上许多最优秀的数学家尽了最大的努力想证明他的这些断言,并在作出这些努力的过程中为分析创立了新的内容丰富的新分支。如今,除了他的一个断言外,其余都按黎曼所期望的那样得到了解决。 那个未解决的问题现称为“黎曼猜想”,即:在带形区域中的一切零点都位于去这条线上(希尔伯特23个问题中的第8个问题),这个问题迄今没有人证明。对于某些其它的域,布尔巴基学派的成员已证明相应的黎曼猜想。数论中很多问题的解决有赖于这个猜想的解决。黎曼的这一工作既是对解析数论理论的贡献,也极大地丰富了复变函数论的内容。 组合拓扑的开拓者 在黎曼博士论文发表以前,已有一些组合拓扑的零散结果,其中著名的如欧拉关于闭凸多面体的顶点、棱、面数关系的欧拉定理。还有一些看起来简单又长期得不到解决的问题:如哥尼斯堡七桥问题、四色问题,这些促使了人们对组合拓扑学(当时被人们称为位置几何学或位置分析学)的研究。但拓扑研究的最大推动力来自黎曼的复变函数论的工作。 黎曼在1851年他的博士论文中,以及在他的阿贝尔函数的研究里都强调说,要研究函数,就不可避免地需要位置分析学的一些定理。按现代拓扑学术语来说,黎曼事实上已经对闭曲面按亏格分类。值得提到的是,在其学位论文中,他说到某些函数的全体组成(空间点的)连通闭区域的思想是最早的泛函思想。 比萨大学的数学教授贝蒂曾在意大利与黎曼相会,黎曼由于当时病魔缠身,自身已无能力继续发展其思想,把方法传授给了贝蒂。贝蒂把黎曼面的拓扑分类推广到高维图形的连通性,并在拓扑学的其他领域作出杰出的贡献。黎曼是当之无愧的组合拓扑的先期开拓者。 代数几何的开源贡献 19世纪后半叶,人们对黎曼研究阿贝尔积分和阿贝尔函数所创造的双有理变换的方法产生极大的兴趣。当时他们把代数不变量和双有理变换的研究称为代数几何。 黎曼在1857年的论文中认为,所有能彼此双有理变换的方程(或曲面)属于同一类,它们有相同的亏格。黎曼把常量的个数叫做“类模数”,常量在双有理变换下是不变量。“类模数”的概念是现在“参模”的特殊情况,研究参模上的结构是现代最热门的领域之一。 著名的代数几何学家克莱布什后来到哥廷根大学担任数学教授,他进一步熟悉了黎曼的工作,并对黎曼的工作给予新的发展。虽然黎曼英年早逝,但世人公认,研究曲线的双有理变换的第一个大的步骤是由黎曼的工作引起的。 在数学物理、微分方程等其他领域的丰硕成果 黎曼不但对纯数学作出了划时代的贡献,他也十分关心物理及数学与物理世界的关系,他写了一些关于热、光、磁、气体理论、流体力学及声学方面的有关论文。他是对冲击波作数学处理的第一个人,他试图将引力与光统一起来,并研究人耳的数学结构。他将物理问题抽象出的常微分方程、偏微分方程进行定论研究得到一系列丰硕成果。 黎曼在1857年的论文《对可用高斯级数表示的函数的理论的补充》,及同年写的一个没有发表而后收集在其全集中的一个片断中,他处理了超几何微分方程和讨论带代数系数的阶线性微分方程。这是关于微分方程奇点理论的重要文献。 19世纪后半期,许多数学家花了很多精力研究黎曼问题,然而都失败了,直到1905年希尔伯特和Kellogg借助当时已经发展了的积分方程理论,才第一次给出完全解。 黎曼在常微分方程理论中自守函数的研究上也有建树,在他的1858~1859年关于超几何级数的讲义和1867年发表的关于极小正曲面的一篇遗著中,他建立了为研究二阶线性微分方程而引进的自守函数理论,即现在通称的黎曼——许瓦兹定理。 在偏微分方程的理论和应用上,黎曼在1858年~1859年论文中,创造性的提出解波动方程初值问题的新方法,简化了许多物理问题的难度;他还推广了格林定理;对关于微分方程解的存在性的狄里克莱原理作了杰出的工作,…… 黎曼在物理学中使用的偏微分方程的讲义,后来由韦伯以《数学物理的微分方程》编辑出版,这是一本历史名著。 不过,黎曼的创造性工作当时未能得到数学界的一致公认,一方面由于他的思想过于深邃,当时人们难以理解,如无自由移动概念非常曲率的黎曼空间就很难为人接受,直到广义相对论出现才平息了指责;另一方面也由于他的部分工作不够严谨,如在论证黎曼映射定理和黎曼—罗赫定理时,滥用了狄利克雷原理,曾经引起了很大的争议。 黎曼的工作直接影响了19世纪后半期的数学发展,许多杰出的数学家重新论证黎曼断言过的定理,在黎曼思想的影响下数学许多分支取得了辉煌成就。

黎曼猜想具体内容:黎曼猜想,即素数的分布最终归结为所谓的黎曼ζ函数的零点问题.黎曼在1859年在论文《在给定大小之下的素数个数》中做出这样的猜想:ζ(z)函数位于0≤x≤1之间的全部零点都在ReZ=1/2之上,即零点的实部都是1/2,这至今仍是未解决的问题。

黎曼猜想是关于黎曼函数(s)的零点分布的猜想,由数学家黎曼于1859年提出。希尔伯特在第二届国际数学家大会上提出了20世纪数学家应当努力解决的23个数学问题,被认为是20世纪数学的制高点,其中便包括黎曼假设。现今克雷数学研究所悬赏的世界七大数学难题中也包括黎曼猜想。

与费尔马猜想时隔三个半世纪以上才被解决,哥德巴赫猜想历经两个半世纪以上屹立不倒相比,黎曼猜想只有一个半世纪的纪录还差得很远,但它在数学上的重要性要远远超过这两个大众知名度更高的猜想。

黎曼猜想是当今数学界最重要的数学难题。

素数在自然数中的分布问题在纯粹数学和应用数学上都是很重要的问题。素数在自然数域中分布并没有一定规则。黎曼发现素数出现的频率与所谓黎曼ζ函数紧密相关。黎曼函数的非平凡零点都在线 \operatorname z = \frac 上。

现在已经验证了最初的1,500,000,000个解,猜想都是正确的。但是否对所有解是正确的,却没有证明,随着费马最后定理的获证,黎曼猜想作为最困难的数学问题的地位更加突出。

黎曼假设、庞加莱猜想、霍奇猜想、波奇和斯温纳顿―戴尔猜想、纳威厄―斯托克斯方程、杨―米尔理论、P对NP问题被称为21世纪七大数学难题。

黎曼毕业论文

具体回答如下:

du∂u/∂x=∂v/∂y

∂u/∂x=2y=∂v/∂y

v=y^2+c*g(x)

由g(0)=-i

可得c*g(x)=-1

v=y^2-1

f(z)=2(x-1)y+i*(y^2-1)

若函数f(z)在点z0不解析,但在z0任一邻域内总有f(z)的解析点,z0为f(z)的奇点。单连通域内解析函数的环路积分为0。复连通域内,解析函数的广义环路积分(即包括内外边界,内边界取顺时针为正)为0。解析函数的导函数仍然是解析函数。

解析函数的发展历史:

解析函数作为一类比较特殊的复变函数。200多年来,其核心定理“柯西-黎曼”方程组一直被数学界公认是不能分开的。王见定发现,尽管解析函数已形成比较完善的理论并得到多方面的应用,但自然界能够满足“柯西-黎曼”方程组条件的现象很少,使解析函数的应用受到较大的限制。

由此,寻找把“柯西-黎曼”方程组分开的途径,并在1981年以《半解析函数》为题撰写毕业论文。先后得出了一系列描述半解析函数特性的重要定理。

具体回答如下:

du∂u/∂x=∂v/∂y

∂u/∂x=2y=∂v/∂y

v=y^2+c*g(x)

由g(0)=-i

可得c*g(x)=-1

v=y^2-1

f(z)=2(x-1)y+i*(y^2-1)

扩展资料:

若函数f(z)在点z0不解析,但在z0任一邻域内总有f(z)的解析点,z0为f(z)的奇点。

单连通域内解析函数的环路积分为0。复连通域内,解析函数的广义环路积分(即包括内外边界,内边界取顺时针为正)为0。解析函数的导函数仍然是解析函数。

设p为不是常数的复系数多项式,假设p没有复数根,则1/p是C上的解析函数。并且当z →∞时,p(z)→∞,或1/p→0,因此1/p是C上的有界解析函数,依据Liouville定理,任何这样的函数都是常函数。

这个很简单, 代入科西-里曼条件就好了.结果是f(z)=2(x-1)y + i * (y^2-(x-1)^2)

黎曼猜想的毕业论文

黎曼猜想至今尚未被成功证明。

2018年9月,迈克尔·阿蒂亚声明证明黎曼猜想,将于9月24日海德堡获奖者论坛上宣讲。9月24日,迈克尔·阿蒂亚贴出了他证明黎曼假设(猜想)的预印本,但这一证明的正确性尚待验证。

起源:

黎曼猜想是波恩哈德·黎曼1859年提出的,这位数学家于1826年出生在当时属于汉诺威王国的名叫布列斯伦茨的小镇。1859年,黎曼被选为了柏林科学院的通信院士。

作为对这一崇高荣誉的回报,他向柏林科学院提交了一篇题为“论小于给定数值的素数个数”的论文。这篇只有短短八页的论文就是黎曼猜想的“诞生地”。

以上内容参考:百度百科—— 黎曼猜想

对于现在降低激素带来的影响是非常巨大的,而且这个猜想一旦被证实的话,对于后续的发展以及数学方面的一些解答,多见会带来巨大的影响力。

技术进行更好的提升,而且能够通过这样的方式去提高我国的机床量,也能够通过这样的模式去提高我国的世界地位。

黎曼猜想是关于黎曼ζ函式ζ(s)的零点分布的猜想,由数学家黎曼于1859年提出。希尔伯特在第二届国际数学家大会上提出了20世纪数学家应当努力解决的23个数学问题,被认为是20世纪数学的制高点,其中便包括黎曼假设。现今克雷数学研究所悬赏的世界七大数学难题中也包括黎曼猜想。

与费尔马猜想时隔三个半世纪以上才被解决,哥德巴赫猜想历经两个半世纪以上屹立不倒相比,黎曼猜想只有一个半世纪的纪录还差得很远,但它在数学上的重要性要远远超过这两个大众知名度更高的猜想。黎曼猜想是当今数学界最重要的数学难题。目前有讯息指奈及利亚教授奥派耶米伊诺克(OpeyemiEnoch)成功解决黎曼猜想,然而克雷数学研究所既不证实也不否认伊诺克博士正式解决了这一问题。

在arxiv网站上有一篇文章指出 ,1932年德国数学家整理的黎曼遗稿中给出了黎曼猜想的证明。文章的作者根据手稿中的一个结论性公式,直接推导出来ζ(s)函式在矩形区域的零点全部落在临界线上。

黎曼猜想是黎曼1859年提出的,这位数学家于1826年出生在一座如今属于德国,当时属于汉诺瓦王国的名叫布列斯伦茨的小镇。1859年,黎曼被选为了柏林科学院的通信院士。作为对这一崇高荣誉的回报,他向柏林科学院提交了一篇题为"论小于给定数值的素数个数"的论文。这篇只有短短八页的论文就是黎曼猜想的"诞生地"。

黎曼那篇论文所研究的是一个数学家们长期以来就很感兴趣的问题,即素数的分布。素数是像2、5、19、137那样除了1和自身以外不能被其他正整数整除的数。这些数在数论研究中有着极大的重要性,因为所有大于1的正整数都可以表示成它们的乘积。从某种意义上讲,它们在数论中的地位类似于物理世界中用以构筑万物的原子。素数的定义简单得可以在中学甚至国小课上进行讲授,但它们的分布却奥妙得异乎寻常,数学家们付出了极大的心力,却迄今仍未能彻底了解。

黎曼论文的一个重大的成果,就是发现了素数分布的奥秘完全蕴藏在一个特殊的函式之中,尤其是使那个函式取值为零的一系列特殊的点对素数分布的细致规律有着决定性的影响。那个函式如今被称为黎曼ζ函式,那一系列特殊的点则被称为黎曼ζ函式的非平凡零点。

有意思的是,黎曼那篇文章的成果虽然重大,文字却极为简练,甚至简练得有些过分,因为它包括了很多"证明从略"的地方。而要命的是,"证明从略"原本是应该用来省略那些显而易见的证明的,黎曼的论文却并非如此,他那些"证明从略"的地方有些花费了后世数学家们几十年的努力才得以补全,有些甚至直到今天仍是空白。但黎曼的论文在为数不少的"证明从略"之外,却引人注目地包含了一个他明确承认了自己无法证明的命题,那个命题就是黎曼猜想。 黎曼猜想自1859年"诞生"以来,已过了一百五十多个春秋,在这期间,它就像一座巍峨的山峰,吸引了无数数学家前去攀登,却谁也没能登顶。

当然,如果仅从时间上比较的话,黎曼猜想的这个纪录跟费尔马猜想时隔三个半世纪以上才被解决,以及哥德巴赫猜想历经两个半世纪以上屹立不倒相比,还差得很远。但黎曼猜想在数学上的重要性却要远远超过这两个大众知名度更高的猜想。有人统计过,在当今数学文献中已有超过一千条数学命题以黎曼猜想(或其推广形式)的成立为前提。如果黎曼猜想被证明,所有那些数学命题就全都可以荣升为定理;反之,如果黎曼猜想被否证,则那些数学命题中起码有一部分将成为陪葬。一个数学猜想与为数如此众多的数学命题有着密切关联,这是极为罕有的。

1901年Helge von Koch指出,黎曼猜想与强条件的素数定理等价。

黎曼观察到,素数的频率紧密相关于一个精心构造的所谓黎曼zeta函式ζ()的性态。黎曼假设断言,方程ζ(s)=0的所有有意义的解都在一条直线上。这点已经对于开始的1,500,000,000个解验证过。

黎曼ζ 函式 ζ(s) 是级数表达式

在复平面上的解析延拓。

之所以要对这一表达式进行解析延拓, 是因为这一表达式只适用于复平面上 s 的实部 Re(s) > 1 的区域 (否则级数不收敛)。黎曼找到了这一表达式的解析延拓(当然黎曼没有使用 "解析延拓" 这样的现代复变函数论术语)。运用路径积分,解析延拓后的黎曼ζ 函式可以表示为:

这里我们采用的是历史文献中的记号, 式中的积分实际是一个环绕正实轴进行的围道积分(即从 +∞ 出发, 沿实轴上方积分至原点附近, 环绕原点积分至实轴下方, 再沿实轴下方积分至 +∞ ,而且离实轴的距离及环绕原点的半径均趋于 0),按照现代数学记号应记成:

其中积分路径C跟上面所述相同,环绕正实轴,可以形象地这样表示:

式中的 Γ 函式 Γ(s) 是阶乘函式在复平面上的推广, 对于正整数 s>1:Γ(s)=(s-1)!。可以证明, 这一积分表达式除了在 s=1 处有一个简单极点外在整个复平面上解析。这就是黎曼ζ 函式的完整定义。

运用上面的积分表达式可以证明,黎曼ζ 函式满足以下代数关系式:

从这个关系式中不难发现,黎曼ζ 函式在 s=-2n (n 为正整数) 取值为零 - 因为 sin(πs/2) 为零。复平面上的这种使黎曼ζ 函式取值为零的点被称为黎曼ζ 函式的零点。因此 s=-2n (n 为正整数)是黎曼ζ 函式的零点。这些零点分布有序、 性质简单, 被称为黎曼ζ 函式的平凡零点 (trivial zero)。除了这些平凡零点外,黎曼ζ 函式还有许多其它零点, 它们的性质远比那些平凡零点来得复杂, 被称为非平凡零点 (non-trivial zeros)。

黎曼猜想提出:

黎曼ζ 函式的所有非平凡零点都位于复平面上 Re(s)=1/2 的直线上。也即方程ζ(s)=0的解的实部都是1/2。

在黎曼猜想的研究中, 数学家们把复平面上 Re(s)=1/2 的直线称为 critical line(临界线)。运用这一术语,黎曼猜想也可以表述为:黎曼ζ 函式的所有非平凡零点都位于 critical line 上。

黎曼猜想由德国数学家黎曼(Bernard)于1859年提出,其中涉及了素数的分布,被认为是世界上最困难的数学题之一。荷兰三位数学家 de Lune, te及利用电子计算机来检验黎曼的假设,他们对最初的二亿个齐打函式的零点检验,证明黎曼的假设是对的,他们在1981年宣布他们的结果,他们还继续用电子计算机检验底下的一些零点。

1982年11月苏联数学家马帝叶雪维奇在苏联杂志《Kiberika》宣布,他利用电脑检验一个与黎曼猜想有关的数学问题,可以证明该问题是正确的,从而反过来可以支持黎曼的猜想很可能是正确的。

1975年美国麻省理工学院的莱文森在他患癌症去世前证明了No(T)>(T)。

1980年中国数学家楼世拓、姚琦对莱文森的工作有一点改进,他们证明了No(T)>(T)。

1932年发表的文章中 ,有下面这样一个公式:

文章 的作者根据这个公式的几何意义以及cos函式的零点性质,直接推导出来No(T)=N(T),即证明了区域内的零点全部落在临界线上。

从黎曼的遗稿 *** 整理出来四个公式,其中有三个公式在文献和教科书中经常出现 ,唯独上面这个公式,80多年来很少有文献提到它,就连 本人对于这个公式的作用也大惑不解。实际上,只要跳出解析数论来看黎曼手稿,就能清楚地看到,黎曼用复分析的几何思想严格的证明了现代所说的"黎曼猜想"。这也许是数学史上最大的冤案。

2016年11月17日,奈及利亚教授奥派耶米 伊诺克(Opeyemi Enoch)成功解决已存在156年的数学难题——黎曼猜想,获得100万美元(约合人民币630万元)的奖金。

2000年,美国克莱数学研究所(Clay Mathematics Institute)将黎曼猜想列为七大千年数学难题之一。

2018年9月,麦可·阿蒂亚声明证明黎曼猜想,将于9月24日海德堡获奖者论坛上宣讲,麦可·阿蒂亚贴出了他证明黎曼假设(猜想)的预印本。

2018年9月24日,德国海德堡,著名数学家阿蒂亚爵士(Michael Atiyah)在演讲时表示,自己已证明了黎曼猜想。

利用todd函式反证法,证明了所有零点都在临界线上。他公开了这篇研究论文,总共5页。在论文中,借助量子力学中的无量纲常数α(fine structure constant),阿蒂亚声称解决了复数域上的黎曼猜想。

阿蒂亚说他希望理解量子力学中的无量纲常数——精细结构常数。因为精细结构常数大约等于1/137,刻画的是电磁相互作用的强度。比如在氢原子中,我们大致可以说电子绕原子核的速度是1/137再乘上光速。

阿蒂亚指出,理解精细结构常数只是最初的动机。在这个过程中发展出来的数学方法却可以理解黎曼猜想。

最后,在论文的最后,阿蒂亚说,精细结构常数与黎曼猜想,用他的方法,已经被解决了。当然他只解决了复数域上的黎曼猜想,有理数域上的黎曼猜想,他还需要研究。另外,随着黎曼猜想被解决,阿蒂亚认为,bsd猜想也有希望被解决。当然,现在阿蒂亚认为,引力常数G是一个更难理解的常数。

在黎曼猜想中,我们看到非平凡零点的实部都等于1/2,这是一个让人很意外的常数。虽然我们可以从一个简单的对称关系中看出为什么会出现1/2。

1-s=s,所以 s=1/2

黎曼(Riemann,Gee Friedrich Bernhard,1826-1866,德国数学家)是黎曼几何的创始人。他在读博士学位期间,研究的是复变函式。他把通常的函式概念推广到多值函式,并引进了多叶黎曼曲面的直观概念。他的博士论文受到了高斯的赞扬,也是他此后十年工作的基础,包括:复变函数在Abel积分和 theta函式中的套用,函式的三角级数表示,微分几何基础等。

黎曼猜想是黎曼在 1859 年提出的。在证明素数定理的过程中,黎曼提出了一个论断:Zeta函式的零点都在直线Res(s) = 1/2上。他在作了一番努力而未能证明后便放弃了,因为这对他证明素数定理影响不大。但这一问题至今仍然未能解决,甚至于比此假设简单的猜想也未能获证。而函式论和解析数论中的很多问题都依赖于黎曼假设。在代数数论中的广义黎曼假设更是影响深远。若能证明黎曼假设,则可带动许多问题的解决。

关于三角函数的论文题目

对初中数学锐角三角函数教学的几点思考论文

锐角三角函数作为初中数学中重点教学内容,掌握好该知识点不但有助于学生取得良好成绩,同时更重要的是能够为其今后更高层次几何学习奠定坚实基础,为此这就要求广大教师必须做好该方面教学。然而结合笔者实践来看,由于受到诸多因素所影响,当前锐角三角函数教学效果普遍不佳,如此一来不但严重地影响教学质量,同时更会对后续三角函数教学任务有效开展造成极大的阻碍,对此教师必须认清该知识点的重难点,紧抓学生常见认识误区和思维障碍,采取有效策略进行教学。

一、锐角三角函数与学生常见认识误区和思维障碍分析

锐角三角函数是中学阶段几何学基础知识,是在学生学习了相似三角形和勾股定理之后进一步学习,通过对其开展研究能够使得学生可以后续其他知识学习奠定基础,该知识点呈现正弦函数概念上遵循“从特殊到一般,从实践探索到证明”的方式,让学生体会实验、观察、归纳、猜想、证明的求知过程,有利于学生角度与数值之间对应关系的建立,深化函数思想;在解决实际问题时,强调数学模型的构建,凸现数学建模的思想;重视分析图形特点,强化数形结合思想。对于锐角三角函数知识,学生常见的认知误区和思维障碍主要有以下几方面:(1)不能准确理解锐角三角函数的概念;(2)容易混淆正弦函数、余弦函数和正切函数;(3)过分依赖计算器,对于常用的30°、45°、60°等函数值不能熟记;(4)解直角三角形,特别在解圆中的直角三角形时,易把直角边当做斜边;(5)在解决实际问题中,学生很难通过身体建模来解决问题;(6)容易把坡度与正弦函数混淆。

二、初中数学锐角三角函数教学策略思考与探讨

1.揭示三角函数相关概念产生的思维过程

在传统的教学模式下,许多教师对于三角函数的教学都是采用平铺直叙、照本宣科的方式进行教授,通过让学生反复朗读、书写的方式对概念进行记忆,而很少运用实践操作或探究活动等形式让学生理解相关概念。这种教学方式虽然也能让学生牢牢地记住三角函数的概念,但是这种方式是呆板的,非常影响学生创新思维的发展,因此,教师在教学过程中应该采用通过向学生揭示三角函数概念产生的思维过程的方式加深学生对概念内涵的理解与掌握。

2.重视对直角三角形的讲解

学生掌握好直角三角形的边角关系对于锐角三角函数的学习和掌握有很大促进作用,因而这就要求广大教师必须重视并做好对其教学。直角三角形除直角外的5个元素之间关系:

(1)三边之间的关系:a2+b2=c2(勾股定理);

(2)两锐角之间的关系:∠A+∠B=90°。

利用这些关系,首先要理解好对边与角的关系,这5个元素中,如果知道2个(其中至少有一个是边),就可以求出其余3个。即“在直角三角形中,角定边的比值也确定了,反之,边的比值确定了,角的大小也确定”,并通过在解题过程中不断强调,对学生进行强化理解。数形结合思想对于锐角三角函数的学习与运用也非常的重要,在理解概念、推理论证、计算化简的过程中,通过画图分析,可以让学生在具体、直观中理解直角三角形边与角之间的关系。

3.结合实际生活,促进学生对三角函数相关知识的`理解与掌握

在教学中,教师应尽量选用贴近学生生活的素材来加深学生对三角函数的理解与掌握。结合生活实际不仅可以让学生体会锐角三角函数和解三角形的理论来源于实际,是实际的需要,还可以让学生看到它们在解决实际问题中所起的作用,感受由实际问题抽象出数学问题,通过解决数学问题得到答案,再将数学问题的答案回归到实际问题的这种“实践-理论-再实践”的认识过程。这过程符合人的认知规律,又利于调动学生学习数学的积极性,丰富有趣的实际问题也能激发学生的学习兴趣。直角三角形的学习为学生学习锐角三角函数做好了充分的准备。教师在讲解直角三角形的过程中,就可以利用确定台阶的倾斜程度问题引出正切函数,也可以例举学生熟悉的跷跷板问题等等。

4.对锐角范围内同角或等角的三角函数值相等的内涵和外延进行明晰

明晰锐角范围内同角或等角的三角函数值相等对于学生理解和灵活运用三角函数解决问题显得尤为重要。但是在实际教学过程中,部分教师对此重视不够,在求解某个锐角的相应三角函数值时,该锐角往往置于直角三角形中,学生易形成惯性思维,当需求三角函数值的锐角置于一般三角形时,部分学生缺乏对锐角范围内同角或等角的三角函数值相等的理解。

例如图1所示,点E(0,4),O(0,0),C(6,0)在⊙A上,BE是⊙A中的一条弦,则tan∠OBE=。

许多学生遇到这类题时,很容易出错或者无从下手,教师经过与学生交流、了解做错的原因,就会发现其实很多学生在解答过程中已经意识到要先连接EC(如图2所示),然后由同弧所对的圆周角相等推知∠OBE=∠OCE,但到这一步,学生就陷入了困惑,因为△EOC是直角三角形,而△OBE不是直角三角形。由此可见,学生对于这类题型无法解答或出错的根本原因就在于对同角或等角的三角函数值相等内涵的实质的理解不够透彻。

5.引导学生形成规范的解题过程

引导学生形成规范解题过程有利于他们理清思路,从而达到有效提升其能力与成绩之目的。数学学科一个突出的特点就是逻辑性比较强,对逻辑思维的要求也较高。因此,在解决锐角三角函数问题时,学生通过规范解题过程,按照步骤来进行解题就更加能够便利地找到相应的解题思路,从而掌握相应的数学知识。同时,对于解题思路的梳理很重要,首先要明确具体的问题是什么;其次,针对问题寻找解题突破点,并作出解答的计划;最后,按照计划一步步进行解题,并整理回顾。总之,解题过程规范了,步骤明确了,解题思路也就清晰了。

COS(uk/2)可以化成关于COS(K/2)的有关形式,是关于COS(K/2)的高次表达式,而现阶段人们可解的最高次为5次方程,5次以上还解不了啊~~最多用电脑画出函数的图像,逐步逼近。

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关于二次函数的毕业论文题目

毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,你知道本科数学论文题目都有哪些吗?接下来我为你推荐本科数学毕业论文题目,仅供参考。

本科数学毕业论文题目

★浅谈奥数竟赛的利与弊

★浅谈中学数学中数形结合的思想

★浅谈高等数学与中学数学的联系,如何运用高等数学于中学数学教学中 ★浅谈中学数学中不等式的教学

★中数教学研究

★XXX课程网上教学系统分析与设计

★数学CAI课件开发研究

★中等职业学校数学教学改革研究与探讨

★中等职业学校数学教学设计研究

★中等职业学校中外数学教学的比较研究

★中等职业学校数学教材研究

★关于数学学科案例教学法的探讨

★中外著名数学家学术思想探讨

★试论数学美

★数学中的研究性学习

★数字危机

★中学数学中的化归方法

★高斯分布的启示

★a二+b二≧二ab的变形推广及应用

★网络优化

★泰勒公式及其应用

★浅谈中学数学中的反证法

★数学选择题的利和弊

★浅谈计算机辅助数学教学

★论研究性学习

★浅谈发展数学思维的学习方法

★关于整系数多项式有理根的几个定理及求解方法

★数学教学中课堂提问的误区与对策

★怎样发掘数学题中的隐含条件

★数学概念探索式教学

★从一个实际问题谈概率统计教学

★教学媒体在数学教学中的作用

★数学问题解决及其教学

★数学概念课的特征及教学原则

★数学美与解题

★创造性思维能力的培养和数学教学

★教材顺序的教学过程设计创新

★排列组合问题的探讨

★浅谈初中数学教材的思考

★整除在数学应用中的探索

★浅谈协作机制在数学教学中的运用

★课堂标准与数学课堂教学的研究与实践

★浅谈研究性学习在数学教学中的渗透与实践

★关于现代中学数学教育的思考

★在中学数学教学中教材的使用

★情境教学的认识与实践

★浅谈初中代数中的二次函数

★略论数学教育创新与数学素质提高

★高中数学“分层教学”的初探与实践

★在中学数学课堂教学中如何培养学生的创新思维

★中小学数学的教学衔接与教法初探

★如何在初中数学教学中进行思想方法的渗透

★培养学生创新思维全面推进课程改革

★数学问题解决活动中的反思

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★中学数学教学设计前期分析的研究

★数学课堂差异教学

★一种函数方程的解法

★浅析数学教学与创新教育

★数学文化的核心—数学思想与数学方法

★漫话探究性问题之解法

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★当前初中数学教学存在的问题及其对策

★例谈用“构造法”证明不等式

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★数学教学中创新思维的培养

★数学教育中的科学人文精神

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★“三角形的积化和差”课例大家评

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★直觉思维在解题中的应用

★数学几种课型的问题设计

★数学教学中的情境创设

★在探索中发展学生的创新思维

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★浅谈数学学法指导

★中学生数学能力的培养

★数学探究性活动的内容形式及教学设计

★浅谈数学学习兴趣的培养

★浅谈课堂教学的师生互动

★新世纪对初中数学的教材的思考

★数学教学的现代研究

★关于学生数学能力培养的几点设想

★在数学教学中培养学生创新能力的尝试

★积分中值定理的再讨论

★二阶变系数齐次微分方程的求解问题

★浅谈培养学生的空间想象能力

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★培养学生学习数学的兴趣

★课堂教学与素质教育探讨

★数学教学要着重培养学生的读书能力 ★数学基础知识的教学和基本能力的培养 ★初中数学创新教育的实施

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★谈中学数学概念教学中如何实施探索式教学 ★把握学生心理激发数学学习兴趣

★数学教学中探究性学习策略

★论数学课堂教学的语言艺术

★数学概念的教与学

★优化课堂教学推进素质教育

★数学教学中的情商因素

★浅谈创新教育

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★论数学学法指导

★学生能力在数学教学中的培养

★浅论数学直觉思维及培养

★论数学学法指导

★优化课堂教学焕发课堂活力

★浅谈高初中数学教学衔接

★如何搞好数学教育教学研究

★浅谈线性变换的对角化问题

本科数学毕业论文范文:高等数学教学中体现数学建模思想的方法

生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,以下是我搜集整理的一篇探究高等数学教学中体现数学建模思想的方法的范文,欢迎阅读参考。

1数学建模在煤矿安全生产中的意义

在瓦斯系统的研究过程中,应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型,可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言,因为资金有限而导致安全设施不完善,有的更是没有安全项目的投入,仅仅建设了极为少量的给风设备,通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控,这是十分困难的,对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法,没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘,体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。

只要设计一个充分合理的通风系统的通风量,与采煤速度处于一个动态的平衡状态,就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全,还可以保证煤炭的开采效率,每个矿井都会存在着这样的一个平衡点,这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。

2煤矿生产计划的优化方法

生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,涉及到的约束因素很多,条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题,现将常用的生产计划分为两个大类。

基于数学模型的方法

(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段,根据生产计划做出一个虚拟的模型,在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看,研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进,从过去的单个层次转换到多个层次。

(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究,而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。

基于人工智能方法

(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统,对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于,要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。

(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型:①根据不同情况建立不同的数学模型,而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题,而后针对建模的子问题进行建模,对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。

3煤矿安全生产中数学模型的优化建立

根据相关数据资料来进行模拟,而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化,可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面,取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。

建立简化模型

模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。

很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量,从数学模型上反映出来就是要求c1>d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就应该具有与之接近的数学关系式

式中x2---B工作面瓦斯体积分数;

u2---B工作面采煤进度;

w1---B矿井所对应的空气流速;

w2---相邻A工作面的空气流速;

a2、b2、c2、d2---未知量系数。

CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置,其工作面瓦斯体积分数不只受到自身开采进度情况的影响,还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里,C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】

式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;

e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;

a3、b3、c3、d3---未知量系数:

f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。

系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解,也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量,对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型,将实际数据和预测数据进行多次较量,再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解,因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的影响。

模型的转型及其离散化

因为这个项目是一个矿井安全模拟系统,要对数学模型进行离散型研究,这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】

在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中,ui表示开采进度,以t/d为单位,相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数,h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言,把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围,转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=就表示每日产煤量500t.诸如此类,工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化,其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若表示通风口的开通程度是,也就是通风口打开一半(2m/s),wi如果取1则表示通风口开到最大。

依照上述分析来进行数字化转换,数据都会产生变化,经过计算之后可以得到新的参数数据,在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换,在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。

模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施

以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析,发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减,一段时间后就会变得微乎其微,这就表明这类资料存在着一个衰减周期,经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后,又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素,发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减,使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出,其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升,近乎于成正比,而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大,所以要及时将煤运出,尽量缩短在煤矿中滞留的时间,从而减小瓦斯涌出总量。

综上所述,降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种:①将采得的煤快速运出,使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度,同时也可以控制瓦斯的涌出量。

4结语

应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测,为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路,对煤矿安全高效生产提供了帮助,有着重要的现实意义。

参考文献:

[1]陈荣强,姚建辉,孟祥龙.基于芯片控制的煤矿数控液压站的设计与仿真[J].科技通报,2012,28(8):103-106.

[2]陈红,刘静,龙如银.基于行为安全的煤矿安全管理制度有效性分析[J].辽宁工程技术大学学报:自然科学版,2009,28(5):813-816.

[3]李莉娜,胡新颜,刘春峰.煤矿电网谐波分析与治理研究[J].煤矿机械,2011,32(6):235-237.

晕死啊,这些我都没学啊,你要我怎么回答啊...................... 我去问问吧.... 我才记得我的同学都没学啊... 哈哈....... 呵呵.........

函数与方程是初中数学中两个最基本的概念,它们的形式虽然不同,但本质上是相互连接的,有密切关系。如:一元二次方程与二次函数。我们知道形如ax2+bx+c=0的方程是一元二次方程,而形式为y= ax2+bx+c(a、b、c为常数,a≠0)是二次函数。它们在形式上几乎相同,差别只是一元二次方程的表达式等于0,而二次函数的表达式等于y。这种形式上的类似使得它们之间的关系格外密切,很多题型都是以此来命题。为什么会这样?主要是因为当二次函数中的变量y取0时,二次函数就变成一元二次方程。由此可见,方程中的很多知识点可以运用在函数中。下面,我们就它们间的具体运用详细的了解一下。一、 配方法解方程与二次函数的应用关系在解方程的四种方法就有一种用配方法来解方程的。而在二次函数中,我们经常要将一般形式 转化成 的样式,这个转化过程实际上就是对其进行配方,与方程配方相同。例1:用配方法解方程 解: (1) (2) (3) (4) ……例2:指出函数 的顶点坐标。解: (5) (6) (7) (8) ∴顶点为(-2,-17)方程中的(1)、(2)、(3)、(4)四个步骤与函数中的(5)、(6)、(7)、(8)四个步骤的方法是完全一样的。可见,方程与函数密切相关。我们通过课本的学习可知;二次函数y= ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴有交点时,交点横坐标的值就是方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根。二、 一元二次方程根的判别式与二次函数的结合应用在二次函数中,当函数与x轴分别有两个交点、一个交点和无交点时,该函数所对应的一元二次方程根的判别式分别是:△>0、△=0和△<0。而在一元二次方程中有以下结论:当△>0时,方程有两个不相等的实数根;当△=0时,方程有两个相等的实数根;当△<0时,方程无实数根。 例3:判断二次函数y= x2-4x+3与x轴的交点个数 分析:因为二次函数与x轴的交点个数可由对应方程根的判别式△来确定。若△>0,则有两个交点;若△=0,则有一个交点;若△<0,则无交点。该题中△=4>0,所以有两个交点。 例4:试说明函数y= x2-4x+5,无论x取何值,y>0。 分析:第一种方法:用配方法将其化成y= (x-2)2 +1的形式来说明。(但如果系数取值不好,该方法就比较麻烦) 第二种方法:用△来说明,因为△=-4<0,所以函数与x轴无交点,又因为该函数的二次项系数a=1>0,所以图象开口向上。于是,图象在x轴上方,因此无论x取何值,y>0。 例5:求证:不论m取什么实数,方程x2-(m2+m)x+m-2=0必有两个不相等的实数根。 分析:这道题如果用常规做法,就是证明一元二次方程的△>0的问题。然而本题的判别式△是一个关于m的一元四次多项式,符号不易判断,这就给证明带来了麻烦,若用函数思想分析题意,设f(x)=x2-(m2+m)x+m-2,由于它的开口向上,所以只要找到一个实数x0,使得f(x0)<0,就说明这个二次函数的图象与x轴有两个交点,问题就得到了解决。 注意观察,容易发现当x=1时,f(1)=1-(m2+m)+m-2=-m2-1<0,故这个图象必与x轴有两个交点。 这就说明要证明的结论是成立的。证明 略。三、 一元二次方程中根与系数的关系在函数中的应用例6:二次函数图象过点(-1,0)、(3,0),且与y轴交于(0,3),求函数解析式。分析:此类题型的常规解法是待定系数法。然而在这里可以用根与系数的关系来解,因为(-1,0)、(3,0)实际在x轴上,所以-1和3是函数所对应方程的两个根。解:设函数形式为 ∵函数过点(0,3) ∴ c=3 ∴ 又∵函数过点(-1,0)、(3,0) 即函数与x轴交点的横坐标是-1和3 ∴ 解得 a=-1,b=2∴函数形式为y= -x2+29x+3 很明显,此方法要比待定系数法简单。 一元二次方程与二次函数之间的密切关系还有很多巧妙的用处。在这里,我们只探讨这么多,更多的地方需要在实践中去慢慢体会。论文格式:1、论文格式的论文题目:(下附署名)要求准确、简练、醒目、新颖。 2、论文格式的目录 目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、论文格式的内容提要: 是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。 4、论文格式的关键词或主题词 关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。 主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题分析,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。(参见《汉语主题词表》和《世界汉语主题词表》)。 5、论文格式的论文正文: (1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。 〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容: a.提出问题-论点; b.分析问题-论据和论证; c.解决问题-论证方法与步骤; d.结论。 6、论文格式的参考文献 一篇论文的参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。 中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期) 英文:作者--标题--出版物信息 所列参考文献的要求是: (1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。 (2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

数学作为一门工具性的学科,是高中数学最基础的课程。相应的,数学课程的教学也是教育界一直在关注的重点内容。下文是我为大家搜集整理的关于数学毕业论文参考范文下载的内容,欢迎大家阅读参考! 数学毕业论文参考范文下载篇1 浅析高中数学二次函数的教学方法 摘要:二次函数的学习是高中数学学习的重点,也是难点。师生要一起研究学习二次函数的基本方法,掌握其学习思路和规律,这样才能学好二次函数。 关键词:高中数学;二次函数;教学方法 在高中数学教学过程中,二次函数是非常重要的教学内容。随着教学改革的不断推进,初中阶段的二次函数因为是理解内容,没有纳入到考试内容中去,使高中学生在学习二次函数时有难度。因此,教师在教学这部分内容时,必须注重巩固和复习初中二次函数的内容和知识点,同时采取有效的方法合理地进行二次函数教学,确保获得较高的效率和质量,达到提高高中生数学成绩的目的。 一、加强对二次函数定义的认识和理解 高中数学的二次函数教学主要建立在初中二次函数的知识和定义基础上。在定义和解释二次函数的内容和知识过程中,教师主要利用集合之间相互对应的关系来解释二次函数的定义。因此,高中数学的二次函数教学与初中二次函数教学之间存在本质区别,这就造成了在二次函数教学过程中,学生很难适应和接受二次函数的定义。在高中数学的二次函数教学过程中,教师要根据初中二次函数的内容和定义,引导学生全面透彻地理解二次函数的定义和相关知识,这样才能确保学生学习和掌握更多的函数知识。在二次函数教学的过程中,教师要注重引导学生复习和回顾初中阶段掌握的二次函数知识点以及相关定义,并且与高中数学的二次函数内容相比较,这样学生就能对二次函数的定义、定义域、对应关系以及值域等有更深入的认识和理解。例如,在讲解例题:f(x)=x2+1,求解f(2)、f(a)、f(x+1)的过程中,若学生对于二次函数的定义以及概念有比较清晰的认识和理解,学生就可以看出该题是一个比较简单的代换问题,学生只需要将自变量进行替换,就能求解出问题的答案。但是,在解答这类问题的过程中,教师需要正确引导学生对二次函数的定义和概念加以认识和理解,如在f(x+1)=x2+2x+2中,学生需要认识到该函数值的自变量是x+1,而不是x=x+1。 二、采用数形结合的方式进行二次函数教学 在高中数学的二次函数教学过程中,一种常见的教学方法就是数形结合教学法。在二次函数教学过程中,采用数形结合的教学方法,不仅能够帮助学生更好地理解和掌握二次函数的性质以及图象,同时还有利于解决各种各样的二次函数问题,从而达到培养学生的思维能力以及提高二次函数教学效率的目的。采用数形结合的方式进行二次函数教学,所运用到的图像既能将二次函数的性质变化、奇偶性、对称性、最值问题以及变化趋势很好地反映出来,同时也是学习二次函数解题方法以及有效开展教学的重要载体。所以,教师在二次函数的教学过程中,需采用由浅至深的方式进行教学,合理把握和控制教学的难易程度,在学生了解和熟悉二次函数图像的前提下,帮助学生总结和认识其性质变化,从而达到顺利开展二次函数教学的目的。例如,教师在引导学生绘制二次函数图像的过程中,可以采用循序渐进的方式,通过绘制简单的二次函数图像,帮助学生学习和理解图像性质。如采用描点法绘制二次函数图像f(x)=-x2、f(x)=x2、f(x)=x2+2x+1等。在学习绘制函数图像的过程中,教师还可以设置一些例题,如“假设函数f(x)=x2-2x-1,在区间[a,+∞]中,呈单调递增的变化,求解实数a的取值范围”,或者“已知函数f(x)=2x2-4x+1,且-2 三、采用开发式的教学方式,培养学生的思维能力 在高中数学的二次函数教学过程中,涉及的内容范围广,所占的比例也相对较大。因此,教师在开展二次函数教学的过程中,其涉及的教学方法以及教学思路也非常多,教师需要合理选用教学思路和方法,这样才能有效培养和提升学生的数学能力以及思维能力。例如,在二次函数教学过程中,教师可以通过引导学生求解下列例题,让学生进一步理解和掌握二次函数的定义以及外延,并思考和总结出求解二次函数的思路和方法,以培养和提升学生的数学思维能力。如已知函数y=mx2+nx+c,其中a>0,且f(x)-x=0的两个根,x1与x2满足0 参考文献: [1]高红霞.高中数学二次函数教学方法的探讨[J].数理化解题研究,2015(11). [2]郗红梅.例析求二次函数解析式的方法[J].甘肃教育,2015(19). 数学毕业论文参考范文下载篇2 浅谈高中数学教学对信息技术的应用 摘要:为了提高高中数学的教学质量与丰富数学教学内容,将原有的知识点进行整合,使得学生更容易接受相关知识,文章提出了信息技术在高中数学教学中的应用策略:以信息技术为基础,丰富课堂教学内容;以信息技术为支点,优化教学过程;利用信息技术,让学生养成探索的习惯。 关键词:信息技术;高中数学;教学 信息技术在当下社会的发展给教学带来了许多改变,不仅使得教学变得更为高效,同时还令教学的内容变得丰富多彩。因此,随着信息技术在教学中的应用越来越广泛,教师就要对于这种教学模式进行探究,让教材与信息技术可以在进行授课的时候有效结合。只要是做好了以上的内容,就可以将高中数学与信息技术有机地结合到一起,以此推动数学教学的全面发展。从另一方面来说,信息技术也从另一个角度丰富了课堂内容,让学生可以从更多的方面来接触并了解数学中相关的知识与内容。从而使得学生可以养成多方面思考的习惯,让创新精神在他们的心底萌芽。 一、以信息技术为基础,丰富课堂教学内容 学习是一件非常枯燥的事情,驱使学生进行学习的动力是对于未知事物探索的兴趣。高中数学尤为如此,因为数学是一门理论性的学科,因此在学习的过程中,肯定会涉及到一些比较抽象的知识。对于这些抽象的知识,学生在学习起来多少都会有点困难,并且会影响学生的学习积极性。那么面对高中数学的学习,教师如何缓解并改变这一现状呢?目前比较好的办法就是将数学教学与信息技术进行结合,利用信息技术的多样化以及对丰富内容的获取能力,来为学生提供更多、更好的信息内容,供学生理解与学习。多媒体可以将声音、图片、甚至是视频都集中整合起来,立体直观地将数学中的抽象知识展现给学生。并且以此来激发学生的学习兴趣,除此之外,教师利用信息技术可以让课程变得更有层次感,让学生在学习的过程中减少疲劳的感觉。比如,教师在讲解各种函数曲线及其特性的时候,就可以利用多媒体动画的方式,向学生展现相关的函数知识。通过直观的表现,学生可以轻松地理解各种函数对应的图像以及相关的变化,在今后的学习过程中,会更为熟练地运用这些知识。 二、以信息技术为支点,优化教学过程 数学是一门自然科学,它的理论都是源自我们身边的生活。因此,在教学的过程中,教师要根据知识不断地引入实例,让学生可以更好地了解所学的知识。在高中的教材中,对于知识来说,理论知识已经非常丰富,但是对于实例的列举就显得不足。那么学生在学习的时候,理解起这些枯燥的定理与公式就显得非常吃力。这就是因为教材忽略学生的学习能力,编写得太过于理论化,因此就需要教师利用多媒体的优势,来为学生搜集一些关于实际应用数学知识的例子,来让学生了解并掌握其中的规律。这样有利于培养学生的思维与抽象能力,有助于他们今后解决问题时具有明确的思路。比如,在学习概率这一部分的知识时,学生很难联想到生活中相关的事情,教师可以搜集一些类似于老虎机、彩票甚至是其他的一些生活中博彩类性质的事情让学生进行了解。然后带领学生根据其规则进行计算,让学生了解到概率知识在生活中的运用,使学生认识到赌博的坏处。 三、利用信息技术,让学生养成探索的习惯 学习对于学生来说,不是教师的任务,而是每个人自己的事情。学生作为学习的主人,应当对学习具有一定的主导性。在日常的学习中,由于枯燥的内容以及过于逻辑性的思考,会使得学生丧失对于学习的乐趣与动力。正确的教学应当是教师进行适当的引导,让学生可以在他们的好奇心以及兴趣的驱使下自由地进行学习,充分地满足他们的爱好。只有这样,才能最大程度地发挥他们的主观能动性。而将信息技术应用于高中数学,正是给学生搭建了一个这样的平台,让学生可以更好地接触到大量的数学知识以及数学理念。同时,在网络上,各种优质的教学录像比比皆是,学生如果对于某个知识点有疑问,可以随时在网络上进行查看。这对于知识的探索与掌握有着很大的帮助。此外,利用信息技术与网络的优势,还可以让学生在进行资料与问题查询的过程中,养成良好的动手与动脑习惯,不再单单地依靠教师来进行解答,而是学会尝试用自己的方式来找到答案,这对学生的自主探究能力产生了一种提升作用。同时,由于结论是学生自己得到的,那么印象自然非常深刻。总之,信息技术在高中数学教学中的应用,是一件一举多得的事情,不仅可以改变高中数学枯燥的教学环境,而且能充分调动学生的学习积极性,让学生在学习的同时还能了解到更为广泛的信息与其他知识,并且可以激励学生对于疑难问题进行自主探索,提高了他们动手动脑的能力,并且也提高了教学质量。 参考文献: [1]唐冬梅,陈志伟.信息技术在高中数学学科教学中的应用研究文献综述[J].电脑知识与技术,2016(18):106-108. [2]傅焕霞,张鑫.浅议信息技术与高中数学教学有效整合的必要性[J].科技创新导报,2011(35):163. [3]王继春.跨越时空整合资源:信息技术与高中数学教学的有效整合[J].中国教育技术装备,2011(31):135-136. [4]崔志.浅析新课程标准的背景下信息技术在高中数学教学中的应用[J].中国校外教育,2014(10):93. 猜你喜欢: 1. 关于数学的论文范文免费下载 2. 数学系毕业论文范文 3. 数学本科毕业论文范文 4. 数学文化的论文免费下载 5. 大学数学毕业论文范文

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