這5種思考方法,讓你有數(shù)學家的頭腦

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中數(shù)學 來源: 高中學習網(wǎng)


  在我看來,數(shù)學的真正美妙的地方之一在于它可以被檢驗;你不必把任何人的話當做圣經(jīng)。如果有人給你說一些事情是真的,那你可以讓他證明;最好是,如果你真的想同數(shù)學家一樣思考,那你可以嘗試主動證明它。不要等著有人拿勺子喂你。

  一、質疑一切

  對于一些人的話,你的反應應該是懷疑,并且試圖去找到一個反例;即便是真的,這種對你的鍛煉也是有益的,同時也能幫助我們對事情的判斷力(注意,在真實生活場景中過度這么做可能會失去朋友,一直挑別人的刺,誰都會不爽)。

  某報紙的一份來信說時間旅行從邏輯上是不可能的,因為如果時間旅行是可能的,那我們是會看到很多來自未來的人。我有一些想法來反駁這個邏輯:或許時間旅行只允許我們穿越到過去某點時間(比人類歷史還要長);或許時間旅行者不允許和我們交流;或許時間旅行有一個范圍,能穿越的時間不超過一年,而時間旅行在數(shù)年后才出現(xiàn)(并且時間旅行的機器不能穿越)。

  二、寫下來

  寫下來?你可能會問,這跟和數(shù)學家一樣思考有個啥關系。是這樣的,語言是由一些論據(jù)構建的。高水平數(shù)學家的論據(jù)都是證明的形式(不僅僅是給出正確的數(shù)字答案)。

  學生通常看不到寫下來的需要;他們常常說:“我來大學不是來寫作文的”,“我已經(jīng)知道正確答案了”,“你懂的”。他們的作業(yè)都是一些沒有關系的符號堆砌但依然可以獲取高分。但是,如果你想去理解數(shù)學并且思路清晰,通過寫的練習可以迫使你對自己的觀點想的更清楚。如果你不能正確的描述,那么很可能你并不是真正理解了你要表達什么。這是一個可以學習和發(fā)展自己技術的很好機會。其實寫的一手好文章在任何領域都是很有用的技術。

  三、試試逆?

  語句A=>B是數(shù)學的核心,我們可以表述為如果A是真的,那么B就是真的;

  A=>B的逆就是B=>A,例如:"如果我是丘吉爾,那我是英國人"的逆是"如果我是英國人,那么我是丘吉爾";

  這個簡單的例子說明了,即便是一個語句是真的,那么其逆可能非真;可能真也可能非真,說之前要搞清楚;

  一個好的數(shù)學家,當提出一個A隱含B的語句時,通常會思考"其逆為真么?",把這個問題印到腦子里,作為你和數(shù)學打交道的工具;然后,其逆是否為真并不是很重要,關鍵是磨練數(shù)學的能力;

  [說個題外話,通常人們會犯一個大錯誤,就是當A=>B時,認為如果A非真的,那么B也非真的;這是不對的,這個語句只是在說當A為真是會發(fā)生什么,并沒有說A非真時的情況,F(xiàn)在可以像一個數(shù)學家一樣思考一下,給一個例子。]

  四、試著互逆

  一條語句'A=>B'的互逆是'notB=>notA';

  例如:

  1)『如果我是丘吉爾,那么我就是英國人』的互逆就是『如果我不是英國人,那么我就不是丘吉爾』

  2)『如果我不是美國人,那么我就不是德克薩斯人』的互逆就是『如果我是德克薩斯人,那么我就是美國人』

  3)『x^2-4x-5=0=>x>=-2』的互逆就是『x<-2>x^2-4x-5!=0』

  A=>B的互逆命題和自身的真假驚奇的一致!也就是說,如果A=>B是真的,那么notA=>notB就是真的,反之亦然?梢则炞C一下上面的例子。一開始可能很難在腦子里形成固有概念-其實大多數(shù)人都不相信;有一個著名的關于互逆的教育實驗,叫做Wason的選擇任務?梢钥匆豢茨闶欠衲芡ㄟ^測試,只有不到10%的人通過了;

  由于互逆經(jīng)常用做證明,并且日常推理也經(jīng)常搞錯,所以你應該掌握。

  五、考慮極端情況

  面對一個命題,要在少量極端的假設情況下看看;如果需要的參數(shù)為0或者1會怎樣?如果把需要的函數(shù)定義為f(x)=0會怎樣?數(shù)據(jù)集為空呢?如果需要的序列為1,1,1,1……呢?直線或者圓會有什么結果?

  這些例子可以幫我們更深刻的理解,意味著命題可以應用的場景;

  考慮一個極端的例子『如果Y=X^2,Z=Y^2,所以Z!=X^2』。貌似Y和Y^2一般場景下是真的,但其實不然,比如Y=1,當X=1的條件下;

  用一個極端的例子說明下列原理是錯誤的:

  原理:假設a,b,c,d是正整數(shù),如果ab=cd,a=c,那么b=d;

  想給出好的極端例子需要積累,因此需要平時注意收集,用到的時候信手捏來,有一個訓練方法,想象你正在酣睡,突然大半夜有人把你搖醒說:快!給我一個X的好例子,快!X可以是群組、向量、函數(shù)等數(shù)學對象。

  來源:譯言網(wǎng)


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