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好玩的数学  · 公众号  · 数学  · 2017-06-02 07:20

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现在我们首先进入纯粹数学的领域。


纯粹数学



纯粹数学主要包括四个部分:


△ 纯粹数学包括数字系统、结构、空间和变化。


【数字系统】


数字系统的研究起源于数,一开始为熟悉的自然数(1、2、3...)及整数(…-2、-1、0、1、2...)与被描述在算术内的自然数及整数的算术运算(+-× ÷ )。当数系进一步发展时,整数被视为有理数(-7、1/2、2.32...)的子集,而有理数则包含于实数(-4π、e、√2...)中。实数则可以进一步被广义化为复数(4+3i、-4i...)。除此外,还有其它一系列的数(比如四元数、八元数和基数等)。还有一些数深受数学家的喜爱,比如π、e和质数(1,3,11...)。


刚才提到的这些数字都有一些有意思的性质,例如,尽管实数和整数都有无限多,但实数要比整数多。所以有一些无限实际要比另一些大。


【结构】


对结构的研究起始于将数字以变量的形式代入方程(y=mx+c)。如何解这些方程的规则包含在代数之中。在这个分支中,还有矢量和矩阵,它们都是多维数,而它们之间的联系于线性代数中被研究。


在这个分支内,有一个被誉为“最纯”的数学领域,那就是数论。数论专注于研究在“数字系统”中提到的所有数的特征,比如质数的性质(质数产生了很多非专业人士也能理解而又悬而未解的问题,如哥德巴赫猜想,孪生质数猜想等)。


另一方面,组合数学是一门研究可数或离散对象的数学分支,比如树、图论等,一些著名的问题包括地图着色问题、船夫过河问题等等。群论则是研究名为群的代数结构,一个熟悉的例子就是魔方,是一个置换群。序理论是研究捕获数学排序的直觉概念的各种二元关系的数学分支,比如哈斯图,是用来表示有限偏序集的一种数学图标。


【空间】


纯粹数学的另一个部分是研究形状和它们在空间中的行为。空间的研究源自于几何——尤其是欧几里得几何。三角学则结合了空间及数,且包含有著名的勾股定理。还有一些比较有趣的领域,比如分形,它是一种具有尺度不变性的数学模式,意思是说你无论你怎么放大它们看起来都是一样的。







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