代数学教案

第一篇：代数学教案

活动名称：

喂碗宝宝吃饼干活动

教学对象：小班幼儿

教师：代梦东

教学目的：

1.能按形状给物体进行分类。

2.会用视觉、触觉等感官感知圆形、正方形。

3.愿意讲述自己的发现给小朋友听。教学内容：

<<指南>>54页3-4岁感知形状与空间关系目标一 教学准备：

精神方面:已认识圆形/正方形

物质方面:饼干（圆形、正方形的图片），纸盘子若干（每个盘子里有饼干卡片），碗宝宝（嘴巴分别是圆形和正方形）教学方法：

教学重点:通过游戏的方式，引导幼儿按照形状给物体进行分类.教学难点: 运用视觉、触觉、语言提示等方式，引导幼儿能够按照正确的形状送回碗宝宝中

教学过程：

一、开始部分

1.碗宝宝来作客，观察碗宝宝嘴巴的形状。用布遮住碗宝宝，提问引起幼儿的兴趣：小朋友们猜猜看，这里面是什么好玩的东西？（幼儿自由猜），那我们来看看到底是什么呀？哦，是两个可爱的碗宝宝，那小朋友看看这两个碗宝宝有什么地方不一样？（引导幼儿观察碗宝宝，发现碗宝宝嘴巴的形状有圆形的，还有正方形的。）

二、基本部分

1.碗宝宝吃“饼干”，按形状分类。①观察“饼干”。

教师出示图形片：碗宝宝肚子饿了，它们想吃东西了，老师这里有许多的“饼干”，看看这些“饼干”是什么形状的？（幼儿观察、发现“饼干”有圆形的，还有正方形的。）②喂碗宝宝吃“饼干”。

教师：现在我们就来喂碗宝宝吃东西吧！这个碗宝宝应该吃什么形状的“饼干”呢？（幼儿根据碗宝宝的嘴巴形状，喂相同形状的“饼干”。幼儿边喂边说：碗宝宝，给你吃“XX饼干”。③幼儿操作：喂碗宝宝吃“饼干”。

要求：根据碗宝宝的嘴巴形状，喂其吃相同形状的“饼干”。2.幼儿自选饼干。

①教师出示有装有卡片饼干的盘子：请每个小朋友自选饼干，看看你拿的饼干是什么形状的？

②请幼儿说说自己的发现：饼干有圆形的，还有正方形的。

师：可以和旁边的好朋友说一句话：我拿的是XX饼干。

三、结束部分

师：把你手里拿的饼干喂给碗宝宝吃吧！我们去喝点水啦！

活动名称：

区分上下活动

教学对象：小班幼儿

教师：代梦东

教学目的：

1.能区别两个物体之间的上下关系。

2.在活动中能正确使用方位词表达上下关系。

3.体验数学活动的游戏快乐。教学内容：

<<指南>>55页3-4岁感知形状与空间关系目标二 教学准备：

精神方面:熟悉黑猫警长动画。

物质方面:多媒体课件。黑猫警长和一只耳的头饰、老鼠图片若干。教学方法：

教学重点:谈话法、情境引入的方式，引导幼儿区别两个物体之间的上下关系。教学难点:通过情境游戏的方式，引导幼儿正确使用方位词表达上下关系。

教学过程：

一、基本部分

1.谈话导入游戏：小朋友，你们听过黑猫警长的故事吗？你们喜欢谁？那今天老师来当黑猫警长，小朋友们都是白猫警士。好了，今天天气不错，我们一起去森林里转一转，看看有什么新任务。

二、基本部分

1.播放课件，引导幼儿学习方位词。

师：森林里有许多的动物，看看都有谁？（幼儿自由回答。）小鸟在哪里？还有谁在树上？

那小朋友再看看小狗在哪里？还有谁在树下呢？

小结：小猴、小鸟、小松鼠它们都在树上，小狗、小猪、小猫咪它们都在树下。

师：我们又来到了小河边，看看都有谁？（幼儿自由回答。）小熊在哪里？谁在桥下？

2.在情境游戏中指导幼儿学习正确使用方位词。

①“接电话”进入情境，黑猫警长刚才接到兔妈妈打来的电话，说它们家有老鼠偷吃粮食，老鼠很狡猾，藏在兔妈妈家的各个地方，我们先侦察一下敌情。记住：大家轻轻地走过去仔细看老鼠藏在什么地方，然后回来向我报告你们在什么地方发现了老鼠？ ②白猫警士进入创设的情境中，侦察后坐回椅子向警长报告敌情。

提问：你在什么地方发现了老鼠？（幼儿自由回答。）如：桌子下面（上面）有老鼠。椅子下面（上面）有老鼠。柜子下面（上面）有老鼠。

③黑猫警长：“竟然有那么多老鼠在捣乱，白猫警士们，我们快去抓老鼠吧！

（所有白猫警士听到命令后立即到布置的场景中去抓老鼠。每位白猫警士抓住一只老鼠后回到座位上向警长报告，游戏在音乐背景下活动。

④老鼠抓到了，现在请告诉我自己是在什么地方抓到老鼠的？（提问个别小朋友，并要求幼儿用完整的话表达。）如：我在桌子上抓到一只老鼠。我在椅子下抓到一只老鼠。我在窗台上抓到一只老鼠。

小结：我的白猫警士都很能干，都抓到了老鼠。

三、结束部分。

我们的白猫警士都很能干，晚上我们共度老鼠晚餐，let’s go。（警士们胜利完成任务，在音乐声中走出活动室。）

第二篇：中国古代数学

引言

中国是四大文明古国之一，也是数学的发源地之一，由于地域、文化等特点，中国古代数学与欧洲数学存在着巨大的差别.这不仅表现在对理论与计算的偏重上，还表现在数学与社会关系的处理上.欧洲数学注重理论的逻辑推演和系统的建立.而与之相对，中国数学注重算法的研究和知识的现实可用性.这些特点使得中国数学在很长一段时间里成就位居世界之首.尤其是在古希腊数学衰落之后，中国数学取得了许多举世瞩目的成就.当西欧进入黑暗时代时，中国数学却在腾飞，许多成就比后来欧洲在文艺复兴和文艺复兴之后取得的同样成就早得多.这些成就的取得固然令我们感到骄傲，但到了十四世纪以后中国数学却开始走向了衰落.几百年来，中国人在数学这片领域上几乎找不到任何重大的发现与创新.这其中的原因不能不令我们深思.对历史进行研究能让我们看到中国古代数学由兴到衰的过程.对产生这种结果的诸多因数进行分析就能让我们深刻认识到衰落的真正原因，从而弃其糟粕，取其精华.中国古代数学究竟取得了那些重要成就？中国古代数学又是怎样走向衰落的？为弄清这些问题，首先让我们来回顾一下中国的数学发展史.2 中国古代数学发展简史

数学在中国的历史悠久绵长.在殷墟出土的甲骨文中有一些是记录数字的文字，包括从一至十，以及百、千、万，最大的数字为三万；司马迁的史记提到大禹治水使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具，而且知道“勾三股四弦五”；《易经》中还包含有组合数学与二进制思想.2002年在湖南发掘的秦代古墓中，考古人员发现了距今大约2200多年的九九乘法表，与现代小学生使用的乘法口诀“小九九”十分相似.算筹是中国古代的计算工具，它在春秋时期已经很普遍；使用算筹进行计算称为筹算.中国古代数学的最大特点是建立在筹算基础之上，这与西方及阿拉伯数学是明显不同的.但是，真正意义上的中国古代数学体系形成于自西汉至南北朝的三、四百年期间.《算数书》成书于西汉初年，是传世的中国最早的数学专著，它是1984年由考古学家在湖北江陵张家山出土的汉代竹简中发现的.《周髀算经》编纂于西汉末年，它虽然是一本关于“盖天说”的天文学著作，但是包括两项数学成就——（1）勾股定理的特例或普遍形式（“若求邪至日者，以日下为句，日高为股，句股各自乘，并而开方除之，得邪至日.”——这是中国最早关于勾股定理的书面记载）；（2）测太阳高或远的“陈子测日法”.《九章算术》在中国古代数学发展过程中占有非常重要的地位.它经过许多人整理而成，大约成书于东汉时期.全书共收集了246个数学问题并且提供其解法，主要内容包括分数四则和比例算法、各种面积和体积的计算、关于勾股测量的计算等.在代数方面，《九章算术》在世界数学史上最早提出负数概念及正负数加减法法则；现在中学讲授的线性方程组的解法和《九章算术》介绍的方法大体相同.注重实际应用是《九章算术》的一个显著特点.该书的一些知识还传播至印度和阿拉伯，甚至经过这些地区远至欧洲.《九章算术》标志以筹算为基础的中国古代数学体系的正式形成.中国古代数学在三国及两晋时期侧重于理论研究，其中以赵爽与刘徽为主要代表人物.赵爽是三国时期吴人，在中国历史上他是最早对数学定理和公式进行证明的数学家之一，其学术成就体现于对《周髀算经》的阐释.在《勾股圆方图注》中，他还用几何方法证明了勾股定理，其实这已经体现“割补原理”的方法.用几何方法求解二次方程也是赵爽对中国古代数学的一大贡献.三国时期魏人刘徽则注释了《九章算术》，其著作

《九章算术注》不仅对《九章算术》的方法、公式和定理进行一般的解释和推导，而且系统地阐述了中国传统数学的理论体系与数学原理，并且多有创造.其发明的“割圆术”（圆内接正多边形面积无限逼近圆面积），为圆周率的计算奠定了基础，同时刘徽还算出圆周率的近似值——“3927/1250（3.1416）”.他设计的“牟合方盖”的几何模型为后人寻求球体积公式打下重要基础.在研究多面体体积过程中，刘徽运用极限方法证明了“阳马术”.另外，《海岛算经》也是刘徽编撰的一部数学论著.南北朝是中国古代数学的蓬勃发展时期，计有《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》等算学著作问世.祖冲之、祖暅父子的工作在这一时期最具代表性.他们着重进行数学思维和数学推理，在前人刘徽《九章算术注》的基础上前进了一步.根据史料记载，其著作《缀术》（已失传）取得如下成就：①圆周率精确到小数点后 14世纪中、后叶明王朝建立以后，统治者奉行以八股文为特征的科举制度，在国家科举考试中大幅度消减数学内容，于是自此中国古代数学便开始呈现全面衰退之势，到了近代已远远落后于西方国家的数学水平.在中国古代数学几千年的发展历程中，我们不难看出中国古代数学思想与西方数学思想的诸多不同点，也就是其独具特色的一面.接下来让我们来分析一下中国古代数学的思想特点.3 中国古代数学思想特点（1）.（实用性）《九章算术》收集的每个问题都是与生产实践有联系的应用题，以解决问题为目的.从《九章算术》开始，中国古典数学著作的内容，几乎都与当时社会生活的实际需要有着密切的联系.这不仅表现在中国的算学经典基本上都遵从问题集解的体例编纂而成，而且它所涉及的内容反映了当时社会政治、经济、军事、文化等方面的某些实际情况和需要，以致史学家们常常把古代数学典籍作为研究中国古代社会经济生活、典章制度（特别是度量衡制度），以及工程技术（例如土木建筑、地图测绘）等方面的珍贵史料.而明代中期以后兴起的珠算著作，所论则更是直接应用于商业等方面的计算技术.中国古代数学典籍具有浓厚的应用数学色彩，在中国古代数学发展的漫长历史中，应用始终是数学的主题，而且中国古代数学的应用领域十分广泛，著名的十大算经清楚地表明了这一点，同时也表明“实用性”又是中国古代数学合理性的衡量标准.这与古代希腊数学追求纯粹“理性”形成强烈的对照.其实，中国古代数学一开始就同天文历法结下了不解之缘.中算史上许多具有世界意义的杰出成就就是来自历法推算的.例如，举世闻名的“大衍求一术”（一次同余式组解法）产于历法上元积年的推算，由于推算日、月、五星行度的需要中算家创立了“招差术”（高次内插法）；而由于调整历法数据的要求，历算家发展了分数近似法.所以，实用性是中国传统数学的特点之一.（2）.（算法程序化）中国传统数学的实用性，决定了他以解决实际问题和提高计算技术为其主要目标.不管是解决问题的方式还是具体的算法，中国数学都具有程序性的特点.中国古代的计算工具是算筹，筹算是以算筹为计算工具来记数，列式和进行各种演算的方法.有人曾经将中国传统数学与今天的计算技术对比，认为算筹相应于电子计算机可以看作“硬件”，那么中国古代的“算术”可以比做电子计算机计算的程序设计，是一种软件的思想.这种看法是很有道理的.中国的筹算不用运算符号，无须保留运算的中间过程，只要求通过筹式的逐步变换而最终获得问题的解答.因此，中国古代数学著作中的“术”，都是用一套一套的“程序语言”所描写的程序化算法.各种不同的筹法都有其基本的变换法则和固定的演算程序.中算家善于运用演算的对称性、循环性等特点，将演算程序设计得十分简捷而巧妙.如果说古希腊的数学家以发现数学的定理为目标，那么中算家则以创造精致的算法为已任.这种设计等式、算法之风气在中算史上长盛不衰，清代李锐所设计的“调日法术”和“求强弱术”等都可以说是我国古代传统的遗风.古代数学大体可以分为两种不同的类型：一种是长于逻辑推理，一种是发展计算方法.这也大致代表了西方数学和东方数学的不同特色.虽然以算为主的某些特点也为东方的古代印度数学和中世纪的阿拉伯数学所具有，但是，中国传统数学在这方面更具有典型性.中算对于算具的依赖性和形成一整套程序化的特点尤为突出.例如，印度和阿拉伯在历史上虽然也使用过土盘等算具，但都是辅助性的，主要还是使用笔算，与中国长期使用的算筹和珠算的情形大不相同，自然也没有形成像中国这样一贯的与“硬件”相对应的整套“软件”.（3）.（模型化）“数学模型”是针对或参照某种事物系统的特征或数量关系，采用形式话数学语言，概括的近似地表达出来的一种数学结构.古代的数学模型当然没有这样严格，但如果不要求“形式化的数学语言”，对“数学结构”也作简单化的解释，则仍

然可以应用这个定义.按此定义，数学模型与现实世界的事物有着不可分割的关系，与之有关的现实事物叫做现实原形，是为解释原型的问题才建立应用数学模型的.《九章算术》中大多数问题都具有一般性解法，是一类问题的模型，同类问题可以按同种方法解出.其实，以问题为中心、以算法为基础，主要依靠归纳思维建立数学模型，强调基本法则及其推广，是中国传统数学思想的精髓之一.中国传统数学的实用性，要求数学研究的结果能对各种实际问题进行分类，对每类问题给出统一的解法；以归纳为主的思维方式和以问题为中心的研究方式，倾向于建立基本问题的结构与解题模式，一般问题则被化归、分解为基本问题解决.由于中国传统数学未能建立起一套抽象的数学符号系统，对一般原理、法则的叙述一方面是借助文辞，一方面是通过具体问题的解题过程加以演示，使具体问题成为相应的数学模型.这种模型虽然和现代的数学模型有一定的区别，但二者在本质上是一样的.（4）.（寓理于算）由于中国传统数学注重解决实际问题，而且因中国人综合、归纳思维的决定，所以中国传统数学不关心数学理论的形式化，但这并不意味中国传统仅停留在经验层次上而无理论建树.其实中国数学的算法中蕴涵着建立这些算法的理论基础，中国数学家习惯把数学概念与方法建立在少数几个不证自明、形象直观的数学原理之上，如代数中的“率”的理论，平面几何中的“出入相补”原理，立体几何中的“阳马术”、曲面体理论中的“截面原理”（或称刘祖原理，即卡瓦列利原理）等等.中国古代数学的特点虽然在一定的程度上促进了其自身的发展，但正是因为这其中的某些特点，中国古代数学走向了低谷.4 中国古代数学由兴转衰的原因分析（1）．独尊儒术，蔑视逻辑.汉武帝时，“罢黜百家，独尊儒术”使得当时注重形式逻辑的墨子思想未能得到继承和发展.儒家思想讲究简约，而忽视了逻辑思维的过程.这一点从中国古代的典籍中能找到最准确的说明.《周髀算经》中虽然给出了勾股定理，但却没给出证明.《九章算术》同样只在给出题目的同时，给出一个结果和计算的程式，对其中的逻辑思维却没有去说明.中国古代数学这种只注重计算形式（即古代数学家所谓的“术”）与过程，不注重逻辑思维的做法，在很长一段时间里禁锢了中国古代数学发展.这种情况的出现当然也有其原因，中国古代传统数学主要是在算筹的基础上发展起来的，后来发展到以算盘为工具的计算时代，但是这些工具的使用在另一方面为中国人提供了一种程式化的求解方法，从而忽视了其中的逻辑思维过程.此外，中国传统数学讲究“寓理于算”.即使高度发达的宋元数学也是如此.数学书是由一系列的数学问题组成的.你也可以称它们为“习题解集”.数学理论以‘术”的形式出现.早期的“术”只有一个过程，后人就纷纷为它们作注，而这些注释也很简约.实际上就是举例“说明”，至于说明了什么，条件变一下怎么办，就要读者自已去总结了，从来不会给你一套系统的理论.这是一种相对原始的做法.但随着数学的发展，这种做法的局限性就表现出来了，它极不利于知识的总结.如果只有很少一点数学知识，那么，问题还不严重，但随着数学知识的增长，每个知识点都用一个题目来包装，而不把它们总结出来就难以从整体上去把握这些知识.这无论对学习数学还是研究，发展数学都是不利的.（2）． 崇尚玄学，迷信数术，歪曲数学思想.魏晋时期，儒学虽然受到一定的冲击，但其统治地位并未受到动摇.老庄学说和儒家学说相反相成便形成了玄学.玄学原本探究的是有关人生的哲学，但后来与数学混在了一起.古人曾就常常以玄术来解释数学问题，使得数学概念和方法遭到歪曲.张衡是我国著名科学家.当时他虽然已经知道圆周率“周一径三”不准确，但由于他始终相信“周一径三”来源于“参天两地”的说法，一直没深入探究，因而未能将圆周率推算到更精确的地步，这不能不说是一大遗憾.当玄术和数术充塞数学时，数学已经明显存有落后的隐患.（3）． 故步自封，墨守成规，拒绝数学符号.中国古代数学是以汉语描述的，历来不重视汉字以外的数学符号，给逻辑思维带来很大的困难，使我国长期不能形成演绎推理的传统，严重影响了我国数学的发展.从明朝开始，中国就走上了闭关锁国的道路.这种行为与小农思想相适应，早在秦代就已经出现端倪，建一条长城将自己围起来，对外面的东西不闻不问.相比之下，西方在度过了中世纪的黑暗时期后，进入了文艺复兴时期.欧洲的扩张、航海技术开阔了西方人的眼界，同时也大大推动了数学的发展.在18世纪的改革和动荡中，新出现的资产阶级推翻了英、法的君主政治.封建的政治、社会和经济思想被经典的自由主义哲学所取代，这种哲学促进了19世纪的工业革命.社会生产力的提高成了西方数学发展的源源不断的动力.最终，近代的数学在西方被建立起来，而曾是数学大国之一的中国，在其中却无所作为.（4）.此外，中国长期处于封建社会，迟迟未能进入资本主义阶段，也是导致中国古代数学发展停顿的直接原因.从整体上看，数学是与所处的社会生产力相适应的.中国社会长期处于封闭的小农经济环境，生产力低下，不仅没有工业，商业也不发达.整个社会对数学没有太高的要求，自然研究数学的人也就少了.恩格斯说，天文学和力学是推动数学发展的动力，而在当时的中国这种动力已趋近枯竭.5 我从中国古代数学的研究中得到的几点启示：

通过对中国古代数学史及数学思想史的研究，我们看到了中国古代数学由兴到衰的历史过程，并分析了其由兴到衰的历史原因.由此，针对中国古代数学发展的特殊历史背景，我对今后数学发展方向作出了以下意见：

（1）.继承并创新中国古代传统数学思想的精华.数学应服务于生产实践，这是一个不争的事实.虽然很多理论都是在贯之以“纯数学”，但是，我们应该相信，这些理论只是数学上的一个过渡，它的引入是为了解决其他的问题而展开的.现代数学教育中经常会引入一些现实中的模型，让学生用数学方法加以解决，这就是很好的做法.一方面它让学生认识到了数学源于生活，服务于生活的理念；令一方面它有效得锻炼了学生数学建模的思想，并从真正意义上让学生学懂学活了.很多人怀疑中国古代数学知识已经过时，就在一些数学思想也与现代格格不入.其实这是不正确的.近年来，我国著名数学家吴文俊同志从中国古代数学擅长于算，习惯将算法程序化这一做法中得到了启示，从而研究开辟了机器证明数学命题的新领域.这就是很好的例子，它说明中国古代数学思想并没有过时，要想走出创新和成就的瓶颈，我们就必须认真研究中国古代数学的历史和世界数学的现状，并有效得将二者进行结合.（2）.数学研究应沿着注重逻辑思维的过程以及理论体系的建立这一路线发展，虽然当今数学发展已经相当完备，但仍有大量的问题有待我们去努力解决.就比如：如何将数学的各个分支用一中简约的数学思想统一起来？这个难题有许许多多的数学工作者在为之奋斗，并取得了一的成绩，群论的建立就是其中优秀的范例.难以想像，如果对数学的理论体系没有一定的了解，并且不注重逻辑思维的过程，而又试图解决这一问题是多么困难的事.（3）.数学研究要以一种科学的态度去对待.就比如马克思主义辩证思想，只要我们的数学研究秉承着这样一种思想，就不会走太多的弯路，更不会走上歧途.中国古代数学是与玄术并行发展的，这难免阻碍了数学的发展.而由于中国文化的特点，这种思想依然对一大批数学工作着有着较深的影响.我们的数学要发展和创新就不能不摒弃一切有碍数学发展的因素.（4）.我们的每个理论研究者都应密切关注国内国外的学术动态，吸收一切有用的、正确的、外来的文化与知识，而不能做一个闭门造车的数学工作者.数学发展至今，很多

分支都已经发展地相当完备了，一个研究者倘若对世界数学在本领域的现状缺乏了解的情况下开展研究工作，必定会走弯路.多元化的信息时代为我们提供了便捷的世界文化知识交流渠道.网络就是很好的例子，我们可以充分地加以应用，从而共同推动数学的发展.（5）.建立健全的国家发展体制.只有在一种迫切的发展动力下，才能激发人的潜力，从而创造出成绩.当代中国经济发展迅猛，生产力不断发展壮大.这种状况对我们的每个数学工作者提供了良好的契机，只要我们的数学工作者将目光更多地投入到生产实践中去，让科学服务于生产实践，就能有所成就，有所创新.6 结束语

中国传统数学思想具有显著的民族性特征.我国传统数学是沿着注重从实践经验中产生和发展数学的思维方式发展数学的，擅长于算，运算主要以算筹作为工具.但同时却又在逻辑思维上存有欠缺.这与西方许多国家发展数学的道路是不同的.中国传统数学思想有着自已的渊源和模式，有其长，也有其短.在初等数学领域之内，正是这种传统数学思想把我国数学推向世界的最高峰.许多国家与我国相比，望尘莫及.好的传统我们应当学会继承和发展.我们应当好好研究中国古代数学的独特之处，并将其加以应用，以指导当代的数学研究工作.对于落后不利于数学发展的思想我们又要学会放弃，就比如中国古代数学曾一度故步自封，这是极其不利于其自身发展的做法.我们要从中吸取教训，努力加强中西文化交流，尽可能多得吸取西方数学的精华与长处.这样我们的数学才能在真正意义上走想成熟.继承和发展中国传统数学思想，“纯粹的”民族传统是不行的，要面向世界，面向现代化.我们应该恰当调节数学和环境的关系，为数学提供源源不断的动力机制.并建立一套完善的理论体系，把应用广泛地拓展开来.另一方面我们要提高数学抽象结构，加强其内在联系，注重分析，全面把握，只有这样才是真正意义上认识了我国古代数学思想中体现出来的优与劣，我们的数学也才能拥有一片光明的前景.致谢:本论文的顺利完成主要得益于张正才教授和李圣国老师的辛勤指导和帮助.在此表示感谢！

参考文献

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第三篇：代数学的发展

代数学的发展

初等代数从最简单的一元一次方程开始，一方面进而讨论二元及三元的一次方程组，另一方面研究二次以上及可以转化为二次的方程组。沿着这两个方向继续发展，代数在讨论任意多个未知数的一次方程组，也叫线型方程组的同时还研究次数更高的一元方程组。发展到这个阶段，就叫做高等代数。

高等代数是代数学发展到高级阶段的总称，它包括许多分支。现在大学里开设的高等代数，一般包括两部分：线性代数初步、多项式代数。

高等代数在初等代数的基础上研究对象进一步的扩充，引进了许多新的概念以及与通常很不相同的量，比如最基本的有集合、向量和向量空间等。这些量具有和数相类似的运算的特点，不过研究的方法和运算的方法都更加繁复。

集合是具有某种属性的事物的全体；向量是除了具有数值还同时具有方向的量；向量空间也叫线性空间，是由许多向量组成的并且符合某些特定运算的规则的集合。向量空间中的运算对象已经不只是数，而是向量了，其运算性质也由很大的不同了。

高等代数发展简史

代数学的历史告诉我们，在研究高次方程的求解问题上，许多数学家走过了一段颇不平坦的路途，付出了艰辛的劳动。

人们很早就已经知道了一元一次和一元二次方程的求解方法。关于三次方程，我国在公元七世纪，也已经得到了一般的近似解法，这在唐朝数学家王孝通所编的《缉古算经》就有叙述。到了十三世纪，宋代数学家秦九韶再他所著的《数书九章》这部书的“正负开方术”里，充分研究了数字高次方程的求正根法，也就是说，秦九韶那时候以得到了高次方程的一般解法。

在西方，直到十六世纪初的文艺复兴时期，才由有意大利的数学家发现一元三次方程解的公式——卡当公式。

在数学史上，相传这个公式是意大利数学家塔塔里亚首先得到的,后来被米兰地区的数学家卡尔达诺(1501～1576)骗到了这个三次方程的解的公式，并发表在自己的著作里。所以现在人们还是叫这个公式为卡尔达诺公式(或称卡当公式)，其实，它应该叫塔塔里亚公式。

三次方程被解出来后，一般的四次方程很快就被意大利的费拉里(1522～1560)解出。这就很自然的促使数学家们继续努力寻求五次及五次以上的高次方程的解法。遗憾的是这个问题虽然耗费了许多数学家的时间和精力，但一直持续了长达三个多世纪，都没有解决。

到了十九世纪初，挪威的一位青年数学家阿贝尔(1802～1829)证明了五次或五次以上的方程不可能有代数解。既这些方程的根不能用方程的系数通过加、减、乘、除、乘方、开方这些代数运算表示出来。阿贝尔的这个证明不但比较难，而且也没有回答每一个具体的方程是否可以用代数方法求解的问题。

后来，五次或五次以上的方程不可能有代数解的问题，由法国的一位青年数学家伽罗华彻底解决了。伽罗华20岁的时候，因为积极参加法国资产阶级革命运动，曾两次被捕入狱，1832年4月，他出狱不久，便在一次私人决斗中死去，年仅21岁。

伽罗华在临死前预料自己难以摆脱死亡的命运，所以曾连夜给朋友写信，仓促地把自己生平的数学研究心得扼要写出，并附以论文手稿。他在给朋友舍瓦利叶的信中说：“我在分析方面做出了一些新发现。有些是关于方程论的；有些是关于

整函数的„„。公开请求雅可比或高斯，不是对这些定理的正确性而是对这些定理的重要性发表意见。我希望将来有人发现消除所有这些混乱对它们是有益的。”

伽罗华死后，按照他的遗愿，舍瓦利叶把他的信发表在《百科评论》中。他的论文手稿过了14年，才由刘维尔(1809～1882)编辑出版了他的部分文章，并向数学界推荐。

随着时间的推移，伽罗华的研究成果的重要意义愈来愈为人们所认识。伽罗华虽然十分年轻，但是他在数学史上做出的贡献，不仅是解决了几个世纪以来一直没有解决的高次方程的代数解的问题，更重要的是他在解决这个问题中提出了“群”的概念，并由此发展了一整套关于群和域的理论，开辟了代数学的一个崭新的天地，直接影响了代数学研究方法的变革。从此，代数学不再以方程理论为中心内容，而转向对代数结构性质的研究，促进了代数学的进一步的发展。在数学大师们的经典著作中，伽罗华的论文是最薄的，但他的数学思想却是光辉夺目的。高等代数的基本内容

代数学从高等代数总的问题出发，又发展成为包括许多独立分支的一个大的数学科目，比如：多项式代数、线性代数等。代数学研究的对象，也已不仅是数，还有矩阵、向量、向量空间的变换等，对于这些对象，都可以进行运算。虽然也叫做加法或乘法，但是关于数的基本运算定律，有时不再保持有效。因此代数学的内容可以概括为研究带有运算的一些集合，在数学中把这样的一些集合叫做代数系统。比如群、环、域等。

多项式是一类最常见、最简单的函数，它的应用非常广泛。多项式理论是以代数方程的根的计算和分布作为中心问题的，也叫做方程论。研究多项式理论，主要在于探讨代数方程的性质，从而寻找简易的解方程的方法。

多项式代数所研究的内容，包括整除性理论、最大公因式、重因式等。这些大体上和中学代数里的内容相同。多项式的整除性质对于解代数方程是很有用的。解代数方程无非就是求对应多项式的零点，零点不存在的时候，所对应的代数方程就没有解。

我们知道一次方程叫做线性方程，讨论线性方程的代数就叫做线性代数。在线性代数中最重要的内容就是行列式和矩阵。

行列式的概念最早是由十七世纪日本数学家关孝和提出来的，他在1683年写了一部叫做《解伏题之法》的著作，标题的意思是“解行列式问题的方法”，书里对行列式的概念和它的展开已经有了清楚的叙述。欧洲第一个提出行列式概念的是德国的数学家莱布尼茨。德国数学家雅可比于1841年总结并提出了行列式的系统理论。

行列式有一定的计算规则，利用行列式可以把一个线性方程组的解表示成公式，因此行列式是解线性方程组的工具。行列式可以把一个线性方程组的解表示成公式，也就是说行列式代表着一个数。

因为行列式要求行数等于列数，排成的表总是正方形的，通过对它的研究又发现了矩阵的理论。矩阵也是由数排成行和列的数表，可以行数和烈数相等也可以不等。

矩阵和行列式是两个完全不同的概念，行列式代表着一个数，而矩阵仅仅是一些数的有顺序的摆法。利用矩阵这个工具，可以把线性方程组中的系数组成向量空间中的向量；这样对于一个多元线性方程组的解的情况，以及不同解之间的关系等等一系列理论上的问题，就都可以得到彻底的解决。矩阵的应用是多方面的，不仅在数学领域里，而且在力学、物理、科技等方面都十分广泛的应用。

代数学研究的对象，不仅是数，也可能是矩阵、向量、向量空间的变换等，对于这些对象，都可以进行运算，虽然也叫做加法或乘法，但是关于数的基本运算定律，有时不再保持有效。因此代数学的内容可以概括称为带有运算的一些集合，在数学中把这样的一些集合，叫做代数系统。比较重要的代数系统有群论、环论、域论。群论是研究数学和物理现象的对称性规律的有力工具。现在群的概念已成为现代数学中最重要的，具有概括性的一个数学的概念，广泛应用于其他部门。

高等代数与其他学科的关系

代数学、几何学、分析数学是数学的三大基础学科，数学的各个分支的发生和发展，基本上都是围绕着这三大学科进行的。那么代数学与另两门学科的区别在哪儿呢？

首先，代数运算是有限次的，而且缺乏连续性的概念，也就是说，代数学主要是关于离散性的。尽管在现实中连续性和不连续性是辩证的统一的，但是为了认识现实，有时候需要把它分成几个部分，然后分别地研究认识，在综合起来，就得到对现实的总的认识。这是我们认识事物的简单但是科学的重要手段，也是代数学的基本思想和方法。代数学注意到离散关系，并不能说明这时它的缺点，时间已经多次、多方位的证明了代数学的这一特点是有效的。

其次，代数学除了对物理、化学等科学有直接的实践意义外，就数学本身来说，代数学也占有重要的地位。代数学中发生的许多新的思想和概念，大大地丰富了数学的许多分支，成为众多学科的共同基础。

初等代数从最简单的一元一次方程开始，一方面进而讨论二元及三元的一次方程组，另一方面研究二次以上及可以转化为二次的方程组。沿着这两个方向继续发展，代数在讨论任意多个未知数的一次方程组，也叫线型方程组的同时还研究次数更高的一元方程组。发展到这个阶段，就叫做高等代数。

高等代数是代数学发展到高级阶段的总称，它包括许多分支。现在大学里开设的高等代数，一般包括两部分：线性代数初步、多项式代数。

高等代数在初等代数的基础上研究对象进一步的扩充，引进了许多新的概念以及与通常很不相同的量，比如最基本的有集合、向量和向量空间等。这些量具有和数相类似的运算的特点，不过研究的方法和运算的方法都更加繁复。

集合是具有某种属性的事物的全体；向量是除了具有数值还同时具有方向的量；向量空间也叫线性空间，是由许多向量组成的并且符合某些特定运算的规则的集合。向量空间中的运算对象已经不只是数，而是向量了，其运算性质也由很

大的不同了。

高等代数发展简史

代数学的历史告诉我们，在研究高次方程的求解问题上，许多数学家走过了一段颇不平坦的路途，付出了艰辛的劳动。

人们很早就已经知道了一元一次和一元二次方程的求解方法。关于三次方程，我国在公元七世纪，也已经得到了一般的近似解法，这在唐朝数学家王孝通所编的《缉古算经》就有叙述。到了十三世纪，宋代数学家秦九韶再他所著的《数书九章》这部书的“正负开方术”里，充分研究了数字高次方程的求正根法，也就是说，秦九韶那时候以得到了高次方程的一般解法。

在西方，直到十六世纪初的文艺复兴时期，才由有意大利的数学家发现一元三次方程解的公式——卡当公式。

在数学史上，相传这个公式是意大利数学家塔塔里亚首先得到的,后来被米兰地区的数学家卡尔达诺(1501～1576)骗到了这个三次方程的解的公式，并发表在自己的著作里。所以现在人们还是叫这个公式为卡尔达诺公式(或称卡当公式)，其实，它应该叫塔塔里亚公式。

三次方程被解出来后，一般的四次方程很快就被意大利的费拉里(1522～1560)解出。这就很自然的促使数学家们继续努力寻求五次及五次以上的高次方程的解法。遗憾的是这个问题虽然耗费了许多数学家的时间和精力，但一直持续了长达三个多世纪，都没有解决。

到了十九世纪初，挪威的一位青年数学家阿贝尔(1802～1829)证明了五次或五次以上的方程不可能有代数解。既这些方程的根不能用方程的系数通过加、减、乘、除、乘方、开方这些代数运算表示出来。阿贝尔的这个证明不但比较难，而且也没有回答每一个具体的方程是否可以用代数方法求解的问题。

后来，五次或五次以上的方程不可能有代数解的问题，由法国的一位青年数学家伽罗华彻底解决了。伽罗华20岁的时候，因为积极参加法国资产阶级革命运动，曾两次被捕入狱，1832年4月，他出狱不久，便在一次私人决斗中死去，年仅21岁。

伽罗华在临死前预料自己难以摆脱死亡的命运，所以曾连夜给朋友写信，仓促地把自己生平的数学研究心得扼要写出，并附以论文手稿。他在给朋友舍瓦利叶的信中说：“我在分析方面做出了一些新发现。有些是关于方程论的；有些是关于整函数的„„。公开请求雅可比或高斯，不是对这些定理的正确性而是对这些定理的重要性发表意见。我希望将来有人发现消除所有这些混乱对它们是有益的。”

伽罗华死后，按照他的遗愿，舍瓦利叶把他的信发表在《百科评论》中。他的论文手稿过了14年，才由刘维尔(1809～1882)编辑出版了他的部分文章，并向数学界推荐。

随着时间的推移，伽罗华的研究成果的重要意义愈来愈为人们所认识。伽罗华虽然十分年轻，但是他在数学史上做出的贡献，不仅是解决了几个世纪以来一直没有解决的高次方程的代数解的问题，更重要的是他在解决这个问题中提出了“群”的概念，并由此发展了一整套关于群和域的理论，开辟了代数学的一个崭新的天地，直接影响了代数学研究方法的变革。从此，代数学不再以方程理论为中心内容，而转向对代数结构性质的研究，促进了代数学的进一步的发展。在数学大师们的经典著作中，伽罗华的论文是最薄的，但他的数学思想却是光辉夺目的。

高等代数的基本内容

代数学从高等代数总的问题出发，又发展成为包括许多独立分支的一个大的数学科目，比如：多项式代数、线性代数等。代数学研究的对象，也已不仅是数，还有矩阵、向量、向量空间的变换等，对于这些对象，都可以进行运算。虽然也叫做加法或乘法，但是关于数的基本运算定律，有时不再保持有效。因此代数学的内容可以概括为研究带有运算的一些集合，在数学中把这样的一些集合叫做代数系统。比如群、环、域等。

多项式是一类最常见、最简单的函数，它的应用非常广泛。多项式理论是以代数方程的根的计算和分布作为中心问题的，也叫做方程论。研究多项式理论，主要在于探讨代数方程的性质，从而寻找简易的解方程的方法。

多项式代数所研究的内容，包括整除性理论、最大公因式、重因式等。这些大体上和中学代数里的内容相同。多项式的整除性质对于解代数方程是很有用的。解代数方程无非就是求对应多项式的零点，零点不存在的时候，所对应的代数方程就没有解。

我们知道一次方程叫做线性方程，讨论线性方程的代数就叫做线性代数。在线性代数中最重要的内容就是行列式和矩阵。

行列式的概念最早是由十七世纪日本数学家关孝和提出来的，他在1683年写了一部叫做《解伏题之法》的著作，标题的意思是“解行列式问题的方法”，书里对行列式的概念和它的展开已经有了清楚的叙述。欧洲第一个提出行列式概念的是德国的数学家莱布尼茨。德国数学家雅可比于1841年总结并提出了行列式的系统理论。

行列式有一定的计算规则，利用行列式可以把一个线性方程组的解表示成公式，因此行列式是解线性方程组的工具。行列式可以把一个线性方程组的解表示成公式，也就是说行列式代表着一个数。

因为行列式要求行数等于列数，排成的表总是正方形的，通过对它的研究又

发现了矩阵的理论。矩阵也是由数排成行和列的数表，可以行数和烈数相等也可以不等。

矩阵和行列式是两个完全不同的概念，行列式代表着一个数，而矩阵仅仅是一些数的有顺序的摆法。利用矩阵这个工具，可以把线性方程组中的系数组成向量空间中的向量；这样对于一个多元线性方程组的解的情况，以及不同解之间的关系等等一系列理论上的问题，就都可以得到彻底的解决。矩阵的应用是多方面的，不仅在数学领域里，而且在力学、物理、科技等方面都十分广泛的应用。

代数学研究的对象，不仅是数，也可能是矩阵、向量、向量空间的变换等，对于这些对象，都可以进行运算，虽然也叫做加法或乘法，但是关于数的基本运算定律，有时不再保持有效。因此代数学的内容可以概括称为带有运算的一些集合，在数学中把这样的一些集合，叫做代数系统。比较重要的代数系统有群论、环论、域论。群论是研究数学和物理现象的对称性规律的有力工具。现在群的概念已成为现代数学中最重要的，具有概括性的一个数学的概念，广泛应用于其他部门。

高等代数与其他学科的关系

代数学、几何学、分析数学是数学的三大基础学科，数学的各个分支的发生和发展，基本上都是围绕着这三大学科进行的。那么代数学与另两门学科的区别在哪儿呢？

首先，代数运算是有限次的，而且缺乏连续性的概念，也就是说，代数学主要是关于离散性的。尽管在现实中连续性和不连续性是辩证的统一的，但是为了认识现实，有时候需要把它分成几个部分，然后分别地研究认识，在综合起来，就得到对现实的总的认识。这是我们认识事物的简单但是科学的重要手段，也是代数学的基本思想和方法。代数学注意到离散关系，并不能说明这时它的缺点，时间已经多次、多方位的证明了代数学的这一特点是有效的。

其次，代数学除了对物理、化学等科学有直接的实践意义外，就数学本身来说，代数学也占有重要的地位。代数学中发生的许多新的思想和概念，大大地丰富了数学的许多分支，成为众多学科的共同基础。

第四篇：《中国古代数学中的算法案例》教案

《中国古代数学中的算法案例》教案

一、教案背景

1，面向学生：高中

2，学科：数学

3，课时：1 4，学生课前准备：通过阅读课本找出中国古代数学中的算法案例，结合案例，了解一下中国古代主要的数学家和数学著作。

二、教学课题 １． 知识与技能目标：

（１）了解中国古代数学中求两个正整数最大公约数的算法以及割圆术的算法；

（２）通过对“更相减损之术”及“割圆术”的学习，更好的理解将要解决的问题“算法化”的思维方法，并注意理解推导“割圆术”的操作步骤。２． 过程与方法目标：

（１）改变解决问题的思路，要将抽象的数学思维转变为具体的步骤化的思维方法，提高逻辑思维能力；（２）学会借助实例分析，探究数学问题。３． 情感与价值目标：

（１）通过学生的主动参与，师生，生生的合作交流，提高学生兴趣，激发其求知欲，培养探索精神；（２）体会中国古代数学对世界数学发展的贡献，增强爱国主义情怀。

三、教材分析

本节为为高中数学人教B版必修三中第一章第三节课，本节课的重点是理解书中介绍的中国古代的三个问题的算法，难点是为算法编写程序。

求最大公约数的更相减损之术

教材对这个算法编好了程序，可让学生通过执行程序来学习体会此算法，注意让学生自主解释此算法的有穷性。欧几里得的辗转相除法也是求最大公约数的有效算法，在实际问题中和抽象代数理论上都有重要应用，它的程序可参看本小节中的探索与研究，可鼓励学生自主编写程序。

割圆术

可以启发学生自己编写算法，和Scilab程序，试验证明，学生对此非常感兴趣 秦九韶算法

一方面，这个算法是目前仍在广泛使用（很多文献中称之为霍纳法）；另一方面，秦九韶算法给我们提供了一个比较算法优劣的机会，一般地说，在中学生的程度上比较分析算法的优劣不是容易的事，所以要利用这个机会让学生对算法的优劣性有所体会。

四、教学方法

通过典型实例，使学生经历算法设计的全过程，在解决具体问题的过程中学习一些基本逻辑结构，学会有条理地思考问题、表达算法，并能将解决问题的过程整理成程序框图。

五、教学过程

说明如何导入该课程，主要教学点的设计，知识拓展等。

1、课前任务：

请同学们自己查一些资料或者上网搜索一些中国古代的数学家以及其主要成就： 【百度知道】中国古代数学家

（提前认识一下中国古代的数学成就，激励同学们需要继续努力）

2、课上探讨：

同学们是否知道，我们在小学、初中学到的算术、代数，从记数到多元一次联立方程组以及方程的求根方法，都是我国古代数学家最先创造的，有的比其他国家早几百年甚至上千年，我们人民在长期的生活、生产和劳动过程中，创造了整数、分数、小数、正负数及其计算，以及无限逼近任意实数的方法，在代数学、几何学方面，我国在宋、元之前也都处于世界前列，更为重要的是我国古代数学的发展有着自己鲜明的特色，走着与西方完全不同的道路，在今天看来这条道路仍然有很大的优越性。这条道路的一个重要特色就是“寓理于算”，也就是本节中所讲的要把解决问题“算法化”。下面我们举一些我国古代数学中算法的例子，让同学们更进一步体会“算法”的概念，看一看中国古代数学家的伟大成就和显著特色。

下面就中国古代的数学成就，结合算法的知识，主要了解一下下面三个方面的内容：求两个正整数最大公约数的算法、割圆术和秦九韶算法。

一、求两个正整数最大公约数的算法：更相减损之术

我们知道，如果整数a能被整数b整除，则b称为a的一个约数，一个整数可能有好几个约数。例如，12能被1,2,3,4,6,12整除，这6个数都是12的约数。16的有1,2,4,8,16这5个约数。我们看到2和4，既是12的约数，又是16的约数，2和4叫做12和16的公约数，公约数2和4中，4最大，4称作12和16的最大公约数。如何找到一种算法，对任意两个正整数都能求出它们的最大公约数呢？下面给出我国古代数学家的一个算法，这个算法被称做“更相减损之术”。

【百度百科】更相减损之术

http://baike.baidu.com/view/1431259.htm（了解更相减损之术的出处，开拓知识容量）

我们以求16,12这两个数的最大公约数为例加以说明。用两个数中较大的数减去较小的数，即16-12=4，用差数4和最小的数12构成新的一对数，对这一对数再用大数减小数，以同样的操作一直做下去，知道产生一对相等的数，这个数就是最大公约数。整个操作如下： 4是12和16的最大公约数。

这种算法的道理何在？不难看出，对任意两个数，每次操作后所得的两个数与前两数具有相同的最大公约数，而两数的值逐渐减少，经过有限步地操作后，总能得到相等的两个数，即求得两数的最大公约数。例1：求78和36的最大公约数。解：

这种算法，只做简单的减法，操作方便、易懂，也完全符合算法的要求，它完全是机械的运算，据此很容易编出程序，在计算机上运算，把这个算法与我们下面探索与研究中介绍的欧几里德算法比较，看看这个算法的优越性。下面是我们用Scilab编出的程序，供大家参考。实际上，你可用你在信息技术课上学到的任一种程序设计语言编出程序，从中体会一下这个算法的优越性。为了方便叙述，我们称这种算法为“等值算法” 用等值算法求最大公约数的程序： a=input(“please give the first number”);b=input(“please give the second number”);while a<>b

if a>b

a=a-b

else

b=b-a

end end print(%io2(2),a,b)

把这个程序保存成文件，可随时调入Scilab界面运行，求任意两个正整数的最大公约数。课后任务：

【百度百科】九章算术

【百度百科】刘徽

【百度百科】辗转相除法

（增加知识容量）

二、割圆术

我国魏晋时期的数学家刘徽，他在注《九章算术》中采用正多边形面积逐渐逼近圆面积的算法计算圆周率，用刘徽自己的原话就是“割之弥细，所失弥少，割之又割，以至于不可割，则与圆合体而无所失矣。”他的思想后来又得到祖冲之的推进和发展，计算出圆周率的近似值在世界上很长时间里处于领先地位。

刘徽从圆内接正六边形开始，让边数逐次加倍，逐个算出这些圆内接正多边形的面积，从而得到一系列逐渐递增的数值，来一步一步地逼近圆面积，最后求出圆周率的近似值。可以想象在当时需要付出多么艰辛的劳动，现在让我们用刘徽的思想，使用计算机求圆周率的近似值，计算机最大的特点是运算速度快，只要我们将运算规律告诉计算机，计算机会迅速得到所求的答案。

我们先对单位圆内接正六边形、正十二边形、正二十四边形„„的面积之间的关系进行分析，找出它们之间的递增规律。

【百度图片】刘徽割圆的弧田图

如上图所示，假设圆的半径为1，面积为S，圆内接正n边形面积为，边长为，边心距为，根据勾股定理。

正2n边形的面积为正n边形的面积 再加上n个等腰三角形的面积和，即 ①

正2n边形的边长为。

刘徽割圆术还注意到，如果在内接n边形的每一边上，做一高为CD的矩形，就可得到

这样我们就不仅可计算出圆周率的不足近似值，还可计算出圆周率的过剩近似值。

正六边形的面积开始计算，即n=6，则正六边形的面积。用上面的公式①重复计算，就可得到正十二边形、正二十四边形„„的面积。因为圆的半径为1，所以随着n的增大，的值不断趋近于圆周率，这样不断计算下去，就可以得到越来越精密的圆周率近似值。下面我们根据刘徽割圆术的算法思想，用Scilsb语言写出求 的不足近似值程序： n=6 x=1 s=6*sqrt(3)/4 for i=1:1:5

h=sqrt(1-(x/2)^2)

s=s+n*x*(1-h)/2

n=2*n

x=sqrt((x/2)^2+(1-h)^2)end print(%io(2),n,s)

运行程序，当边数为192时，就可以得到刘徽求的的圆周率的近似值3.14，当边数为24576时，就得到了祖冲之计算的结果3.1415926.由于是用圆内接正多边形逼近圆，因而得到的圆周率总是小于 的实际值。作为练习，请同学们编出程序求 作为 的过剩近似值。课后任务

【百度文库】祖冲之和圆周率 http://wenku.baidu.com/view/f5e8cfc789eb172ded63b7c7.html

三、秦九韶算法

【百度百科】秦九韶http://baike.baidu.com/view/18635.htm

已知一个一元n次多项式函数，当，我们可按顺序一项一项地计算，然后相加，求得。下面看看我们宋代（约13世纪）大数学家秦九韶是如何计算多项式函数值的。

让我们以5次多项式函数为例加以说明。设

首先，我们把这个多项式一步一步的进行改写：

上面的分层计算，只用了小括号，计算时，首先计算最内层的括号，然后由内向外逐层计算，知道最外层的一个括号，然后加上常数项。

这种算法与直接算法比较，有什么有什么优越性呢？首先，这种算法一共做了5次乘法，5次加法，与直接计算相比较大大节省了乘法的次数，是计算量减少，并且逻辑结构简单。

对任意一元n次多项式，类似的叙述如下：

上面的方法，现在大家称它为秦九韶方法。直到今天，这种算法仍是世界上多项式求值的最先进的算法。

这种方法的计算量仅为：乘法n次，加法n次。我们看看其他算法的计算量。

用直接求和法，直接计算多项式 各项的值，然后把他们相加。可知乘法的次数为，加法次数为n。

逐项求和在直接求和法的基础上做了改进，先把多项式写成 的形式，这样多项式的每一含x的幂的项都是 与 的乘积（k=1,2,3，„„，n），在计算

项时把 的值保存在变量c中，求 项时只须计算，同时把 的值存入c中，继续下一项的运算，然后把这n+1项的值相加。

容易看出逐项求和法所用乘法的次数为2n-1，加法次数为n，当 时，通过上面的比较，我们可看到秦九韶算法比其他算法优越得多。

3、课堂小结：

本节主要学习了中国古代的三个算法问题：更相减损之术求两个正整数的最大公约数、割圆术求圆周率和秦九韶求一元n次多项式的值，重点在于这三种方法的应用，难点就是如何去编制算法语言，主要以了解为主。

4、当堂练习：

⑴.下面各组关于最大公约数的说法中不正确的是（C）

A.80与36的最大公约数是4

B.294与84的最大公约数是42 C.85与357的最大公约数是34

D.228与741的最大公约数是57 ⑵.我国数学家刘徽采用正多边形面积逐渐逼近圆面积的计算方法来求圆周率，其算法的特点为（C）A.运算速率快

B.能计算出 的精确值

C.“内外夹逼”

D.无限次地分割 ⑶.用秦九韶算法求多项式 的值时，应把 变形为（D）A.B.C.D.⑷.用更相减损之术求81与135的最大公约数时，要进行

次减法运算。

5、课后作业

⑴.145与232的最大公约数是（）A.145

B.19

C.29

D.32 ⑵.用秦九韶算法计算多项式 在 时的值时，的值为（）A.-845

B.220

C.-57

D.34 ⑶.用圆内接正多边形逼近圆，因而得到的圆周率总是（）的实际值 A.大于等于

B.小于等于

C.等于

D.小于

⑷.已知一个5次多项式，用秦九韶算法求当 时，多项式的值，可把多项式写成如下的形式

。⑸求两个数51与85的最大公约数及最小公倍数。

⑹（创新应用）

《孙子算经》有这样一道题目：“今有百鹿入城，家取一鹿不尽，又三家共一鹿适尽，问城中家几何？”你能设计一个程序解决这个问题吗？

六、教学反思

算法是中国古代数学的优良传统.《九章算术》及其刘徽开创了中国传统数学构造性和机械化的算法模式.中国传统数学以算为主、以术为法的算法体系,同古希腊以《几何原本》为代表的逻辑演绎和公理化体系异其旨趣,在数学历史发展的进程中争雄媲美,交相辉映.吴文俊先生提出,数学机械化思想贯穿于中国传统数学,数学机械化思想是我国古代数学的精髓.他分析了中国传统数学的光辉成就在数学科学进步历程中的地位和作用.明确指出,源于西方的公理化思想和源于中国的机械化思想,对于数学的发展都发挥了巨大作用,理应兼收并蓄.现代计算机科学是算法的科学,它所需的数学方法,与《九章算术》中传统的方法体系若合符节.吴文俊先生正是吸取了中国古代数学的思想精华,创立几何定理的机器证明方法,用现代的算法理论,焕发了中国古代数学的算法传统,开创了数学机械化的新纪元。

通过学习本节课，一方面了解中国古代数学的重要成就，另一方面，提高同学们学习的积极性，知道学习算法对平常的学习生活有总打的作用。

第五篇：代数学选讲教学大纲

《代数学选讲》教学大纲

适用专业：数学与应用数学

执 笔 人：王庚

审 定 人：王宏勇

系负责人：张从军

南京财经大学应用数学系

144

《代数学选讲》教学大纲

课程代码：120010

英 文 名：Selected Topics in Advanced Algebra

课程类别：专业选修课

适用专业：数学与应用数学

前 置 课：数学分析、线性代数、概率论、数理统计

后 置 课： 抽象代数（续），泛代数等

学分：3学分

课时：54课时

主讲教师：周惠新等

选定教材：[1] 陈志杰, 陈咸平, 林磊, 瞿森荣, 韩士安，高等代数与解析几何习题精解

[M].北京: 科学出版社, 2002.[2] 北京大学数学系几何与代数教研室小组，高等代数（第三版）[M].北京:高等教育出版社，2003.课程概述：

本课程主要讲授高等代数(行列式及其计算、线性方程组理论、矩阵初步、二次型理论、线性空间和线性变换、Euclid空间)解题方法和内容再认识、专题选讲（如线性代数应用、用数学软件做线性代数、从模的观点来认识线性代数、特殊矩阵的研究）。

高等代数选论课程是数学类专业及相关专业的主干基础课高等代数的归纳整理、再认识，以及某些专题的深入，使学生在更好的掌握线性代数的基础知识和基础理论，并补充详讲多项式理论，了解高等代数的应用、软件实现、抽象代数中群、环、域的基本概念及线性代数的最新发展方向，进一步熟悉和掌握抽象的、严格的代数解题方法。教学目的：

通过高等代数的教学，应使学生系统掌握高等代数的知识和理论，深入理解具体与抽象、特殊与一般、有限与无限等辩证关系，提高抽象思维、逻辑推理及运算能力，提高分析问题和解决问题的能力。进一步向学生渗透现代数学的研究结构和研究方式。同时，提高运用代数方法解决实际问题的能力；能在较高的理论水平的基础上，处理实际应用的有关问题。作为代数选论课程，学习本课程，要求学生对其他代数能有一些了解。

教学方法：

高等代数选论主要为课堂教学，辅助以上机实践和模拟测试，增强学生对有关内容的理解和掌握。

各章教学要求及教学要点

第一章多项式内容与解题方法

学时分配：8课时

教学要求：

1．理解数域上一元多项式环的概念及多项式和与积的性质。

2．理解最大公因式概念、性质及多项式互素的概念和性质。

3．了解不可约多项式概念，理解多项式唯一因式分解定理。

4．理解重因式的概念和多项式根的概念。了解多元多项式和对称多项式概念。教学内容：

一、数域，一元多项式环的基本概念，二、整除概念，最大公因式，三、不可约多项式，因式分解定理，四、重因式，五、多项式的根，多项式函数，六、代数基本定理，七、实系数多项式，多元多项式环，对称多项式。

第二章行列式及其计算

学时分配：6课时

教学要求：

1.理解和掌握n阶行列式的概念与性质。

2.熟练并掌握n阶行列式的计算方法。

教学内容：

一、基本要求与主要内容。

二、基本题型与典型例题。

第三章线性方程组

学时分配：8课时

教学要求：

1.理解齐次线性方程组有非零解的充要条件。

2.理解非齐次线性方程组有解的充要条件。

3.掌握齐次方程组有解判别定理和基础解系及通解的求法。

4.掌握非齐次线性方程组通解的求法。

5.熟练运用矩阵的初等变换解一般线性方程组。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第四章矩阵

学时分配：6课时

教学要求：

1.理解矩阵的概念、性质和相关的基础知识。

2.会求逆矩阵和掌握矩阵的相关计算。

3.了解广义逆矩阵概念，了解广义逆矩阵与齐次方程组解的关系。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第五章二次型

学时分配：3课时

教学要求：

1.理解二次型概念及其相关理论，掌握合同变换与合同矩阵概念。

2.熟练运用配方法和初等变换法化二次型为标准形。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第六章线性空间

学时分配：4课时

教学要求：

1.理解线性空间概念及其相关理论。

2.熟练掌握相关的计算。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第七章线性变换

学时分配：3课时

教学要求：

1.理解线性变换概念及其相关理论。

2.熟练掌握相关的计算。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第八章—矩阵

学时分配：3课时

教学要求：

1.理解—矩阵概念及其相关理论。

2.熟练掌握相关的计算。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第九章欧几里得空间

学时分配：3课时

教学要求：

1.理解欧几里得空间概念及其相关理论。

2.熟练掌握相关的计算。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第十章双线性函数

学时分配：3课时

教学要求：

1.理解双线性函数概念及其相关理论，2.熟练掌握相关的计算。

教学内容：

一、基本要求与主要内容，二、基本题型与典型例题。

第十一章专题：应用、软件、代数结构介绍

学时分配：7课时

教学要求：

了解有关概念、应用，掌握软件。

教学内容：

高等代数的应用、软件实现、抽象代数中群、环、域的基本概念及线性代数的最新发展方向代数基本概念。

实验、作业、考核等

实验

高等代数及其应用等内容教学过程中，安排利用Mathematica软件上机实验。

习题数量及要求：

为确保学生能达到大纲的教学要求，安排2-5次模拟测试，每次一套试卷。一次应用习作，一次上机习作

教学方式与考核方式：

考核方式：以模拟测试、二次习作情况考核。

附录：参考书目

1、刘剑平等,线性代数及其应用[M],上海：华东理工大学出版社,2005.2、龚升,线性代数五讲[M],北京：科学出版社,2005.3、李正元等,数学复习全书[M],北京：国家行政学院出版社,2001.4、张禾瑞、郝炳新：高等代数（第四版）[M]，北京：高等教育出版社，1999.5、王心介：高等代数与解析几何[M]，北京：科学出版社，2002.