组合数学学年论文

第一篇：组合数学学年论文

什么是组合数学

姓名：郭晨霞 学号：20105034021 院系：数学与信息科学学院 专业：信息与计算科学 1 组合数学的简介

现代数学可以分为两大类：一类是研究连续对象的，如分析、方程等，另一类就是研究离散对象的组合数学。组合数学不仅在基础数学研究中具有极其重要的地位，在其它的学科中也有重要的应用，如计算机科学、编码和密码学、物理、化学、生物等学科中均有重要应用。微积分和近代数学的发展为近代的工业革命奠定了基础。而组合数学的发展则是奠定了本世纪的计算机革命的基础。计算机之所以可以被称为电脑，就是因为计算机被人编写了程序，而程序就是算法，在绝大多数情况下，计算机的算法是针对离散的对象，而不是在作数值计算。正是因为有了组合算法才使人感到，计算机好像是有思维的。

组合数学不仅在软件技术中有重要的应用价值，在企业管理，交通规划，战争指挥，金融分析等领域都有重要的应用。在美国有一家用组合数学命名的公司，他们用组合数学的方法来提高企业管理的效益，这家公司办得非常成功。此外，试验设计也是具有很大应用价值的学科，它的数学原理就是组合设计。用组合设计的方法解决工业界中的试验设计问题，在美国已有专门的公司开发这方面的软件。

组合数学是近年来随着计算机科学的发展而新兴起来的一门综合性、边缘性学科。组合数学是什么, 有很多不同的看法。Richard A.Brua Di 所著5Introductory Comb in atorics6 中认为组合数学研究的是事物按照某种规则的安排, 主要有: 存在性问题, 计数性问题和对已知安排的研究。Danie I.A.Coh en 所著5Basic Techniques of Combinatoria T heory6 中这样描述: 组合数学就是对给定描述的事物有多少种或者某种事物发生的途径有多少种的研究。综合以上观点, 组合数学就是主要研究/ 事物的安排0 中涉及的数学问题。组合数学研究的主要内容

在日常生活中我们常常遇到组合数学的问题。如果你仔细留心一张世界地图，你会发现用一种颜色对一个国家着色，那么一共只需要四种颜色就能保证每

两个相邻的国家的颜色不同。这样的着色效果能使每一个国家都能清楚地显示出来。但要证明这个结论确是一个著名的世界难题，最终借助计算机才得以解决，最近人们才发现了一个更简单的证明。

当你装一个箱子时，你会发现要使箱子尽可能装满不是一件很容易的事，你往往需要做些调整。从理论上讲，装箱问题是一个很难的组合数学问题，即使用计算机也是不容易解决的。航空调度和航班的设定也是组合数学的问题。怎样确定各个航班以满足 不同旅客转机的需要，同时也使得每个机场的航班起落分布合理。此外，在一些航班有延误等特殊情况下，怎样作最合理的调整，这些都是 组合数学的问题。

组合数学在企业管理，交通规划，战争指挥，金融分析等领域都有重要的应用。在美国有一家用组合数学命名的公司，他们用组合数学的方法来提高企业管理的效益，这家公司办得非常成功。此外，试验设计也是具有很大应用价值的学科，它的数学原理就是组合设计。用组合设计的方法解决工业界中的试验设计问题，在美国已有专门的公司开发这方面的软件。最近，德国一位著名组合数学家利用组合数学方法研究药物结构，为制药公司节省了大量的费用，引起了制药业的关注。组合数学的应用范例

幻方是组合数学的重要组成部分，下面将着重论述幻方的相关知识。幻方的定义及分类：幻方的定义：在一个由若干个排列整齐的数组成的正方形中，图中任意一横行、一纵行及对角线的几个数之和都相等，具有这种性质的图表，称为“幻方”。我国古代称为“河图”、“洛书”，又叫“纵横图”。

幻方的分类：对平面幻方的构造，分为三种情况：N为奇数、N为4的倍数、N为其它偶数(4n+2的形式)（这里主要研究平面幻方，对于立体幻方、高次幻方我们不做涉及）。

一、奇阶幻方：N为奇数的N乘N阶的幻方，其构造方法如下：(1)将1放在第一行中间一列；

(2)从2开始直到n×n止各数依次按下列规则存放：按 45°方向行走，如向右上。

每一个数存放的行比前一个数的行数减1，列数加1。

(3)如果行列范围超出矩阵范围，则回绕。

例如1在第1行，则2应放在最下一行，列数同样加1;(4)如果按上面规则确定的位置上已有数，或上一个数是第1行第n列时，则把下一个数放在上一个数的下面。

二、偶阶幻方。偶阶幻方又可分为两种：

1、N=4n；

2、N=4n+2.其中n为正整数。

（一）：N=4n时其构造方法如下： 采用对称元素交换法。

首先把数1到n×n按从上至下，从左到右顺序填入矩阵

然后将方阵的所有4×4子方阵中的两对角线上位置的数关于方阵中心作对 称交换，即a(i,j)与a(n-1-i,n-1-j)交换，所有其它位置上的数不变。

(或者将对角线不变，其它位置对称交换也可)

（二）：N=4n+2时其构造方法如下：

当n为非4倍数的偶数(即4n+2形)时：首先把大方阵分解为4个奇数(2m+1阶)子方阵。

按上述奇数阶幻方给分解的4个子方阵对应赋值上左子阵最小(i)，下右子阵次小(i+v)，下左子阵最大(i+3v)，上右子阵次大(i+2v)即4个子方阵对应元素相差v，其中v=n*n/4 四个子矩阵由小到大排列方式为 ① ③ ④ ②。

然后作相应的元素交换：a(i,j)与a(i+u,j)在同一列做对应交换(jn-t+2)，a(t-1,0)与a(t+u-1,0)；a(t-1,t-1)与a(t+u-1,t-1)两对元素交换。

其中u=n/2，t=(n+2)/4 上述交换使每行每列与两对角线上元素之和相等。

总之，组合数学无处不在，它的主要应用就是在各种复杂关系中找出最优的方案。所以组合数学完全可以看成是一门量化的关系学，一门量化了的运筹学，一门量化了的管理学。

第二篇：组合数学论文

生活中的组合数学

摘 要:组合数学在基础理论方面和生活应用方面都发挥着越来越重要的作用, 组合数学不仅在基础数学研究中具有极其重要的地位，在其他的学科中也有重要的应用，如在计算机科学、编码和密码学、物理、化学、生物等学科中均有重要应用。如果说微积分和近代数学的发展为近代的工业革命奠定了基础，那么组合数学的发展则是奠定了21世纪计算机革命的基础。因此随着计算机科学和其它许多新兴应用学科的发展,组合数学在基础理论方面和生活应用方面都发挥着越来越重要的作用,进而需要我们对其进行更加深层次的研究.关键词:组合数学;鸽巢原理;数学游戏

引言

随着计算机的普及推广,组合数学这门古老的学科焕发出蓬勃的生机.组合数学是一门研究内容丰富、应用广泛的学科,同时它也是一门讲究方法,讲究技巧的学科.组合数学的魅力在于找到巧妙的解法来完善的解决一个组合数学问题,计算机强大的计算能力为寻求组合数学问题的巧妙解法提供了无限的可能,同时组合数学也反过来有效地推动了计算机科学的发展.组合数学在国外已有较快发展,在很多大学已设立组合数学与优化理论专业来培养专门人才.我国对组合数学的研究具有一定的基础,特别是图论研究和区组设计等方面已取得一定的成果.组合数学的发展显然已经改变了传统数学中分析和代数占统治地位的局面,奠定了本世纪的计算机革命的基础.因此需要对其进行更加深入的理论探讨和实践.本文正是基于这种思想,希望借以简单的阐述引起人们对组合数学的更深层次的理解,并能够将其灵活应用于生活中.所以我想通过一些实例和数学史上的一些故事和难题,介绍了组合数学是如何在生活中应用的.在研究了一些典型的例子和趣味性的故事的基础上,系统的查阅了相关文献，并结合生活中涉及组合数学的相关知识进行阐述,具体说明了组合数学的基本方法及其在生活中的应用.这样就使得晦涩的组合数学显得更加形象,也使抽象的理论概念变得浅显具体,更易被初学者理解和接受,以至于可以激发人们在生活中应用组合数学的意识.1.组合数学的基本内容

1.1概念

伴随着计算机科学的高速发展,近年来,组合数学已渐渐成为一门新兴起来的边缘性、综合性学科.关于组合数学到底是什么,数学界有许多种的看法.Richard A.Brualdi在其所著的《Introductory Combinatorics》一书中提到组合数学研究的是事物按照一定的规则安排,其中包括:对已知安排问题的研究，计数性问题,存在性问题.在《Basic Techniques of Combinatorial Theory》中有如此描述: 组合数学即为对已给定描述事物的研究有多少种或者是对某事物发生的途径有多少种.综上所述,组合数学主要研究的就是事物安排中所涉及的有关数学问题1.组合数学是研究任意一组离散性事物按照一定规则安排或配置的数学.特别是当指定的规则较简单时,计算一切可能的安排或配置的方法数,就成为它研究的主要问题.现代组合数学有两个主要特点:其一,它大量应用了抽象代数学工具和矩阵工具促使问题的提法和处理方法表现出极大的普遍性;其二,为了适应计算机科学的发展,它很注重对方法的能行性和程序化问题进行研究.这样,它又派生出算法组合学和组合算法等新的亚分支学科.1.2主要内容

组合数学最早是同数论和概率论交叉在一起的.本世纪五十年代以来,特别是由于计算机科学的巨大发展,促使组合数学成为一支富有生命力的新兴数学分支.与传统的数学课程相比,组合数学研究的主要是一些离散事物之间所存在的某些数学关系,包括计数性问题、存在性问题、最优化问题以及构造性问题等,其内容主要是枚举和计数.组合学中研究最多的主要是计数问题,该问题通常出现在所有的数学分支之中.计算机科学通常需要研究有关算法的内容,就必须估计出算法所需的存储单元和运算量,即分析算法的空间复杂性和时间复杂性2.综上,组合数学主要研究:排列组合、递推关系和生成函数、鸽巢原理和容斥原理、贝恩赛特引理与波利亚定理以及区组设计与编码等等.2.组合数学的基本解题方法

组合数学是离散数学的一个分支,其内容零散,思想方法繁多,对于长期接受

连续性数学学习的我们来说,通常感到很难抓住其要领,无从下手,尤其是对新颖繁多的各种组合方法感到有些茫然.组合数学的方法很多,如加乘法则,抽屉法则,母函数法,逐步淘汰法等等,了解这些方法有助于培养我们学生的组合思维。

3.组合数学在生活中的应用举例

组合数学是十分贴近于人们的生活的，因此组合问题在生活中非常常见。例如，求n个球队参加比赛，每队只和其他队比赛一次的总比赛场数。例如，在纸上画一个网络，用铅笔沿着网络的线路揍，在笔不离开纸面而且不重复线路的条件下，一笔画出网络图。又例如这样一个简单的组合数学问题：一个船夫要把一只狼，一只羊和一棵白菜运过河。而当人不在场时，狼要吃羊，羊要吃白菜，而他的船每趟只能运其中的一个，问人怎样才能把三者都运过河。下面介绍几种组合数学中的著名问题。

1.地图着色为题：对世界地图着色，每一个国家使用一种颜色。如果要求相邻国家的颜色相异，是否总共只需四种颜色？四色定理是一个著名的数学定理。它指出，如果将平面分成一些邻接的区域，那么可以用不多于四种颜色来给这些区域染色，使得每两个邻接区域染的颜色都不一样。另一个通俗的说法是：每个（无飞地的）地图都可以用不多于四种颜色来染色，而且没有两个邻接的区域颜色相同。被称为邻接的两个区域是指它们有一段公共的边界，而不仅仅是一个公共的交点。例如右图左下角的四色圆盘中，红色部分和绿色部分是邻接的区域，而黄色部分和红色部分则不是临界区域。

尽管四色定理最初提出是和地图染色工作有关，但四色定理本身对地图着色工作并没有特别的意义。据凯尼斯·梅在一篇文章中所言：“（实际中）用四种颜色着色的地图是不多见的，而且这些地图往往最少只需要三种颜色来染色。制图学和地图制图史相关的书籍也没有四色定理的记载。”

一些简单的地图只需要三种颜色就够了，但有时候第四种颜色也是必须的。比如说当一个区域被三个区域包围，而这三个区域又两两相邻时，就得用四种颜色才行了。“是否只用四种颜色就能为所有地图染色”的问题最早是由一位英国制图员在1852年提出的，被称为“四色问题”。人们发现，要证明宽松一点的“五定理”（即“只用五种颜色就能为所有地图染色”）很容易，但四色问题却出人意料地异常困难。曾经有许多人发表了四色问题的证明或反例，但都被证实是错误的。

1977年，数学家凯尼斯·阿佩尔（英语：Kenneth Appl）和沃夫冈·哈肯（英语：Wolfgang Haken）借助电子计算机首次得到了一个完全的证明，四色问题也终于成为了四色定理。这是首个主要由计算机证明的定理。这个证明一开始并不为许多数学家接受，因为不少人认为这个证明无法用人手直接验证。尽管随着计算机的普及，数学界对计算机辅助证明更能接受，但仍有数学家对四色定理的证明存疑。

船夫过河问题：船夫要把一匹狼、一只羊和一棵白菜运过河。只要船夫不在场，羊就会吃白菜、狼就会吃羊。船夫的船每次只能运送一种东西。怎样把所有东西都运过河？这是线性规划的问题。

中国邮差问题：由中国组合数学家管梅谷教授提出。邮递员要穿过城市的每一条路至少一次，怎样行走走过的路程最短？这不是一个NP完全问题，存在多项式复杂度算法：先求出度为奇数的点，用匹配算法算出这些点间的连接方式，然后再用欧拉路径算法求解。

河洛图：我国古代的河洛图上记载了三阶幻方，即把从一到九这九个数按三行三列的队行排列，使得每行，每列，以及两条对角线上的三个数之和都是一十五。组合数学中有许多象幻方这样精巧的结构。1977年美国旅行者1号、2号宇宙飞船就带上了幻方以作为人类智慧的信号。

装箱问题：当你装一个箱子时，你会发现要使箱子尽可能装满不是一件很容易的事，你往往需要做些调整。从理论上讲，装箱问题是一个很难的组合数学问题，即使用计算机也是不容易解决的。

是否存在稳定婚姻的问题：假如能找到两对夫妇（如张（男）--李（女）和赵（男）--王（女）），如果张（男）更喜欢王（女），而王（女）也更喜欢张（男），那么这样就可能有潜在的不稳定性。组合数学的方法可以找到一种婚姻的安排方法，使得没有上述的不稳定情况出现（当然这只是理论上的结论）。这种组合数学的方法却有 一个实际的用途：美国的医院在确定录取住院医生时，他们将考虑申请者的志愿的先后次序，同时也给申请排序。按这样的 次序考虑出的总的方案将没有医院和申请者两者同时后悔的情况。实际上，高考学生的最后录取方案也可以用这种方法。

管理调度问题：我们还会遇到更复杂的调度和安排问题。例如，在生产原子弹的曼哈顿计划中，涉及到很多工序，许多人员的安排，很多元件的生产，怎样安排各种人员的工作，以及各种工序间的衔接，从而使整个工期的时间尽可能短？这些都是组合数学典型例子。又比如，假日饭店的管理中，也严格规定了有关的工序，如清洁工的第一步是换什么，清洗什么，第二步又做什么，总之，他进出房间的次数应该最少。既然，这样一个简单的工作都需要讲究工序，那么一个复杂的工程就更不用说了。

铺地砖问题：我们知道，用形状相同的方型砖块可以把一个地面铺满（不考虑边缘的情况），但是如果用不同形状，而又非方型的砖块来铺一个地面，能否铺满呢？这不仅是一个与实际相关的问题，也涉及到很深的组合数学问题。

组合数学还可用于金融分析：组合数学还可用于金融分析，投资方案的确定，怎样找出好的投资组合以降低投资风险。南开大学组合数学研究中心开发出了“

金沙股市风险分析系统”现已投放市场，为短线投资者提供了有效的风险防范工具。

总之，组合数学无处不在，它的主要应用就是在各种复杂关系中找出最优的方案。所以组合数学完全可以看成是一门量化的关系学，一门量化了的运筹学，一门量化了的管理学。

3.1 乘法原则与加法原则的应用举例

下面看看组合数学在生活中的实际应用.（以下假设A和B是两类互不关联、互不相同的事件.）组合数学问题在生活中非常常见。例如，求n个球队参加比赛，每队只和其他队比赛一次的总比赛场数。例如，在纸上画一个网络，用铅笔沿着网络的线路揍，在笔不离开纸面而且不重复线路的条件下，一笔画出网络图。又例如这样一个简单的组合数学问题：一个船夫要把一只狼，一只羊和一棵白菜运过河。而当人不在场时，狼要吃羊，羊要吃白菜，而他的船每趟只能运其中的一个，问人怎样才能把三者都运过河。

加法原则可定义为:设事件A有m种选择方式,事件B有n种选择方式,则选A或B共有mn种方式.例如,大于1小于9的的奇数有3个,分别为3,5,7,9;大于1小于9的偶数有4个,分别为2,4,6,8.则大于1小于9的整数有7个,即2,3,4,5,6,7,8.这里事件A为大于1小于9的奇数,事件B为大于1小于9的偶数.而大于1小于9的整数即是属于A或者属于B.乘法原则可以定义为:设事件A有m种选取方式,事件B有n种选取方式,那么选取A以后再选取B共有mn种方式.例如,从3个黑人、5个白人、9个黄种人中各选出1位的方式有359135种方式.而从中共选出一人的方式有35917种方式.下面再用一个实例看看这两个法则是如何应用的.例5 某旅行社开辟了从北京去长白山和天山2条旅游线路,称为北线；从北京去西湖、黄山、峨眉山3条旅游线路,称为南线.问该社共有多少条不同的线路？如某人选定了从北京去四川,先要在西安中转,北京到西安有3种航班可选,西安到四川又有2种航班可选,问共有多少种不同的航班配置方式？

分析

由所学的概率知识可知,互不相容事件A1、A2,则其和的概率等于各自

概率之和,即P(A1A2)PA1PA2;同理,二个独立事件同时发生的概率PA1A2PA1PA2.解

由加法原理可知,该社共有的线路条数P1235条.由乘法原理可知,共有的航班配置方式P2326种.3.2 Ramsey定理的应用举例

首先是抽屉原理,大家也许早就听说过这样的智力问题“:从10双鞋子中随便拿几只能保证有一双相配的鞋?”答案显然是至少3只.大家不难根据同样的原理编造出许多新问题.这个原理本身可以很形象的表述为:“把多于n个东西任意放进n个抽屉,那么一定有一个抽屉放进了不止一个东西”.因为19世纪德国数学家狄利克雷曾用这个原理证明过数学命题,所以把它叫做狄氏抽屉原理,或简称抽屉原理.它虽然简单,但利用它可以证明不少并不简单的结论.其次是鸽巢原理.鸽巢原理是组合数学中最简单最基本的原理,和抽屉原理其实是异曲同工.鸽巢原理可简单的描述为:“若有n个鸽巢,而鸽子多余n只,若每只鸽子必须进巢,则至少有一个鸽巢内的鸽子多于一只.”

下面简要举一个用鸽巢原理解决实际问题的例子.例6

一间屋内有10个人,他们当中没有人超过60岁（年龄只以整数给出）但又至少不低于1岁.试证明:总能找出两组人（两组不含相同的人）,各组的年龄和是相同的.解

设Yy1,y2,,y10为屋内10个人的年龄构成的集合,集合Y的所有k个

121010kC10C1021种,不同元素之和共有C10,则所有可能的不同元素之和有C10记这些和为Ss1,s2,,s1023,由题设条件可知:

1si60,i1,2,,1023.因此,由鸽巢原理原理可知S中至少有两个元素是相同的,设为sisj.如果年龄和si和sj的人中有相同的人,则把这些相同的人去掉,即为要找的两组年龄和相同的人.最后就是集会问题.这也是一个广为流传的趣味数学问题:“证明在至少有6个人参加的集会上,与会者中或者有3个人以前互相认识,或者有3个人以前彼此都不认识.”因为6人集会中成员间的情况共有21532728种.下面就针对这个问题给予简单证明.例77

试证明6个人中一定有3个人相互认识或相互不认识.证明

先考虑6个人中的任意一个人,不妨把这个人称作p.则其他的5个人可以分为下面的两个集合F和S.其中F表示与p相识的人的集合,S表示与p不相识的人的集合.由鸽巢原理知,这两个集合中至少有一个集合包含有3个人.若F包含有3个人,则这3个人或者彼此不相识,或者有两个人彼此相识.如果F中有3个人彼此不相识,则结论成立.如果F中有2人相识,则由于这两个人都与p相识,因此有3人彼此相识,故定理结论成立.类似的,如果S包含3个人,则这3个人或者彼此相识,或者有两个人彼此不相识.如果这3个人彼此相识,则结论成立.如果有两个人彼此不相识,则由于这两个人都与p也不相识,因此有3个人彼此不相识,故定理结论成立.3.3 线性规划法的应用实例

线性规划是最简单,应用最广泛的一种数学规划方法,也是使用最早的一种 优化方法.在组合数学中,线性规划问题可以归结为一类条件极值问题.例8 某电视机厂有100台彩电的订单要在三周内交货,在第一,第一和第三周生产x台彩电的费用分别是120x,1.2x2,1.5x2.求每周生产彩电的数目的最优策略.解

假设xii1,2,3表示在第i周生产的彩电数,fixi表示第i周生产xi台彩电的费用,则此问题的数学模型为

min yf1x1f2x2f3x3120x11.2x221.5x32，s.t.x1x2x3100，xi0,i1,2,3.假设Fkx表示在前k周生产x台彩电所得到的最小费用,则由最优原理可得出如下的递归方程

F1xf1x，Fkxmin0xkxfkxkFk1xxk,k0x100.2,3, 原问题的解就是F.（100）3由上式可知

F1xf1x=120x，F2xmin0x2xf2x2F1xx2, f3x3Fxx3.F3xmin0x3x解上面的递归方程,可得当x110,x250,x340时有最小值

F31006600.即第一周生产10台彩电,第二周生产50台彩电,第三周生产40台彩电,可获得最小费用6600.3.4 游戏中的组合数学 3.4.1哥尼斯堡七桥问题

18世纪初在东普鲁土有这样一个问题:某条河上有两个岛屿,城市中的四部分可以由七个桥来连接起来．那么可否经过每个桥并且每个桥只能走一次？（如图1上图所示）．

图1 在18世纪中期,欧拉成功论证了该问题,也即是合适的方案并没有,不可能每座桥走过且仅走过一次．欧拉把该实际问题形象地简化成同一平面上线与点的组合问题,将每一座桥看成一条线,每座桥所连接的地方看作点.因此,从某一点出发再回

到这一点的问题,可转化成一个一笔画的问题8.欧拉采用概念映像法来解决该类问题,亦即抽象分析法.将七桥问题中的桥与陆地之间的关系结构用S表示,用x表示一次可否同时走过此七座桥的问题.欧拉使用了一种方法,即用概念映像将桥视为几何线,将连接的地点视为几何点,则在映像下可得到(S;x)→(Sn;xn).如此,Sn则可表示如图1下图的点线图.之前的问题x便对应变成能否一笔画出如图1下图所示的平面图问题xn.也即xn就是关于上述点线图的一笔画问题.欧拉的这种方法就是组合数学中后来的关系映像反演方法的最早体现．

3.4.2“三同六变”的问题

中国的王文紊在其所著的《算学宝鉴》一书中详细记载了一个名为“三同六变”的题目:

“假令二十四老人,长者寿高一百,次者递减一岁,止于七十七．共积总寿二千一百二十有四．卜(疑为‘赴’)会三社,八老相会,七百八岁,盖因人情逸顺,散而复会,共换六次,其积(即和)仍均七百有八,屯(疑为‘求’)见连用之道．”8

它的意思也即是说:有24位老人,每8人一起,分三处赴会,每处年龄之和均为708岁,并且年龄从100岁到77岁,依次递减1岁．那么如何分配,分配方法有多少种?

在该书当中共列出了6种解答,并且作了注释,“其变尤多,不及备述”．

对这个问题加以推广,便可得到一类 “n同k聚”的问题:在自然数集合N内,任意选取nk(k=2,3,4, „)个连续自然数作为集合M,将M任意划分为n个互不相交子集M1,M2,M3,,Mn,而每个子集均有k个元素,并且各个子集元素之和相等,求M1,M2,M3,,Mn．这个问题为中国传统数学中的浑圆图给出了另一解释.结束语

这篇论文只是介绍了组合数学在生活中的应用的一小部分,希望借此论文可以激起我们对组合数学的关注,学会在生活中运用组合数学来解决具体的问题.组合数学这个富有生命力的数学分支,涉及生活中的各个领域, 作为计算机专业的学生，我们必须把组合数学的学习放在一个重要的位置上来，掌握基本的组合数学原理，培养专业的数学思维，这样才能在以后的工作学习中掌握主动和先机。才能在将来为中国的计算机软件事业做出自己的贡献。

参考资料

百度知道：http://zhidao.baidu.com 百度百科：http://baike.baidu.com/view/44868.htm http://zhidao.baidu.com/question/33561976.html 百度文库；http://wenku.baidu.com/view/b7d3f019f18583d0496459e9.html http://wenku.baidu.com/view/41879a15cc7931b764ce1507.html http://wenku.baidu.com/view/d0bc7b1dc281e53a5802ffeb.html http://wenku.baidu.com/view/a42acc270722192e4536f63b.html http://wenku.baidu.com/view/9bacf1f9f705cc1755270986.html http://wenku.baidu.com/view/33e0ad3143323968011c9213.html 维基百科：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%84%E5%90%88%E6%95%B0%E5%AD%A6

第三篇：数学论文

信息技术让小学数学课堂更精彩

摘要：随着现代社会的发展，信息技术已是一种潮流，一份产业，信息素养已成为每个公民必须具备的基本素质。因此在教学中引进信息技术，充实学科内容，拓展学生知识；丰富教学形式，提高教学质量；活化教学方法，培养自主学习；共享教学资源，深化教学经验，使之形成为一种新型的教学模式，势在必然的。

关键词：信息技术

小学数学

传统的教学模式中，学生学习方式较单

一、被动，缺少自主探索、合作学习，独立获取知识的机会。然而信息技术与小学数学学科整合之后的教学过程却是：学生的学习开放性、全球化；学习过程具有交互性；内容形式呈现多媒体化。改革现行的学科教学方法，使其适应信息环境下的学习要求，看来是刻不容缓。我国教育工作者对信息技术与小学数学学科的整合进行了大量的探索，摸索出了不少成功的经验，整合后的的课堂教学模式主要有以下三类：

（一）、“讲解演示”的模式。这种模式是把多媒体计算机作为认知学习的辅助工具，强调运用多媒体技术创设数学情境，突破重点难点。这种学习模式有利于知识的吸收和掌握。具体操作步骤如下：

1、教师利用多媒体技术，在充分研究学生的认知特点和知识结构的基础上，制作图文声像并茂的课件，创设学习情境；

2、学生利用多媒体学习工具，结合情境和教材，进行思考、讨论、实践和探索；

3、教师掌控教学过程，给予学生必要的引导和帮助。儿童认识事物的规律通常是：直接感知——表象——概念系统，因而小学生要建立起高度抽象的数学概念比较难。我们要充分发挥信息技术的直观性，创造条件，使学生获得丰富的表象，然后引导学生概括出概念。如教学“射线、直线”两概念时，单靠语言表述和列举生活中的例子作说明，学生很难理解“无限长”的含义。因此可借助信息技术来弄清概念。首先在屏幕上出现一亮点，然后是亮点向一方徐徐移动，引出一条不断延长的线，这时老师告诉学生这条线可无休止的延长。这样学生就会形象的理解“无限长”的含义，从而得出：射线是无限长的，且只有一个端点。讲直线时，可以从亮点处向两端无限延长，帮助学生理解。这样呈现方式显然优化了教学提高了教学效率。又如教学“角的概念”时，应用课件先在屏幕上显示一个亮点，然后有两条不同颜色的线从这一点射出，形成两条射线。点及两条射线的同时闪烁使学生悟出角的形成，得出角的概念并认识了角的各部分名称；再将一条边固定，另一条边移动，形成大小不同的各种角，进而认识到角的大小与两条边叉开的大小有关，与边的长度无关。这样的演示比教师反复解释、强调有用得多。

根据教学内容和教材需要，多媒体课件的动态演示将那些看似静止的静态知识动态化，有效的激发学生探索新知识的兴趣，让学生学的主动，加深对知识的理解并逐步了解知识的形成过程。如教学“行程问题”时，理解“相向而行”、“相背而行”、“同向而行”等词语是解题的关键。在课件演示两个人行走的过程中，只要学生仔细观察，其中隐含的时间、路程、速度等数量关系便不难发现，若在行进的人后再拖一条线段，则将行进的路线图转变成规范的线段图，效果可谓不言

（二）、“自主探究”的研究性学习模式。这种学习模式是协作组成员围绕同一个主题，在平等、自由、民主的氛围里进行讨论、交流，它强调学生的参与、体验、想象和探究。这种学习模式有利于培养钻研精神、协作精神，有利于锻炼辨证思维、发散思维和求异思维等。具体操作主要有如下几个阶段：

1、进入问题情境阶段。

2、具体解决问题阶段。

3、成果的交流和表达阶段。

教学活动从本质上说是一种环境的创造，教学模式则是构建这种环境的方法。因此，教学的关键在于诱导学生的学习兴趣，激发学习动机，激励学生的主观能动性，如：教学“统计图”内容时，为了让学生亲历对数据搜集——整理——分析的数学思维过程，在对数据进行整理的环节大胆运用了计算机特有的迅速制图的工具效能，学生将自己搜集的感兴趣的数据通过excel软件所提供的制图环境，制作出了精美的各种条形统计图，折线统计图等，把学习统计表、统计图与用excel制图制表有机地结合起来，极大地提高了学生的学习欲望，学生通过自己的操作所表现出来的学习主动性大大增强，变被动为主动，成为学习的真正主人。

（三）、“在线学习”的模式。这种学习模式在复习课中使用较多。它的优势在于实现个体化的学习，能“各得其所”、“各取所需”。它将知识回顾、解题指导、自我检测融在一课件里，学生据自身的学习情况调出课件中记录和贮存的内容而分配时间学习，这样更有利于知识的掌握和运用。具体操作如下：

1、知识回顾。

2、练习阶段。

3、讨论区。

4、自我检测阶段。

信息技术在数学课程中是创设有效的数学教学和学习环境、实现数学教学目标的有效方式，将使小学数学的教与学变得丰富多彩。信息技术在数学课程中有多种途径和方法，其效果是传统教育技术难以比拟的。利用信息技术上数学课给我们带来了新的教学模式，给学生带来了新的学习模式的同时，我们也要认识到信息技术在小学数学教学中是一个新生事物，还有许多问题需要我们去研究、探索。

第四篇：数学论文

经济类高等数学分层教学的实践研究

摘要：

高等数学是经济类本科生一门重要的基础课程，对掌握好其专业课程知识和从事本专业更高层次的研究起着关键作用。为使该专业学生学好这门课程，我校对高等数学的教学试行了分层教学的教学模式。本文从分层的必要性、分层方式以及取得的效果等方面分析阐述了实行分层教学的优势。

关键词：高等数学；分层教学；因材施教

一、分层教学实施的必要性

高等数学是大学本科经济类专业学生的一门重要的基础课程，其重要性体现在学好这门课程不仅是学好其专业课的基本保障，更是提高思维素质的方式和进行更高层次研究的不可缺少的工具。因此，一般的本科院校对经济类的学生从一年级开学就开始开设高等数学课程。然而，高等学校扩大招生后，我国的高等教育已经从精英教育发展到大众教育阶段，使得高校各专业入学人数在激增的同时，生源质量下降已是不争的事实。而且学生来自全国各个省市地区，入学的数学成绩、水平参差不齐；不同学生的兴趣、爱好及发展方向各不相同。

而相同专业所使用的教材、教学计划、教学大纲都是一样的，学生和

教师基本没有选择的余地。

这种统一的教学模式严重阻碍了高等数学

第五篇：数学论文

数学与生活

众所周知，数学问题源于生活，同时又服务于生活。华罗庚说过：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，日用之繁，无处不用数学。”这是对数学与生活的精彩描述。新制定的《数学课程标准》十分强调数学与现实生活的联系：“数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具，能够帮助人们处理数据、进行计算、推理和证明。”通过教学使学生“认识到现实生活中蕴涵着大量的数学信息，数学在现实世界中有着广泛的应用；面对实际问题时，能主动尝试着从数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略；面对新的数学知识时，能主动地寻求其实际背景，并探索其应用价值。”

数学的学习内容是沟通数学与生活的桥梁。小学数学具有现实的性质，数学来自于小学生的现实生活，再运用到他们的现实生活中去，小学生的生活经验是小学数学内容的基础。教师要有主动驾驭教材的意识，要把儿童的个人知识、直接经验、生活世界看成重要的课程资源，尊重儿童文化，挖掘“童心”、“童趣”的课程价值，及时收集和整理与学生生活密切相关的、富有时代气息的材料，以补充、替换课本中的例题或习题，让学生在一个模拟的生活空间“结合自己的生活经验”学数学、用数学。

还原教材的生活本色，要防止从一个极端走向另一个极端，处处强调回归生活，造成牵强附会，以至于一些教学情境简单化和庸俗化。虽然每一个数学概念都可以在现实生活中找到它的原型，但是这个“原型”并不一定是学生的生活现实。因此，加强数学与生活的联系，并不是所有数学知识的教学都必须有一个实实在在的生活背景。即使是应用题教学，其中的应用题也只能是实际问题的模拟，毕竟不是实际问题。数学来源于生活，又高于生活，数学是对生活的提炼和对生活的超越。生活情境往往是复杂的，以此作为教学对象时，教师必须对此作适当的教学化处理，这样才能适合于学生。

强调数学教育与生活世界的联系，不能简单地理解成内容的置换。内容的置换固然重要，重要的是借助现实的、有意义的数学材料帮助学生在身边的事情中发现数学，通过身边的事情学习数学，把数学知识应用到自己的生活中去，从而实现数学与生活在更高层次上的整合。即让学生经历数学知识生活化、生活世界数学化的过程。数学知识生活化是指数学知识向生活世界回归，将数学知识的获

得过程赋予一定的生活意义。学生从熟悉的情境中发现问题，并调动已有的知识经验和生活经验理解新知、建构新知，最终让生活世界中的经验（“个性化数学知识”、“日常数学知识”）得以提升，成为“数学”（“人类性的数学知识”、“学校性的数学知识”）。生活世界数学化是指运用数学的方法观察现实世界，解释或解决种种具体现象和问题的过程。学生生活于火热的现实世界，他的学习应该和他的生活世界形成一个有机的整体，教育不能让学生远离现实世界成为一个知识的“囊袋”，而应有效地促进学生与世界的交往。“生活化”与“数学化”是数学教育与生活世界联系的两个侧面。“生活化”是基础，它帮助我们理解抽象的数学；“数学化”是目标，它帮助我们认识生活世界、解决生活世界中的若干问题。教学中我们要利用一切可能的机会，通过“生活化”实现“数学化”。以下是我在探索中的一些实例。

一、运用生活经验解决数学问题

低年级学生尽管具备了一定的生活经验，但他们对周围的各种事物、现象有着很强的好奇心。我就紧紧抓住这份好奇心，结合教材的教学内容，创设情境，设疑引思，用学生熟悉的生活经验作为实例，引导学生利用自身已有的经验探索新知识，掌握新本领。

1.借用学生熟悉的自然现象学习数学

在教学“可能性”一课时，先让学生观看一段动画，在风和日丽的春天，鸟儿在飞来飞去，突然天阴了下来，鸟儿也飞走了，这一变化使学生产生强烈的好奇心，这时老师立刻抛出问题：“天阴了，接下来可能会发生什么事情呢？”学生就会很自觉地联系他们已有的经验，回答这个问题。学生说：“可能会下雨”，“可能会打雷、电闪”，“可能会刮风”，“可能会一直阴着天，不再有变化”，“可能一会儿天又晴了”，“还可能会下雪”„„老师接着边说边演示：“同学刚才所说的事情都有可能发生，其中有些现象发生的可能性很大如下雨，有些事情发生的可能性会很小如下雪„„”“在我们身边还有哪些事情可能会发生？哪些事情根本不可能发生？哪些事情发生的可能性很大呢？”通过这一创设情境的导入，使学生对“可能性”这一含义有了初步的感觉。学习“可能性”，关键是要了解事物发生是不确定性，事物发生的可能性有大有小，让学生联系自然界中的天气变化现象，为“可能性”的概念教学奠定了基础。

2.结合生活经验，在创设活动中学数学

在教“元角分的认识”一课中，我首先创设了这样一个情境：母亲节快到了，小明想给妈妈买一件礼物，就把自己攒的1角硬币都拿出来，一数有30个，拿着这么多硬币不方便，于是小明就找隔壁的老爷爷来帮忙想办法，老爷爷说这好办，收了小明的30个1角硬币，又给了小明3张1元钱，小明有点不高兴，觉得有点吃亏。你们说小明拿30个1角硬币换3张1元钱的纸币亏不亏？为什么？首先组织学生讨论：有的学生将这30个硬币一角一角地数，每10个1角放在一起，然后再告诉大家这10个1角就是1元，3个10个1角就是3元，所以30个1角和3元是相等的；第二，根据学生的分析，再组织学生观察已分好的硬币，从中找规律：“看看元和角之间有什么关系？”学生很快得出结论：“1元10角相等”，“10个1角就是1元”，“1元就是10个1角”，“1元＝10角”。

这样教学，让学生感到数学中的知识有的是我们在生活实际中已经会的，但没有找到规律，我们可以运用经验，通过创设活动，把经验提炼为数学，充实和改善自己的认知结构。

3.依托儿童生活事例，渗透数学思想和数学知识

如在教“统计——最喜爱吃的水果”一课时，我在组织学生对生活实际生活情况的调查与统计的过程中，用学生生活中接触最多的不同颜色积木代替不同的水果，而一块积木代表一位同学最喜欢的水果。在搭积木的实践活动中渗透统计的思想：积木要放在同一桌面上才能看出谁搭得高，同样在统计中也要用横线表示相同的起点；谁搭的积木最高，表示喜欢那种水果的人数最多。正是在这样的活动中，把统计中深层次的数学思想生活化了。总之，教师要结合教学内容尽可能地创设一些生动、有趣、贴近生活的例子，把生活中的数学原形生动地展现在课堂中，使学生眼中的数学不再是简单的数学，而是富有情感、贴近生活、具有活力的东西。

二、运用数学知识解决实际问题

数学具有丰富的内涵，它具体表现在灵活运用之中。特别是小学数学，它作为一门基础性学科，有着其特殊的应用价值，能活学还不够，还应在活学的基础上学会活用，使数学知识真正为我们的学习、生活服务。

1.数学知识贴近生活，用于生活

在学习了米、厘米以及如何进行测量之后，让学生运用掌握的数学知识解决生活中的实际问题。如测量身高、测量手臂伸开的长度、测量一步的长度、测量教室门的宽度以及测量窗户的宽度等活动，以此加深学生对厘米和米的理解，巩固用刻度尺量物体长度的方法，同时，使学生获得日常生活中一些常识性数据。特别是使学生通过对自己身体高度的测量，感觉自己正在成长的快乐。在这个活动中既提高了学生的兴趣，又培养了学生实际测量的能力，让学生在生活中学、在生活在用。

2.增强策略意识，提高解决实际问题的效率

在现代社会里做任何工作或者解决任何问题，为了提高效率，都要讲究策略，所以在数学教学中应重视策略研究。如教“可能性”时，设计了这样一道实践练习题，“要过六一儿童节了，小明要为班里的同学准备一个摸奖游戏，其中准备了6个白球、2个黄球、3个绿球，设有三个奖：一等奖、二等奖、三等奖；奖品有铅笔、铅笔盒、一个足球。现在小明要请同学们帮他设计一个摸球有奖游戏规则，你能帮帮他吗？”学生在看到题目后，经过讨论都能确定摸到绿球为一等奖，摸到黄球为二等奖，摸到白球为三等奖；但在奖品的分配上出现了分歧，这时老师作为指导者告诉学生在奖品的分配上要考虑奖品的价钱，学生再次经过热烈的讨论，最后确定了摸球有奖游戏规则。在这样的实际运用中学生的思维更加活跃，创造意识和策略意识有所增强，解决实际问题的能力也有所提高。

我们教师要密切联系学生生活实际，从学生熟悉的生活情景和感兴趣的事物出发，为他们提供观察、操作、实践探索的机会, 使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习数学和理解数学，体会到数学就在身边，感受到数学的趣味和作用，体验到数学的魅力。