组合数学在生活中的应用

组合数学在生活中的应用
组合数学在生活中的应用

组合数学在生活中的应用

数计学院姓名:廖梓文班别: 11数本3班学号:2011224323

摘要本文从对组合数学的一些基本概念和方法入手,结合具体的应用举例和数学史上的著名故事作为论题进行研究,进行了较全面的资料搜集.使人们加深对组合数学的理解,并应用于生活.

关键词:组合数学;数学游戏

1 引言

本文通过具体的应用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.

2 组合数学的历史

组合数学是一门既古老又年轻的数学分支。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。

我国古人在《河图》《洛书》中便已经对一些有趣的组合问题给出了正确的解答。中国最早的组合数学理论可追溯到宋朝时期的”贾宪三角”, 后来被杨辉引用, 所以普遍称之为“杨辉三角”, 这在西方是1654年由帕斯卡提出,但比中国晚了400多年。近代,由于计算机的出现,组合数学这门学科得以迅猛发展,成为了一个重要的数学分支。近代图论的历史可追溯到18世纪的七桥问题—穿过K?nigsberg城的七座桥,要求每座桥通过一次且仅通过一次。Euler1736年证明了不可能存在这样的路线。

4.组合数学的基本解题方法

4.1 组合分析法

组合分析法,或称组合解释法,此法对组合数学的初学者来说相对重要一些,它与代数演算法有明显的区别,其思想主要是给组合数以确定的现实意义,对提出的问题给以组合解释.这种方法的特点是相对直观,便于理解和记忆,富有启发性,类似于我们在连续型数学学习中常说的“几何意义”.

例1 在一群n >1个人中存在两个人,他们在这群人中有相同数目的熟人(假设没有人与他/她自己是熟人).

证明 将这n 个人编号为{n ,,2,1???},记第i 个人的熟人数为i n ,则10-≤≤n n i .

如果某个人的熟人数为0,则其余n -1的熟人数的范围为{1,2,…,n -2},则由鸽巢原理知必有两个人的熟人数是相同的.

4.2 分类法

分类法在组合数学中使用频率也较高.此方法的基本思想是:设有某一集合A ,根据某一准则(具体问题具体确定),将A 分成若干两两不交子集之并.

例2 在3个孩子之间分发12个完全相同的苹果和1个橘子,使每个孩子至少得到一个水果有多少种分发方法?

解 对橘子的选择与否分2种情况进行讨论,

(1)先讨论橘子不分的情况.设321,,x x x 分别为三个孩子得到的苹果数,并设他们得到的苹果数的总和为k ,此时的分发方法数相当于方程

k x x x =++321,其中321,,x x x ≥1

的整数解的个数,有21-k k

1-33-k C C =+种不同的分法,其中12,,4,3 =k ,对k 求和可得

该情况下的分发方法数;

(2)再讨论将一个橘子分给一个孩子的情况.可从3个孩子中选择1个得到橘子,有13C 种取法,其次再如上考虑,321,,x x x 的意义同上,此时对苹果数总和为k ,分发方法数的计数相当于方程

k x x x =++321,其中1x ≥0,32,x x ≥1

的整数解的个数,可算得共有21-k k

1-33-k C C =+种不同的分法,其中k =2,3, ,12,对k

求和即可计算.

综上所述可得总的分法数为

∑∑==+122k 2k 123k 21-k 3C C

111222n n 22

3k k C C ===+∑∑32121243C C =+. 5.组合数学在生活中的应用举例

组合数学在生活中的应用是方方面面的,现在就从以下几个方面来简要说明,以达到抛砖引玉的效果.

5.1 乘法原则与加法原则的应用举例

这两种原则是组合数学当中两个最常用和最基本的原则.那么我们就先看看这两种原则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.)

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n m +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n m ?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359135??=种方式.而从中共选出一人的方式有35917++=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21A A 、,则其和的概率等于各自概率之和,即()()2121)(A P A P A A P +=+;同理,二个独立事件同时发生的概率()()()2121A P A P A A P ?=?.

解 由加法原理可知,该社共有的线路条数5321=+=P 条.

由乘法原理可知,共有的航班配置方式6232=?=P 种.

5.2 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。

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 )→(n S ;n x ).如此,S n 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n x .也即n x 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.

6 结束语

本论文通过具体的实例介绍了组合数学的基本方法及其在生活中的应用,希望借此论文可以引起人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,它的应用在这里就不再一一叙述了.

组合数学题目及标准答案

组合数学 例1: 将8个“车”放在8×8的国际象棋棋盘上,如果它们两两均不能互吃,那么称8个“车”处于一个安全状态。问共有多少种不同的安全状态? 解:8个“车”处于安全状态当且仅当它们处于不同的8行和8列上。 用一个排列a1,a2,…,a8 ,对应于一个安全状态,使ai 表示第i 行的ai 列上放置一个“车”。这种对应显然是一对一的。因此,安全状态的总数等于这8个数的全排列总数8!=40320。 例4:n 位客人在晚会上每人与他人握手d 次,d 是奇数。证明n 偶数。 证:由于每一次握手均使握手的两人各增加 一次与他人握手的次数,因此n 位客人与他人握手 次数的总和 nd 是偶数 — 握手次数的2倍。根据奇偶 性质,已知d 是奇数,那么n 必定是偶数。 例4 从1到2n 的正整数中任取n +1个,则这n +1个数中,至少有一对数,其中一个是另一个的倍数。 证 设n +1个数是a 1, a 2, ···, an +1。每个数去掉一切2的因子,直至剩下一个奇数为止。组成序列r 1, r 2,, ···, rn +1。这n +1个数仍在[1 , 2n ]中,且都是奇数。而[1, 2n ]中只有n 个奇数,故必有ri =rj = r , 则ai = 2αi r , aj = 2αj r 。若ai >aj ,则ai 是aj 的倍数。 例5 设a 1, a 2, ···, am 是正整数,则至少存在一对k 和l , 0≤k h ,使得 ah+1+…+ ak= 39 证 令Sj= ,j =1 , 2 , …,100。显然 ∑=j i i a 1 ∑=h i i a 1

数学知识在生活中的应用

浅谈数学在生活中的应用 数学知识源于生活,又在生活的其础上总结出数学规律。下面从三个方谈谈数学知识在生活中的应用。 一、让学生学习数学,可从他们已有的经验和已有的知识出发,有目的的,合理地创设出一些贴近学生生活实际的问题情境,把生活中的实际问题抽象成有兴趣的数学问题,只要引起学生的兴趣,就会大大增加学生的求知欲,学生就会主动地去开启智慧之门。 例如,在学习归一应用题时,可让学生练习。“使用139全球通手机,月租费50元,每分钟通话费0.4元;而用136神州行手机,没有月租费每分钟通话费0.6元,每月计费150元以上,若他要换用全球通手机合算吗?”这个题目,内容很贴近学生的现实生活。通过让学生计算,既是让学生对所学知识的巩固,又很好地创造了生活的新方法,激发了学生学习的兴趣。又例如,在学习“圆的面积”的时候,可以设置疑问。“为什么自来水的管道是圆形的而不是长方形的”、“你们有没有见过正方形的自来水管”,这样一个带有生活常识的问题。一提出,学生马上对它充满兴趣,交头接耳,议论纷纷,这样使教材的内容融入趣味的生活情节中,让学生带着兴趣去学习新知识,使学生尝试成功的喜悦,诱发学生再次学习的兴趣。 二、把数学知识应用于生活,解决实际问题。使学生了解课堂上的数学教学中,除了要讲清概念外,使学生正确理解各个知识点和概念,更要注意知识的实用性,在练习的过程中,要把数学知识用到实际中来,要从多方面来考虑数学问题,来打开学开学生的眼界,增

加学生信息量,了解生活实际。 例如,每辆卡车可载36名士兵,现在有1128个士兵需要用卡车送到练营地,问需要多少辆卡车?乍一看,这是个很简单的除法应用题,测试的结果也表明,有70%的学生正确地完成了计算,即得出了1128÷36=31……12。然而,只有23%的学生给出了32这一正确的答案,这说明了什么问题呢?这说明了学生没有把这一问题看成是真正的问题,没有从实际生活的角度去想这个问题,而只是把题目看成是虚构的数学问题,为了练习而杜撰的故事。他们所做的事就是进行计算把得数写出来,这也是一些学生的通病,只注重机械练习,而很少考虑其他问题。我们的数学要加强真实感,要把所学的知识用于解决实际问题,学数学要为生活服务,从而来增加学生的数学意识。 三、从数学实践活动入手,拓展数学视野,开展数学实践活动,可以让学生体验到数学在生活中的应用,对于培养学生学习数学的兴趣、爱好、有着十分积极的意义。 例如,在教学中,让学生到操场上去走走、跑跑、测测、量量,让学生感受50米、100米、400米的距离,并让学生辨别步测与目测的差别;让学生到食堂去看看、称称,根据各种水果、蔬菜的重量,使学生去感受100克、1千克、10千克的实际重量等等,这些活动深受学生的喜爱,不仅可获得数学知识,还能培养学生的数学意识,对数学学习充满乐趣。 总知,学生学习的数学知识是从生产和生活中总结出来的,数学教学要尽量从学生熟悉的生活实例出发去引导学生进行学习,更要让

数学知识在生活中的运用

数学知识在生活中的运用 随着课程改革的深入,给教育工作者带来了更多的思考空间。在小学数学教学中,要求教师要认真做好生活实际化的教学,正如《义务教育数学课程标准(实验稿)》所提及的,“数学教学是数学活动的教学,教师应紧密联系学生周围的实际生活环境,从学生已有的生活经验出发,创设生动的数学情景……”这就要求学生在实际生活的情境中体验数学问题,主要让学生自觉地把所学到的数学知识应用到生活实际当中去,也就是说,让学生把数学知识生活化,才能更好地提高学生的数学素养。 笔者从事小学教育多年,一直从事数学课堂的教学活动,针对学生学习数学的实际情况。我认为数学生活化的教学,有利于学生理论联系实际,其作用如下: 一、情景的再现有利于激发学生学习数学的兴趣 俗话说:“兴趣是最好的老师。”的确,兴趣是学生学习的动力与源泉。而数学学习是抽象化的思维,单纯的理论知识可能少部分人会接受,这样就不利于学生学习兴趣的培养。课堂效率也就会提高得很慢。而通过生活化的教学,教师随时会把身边常见的事物引入到课堂中,学生应用自己的生活经验,可以体验到数学公式与定理的新奇与奥秘。会

使课堂效率事半功倍,但要注意,对于小学生而言,能简单的尽量简单化,以免超出学生的思维范围,使得知识掌握得不理想。 二、生活化的教学对于学生创新能力的培养有很好的推动作用 以往的“填鸭式”教学,只是教师的主动教与学生的被动学。而“生活化”的数学教学则更注重学生的自主、合作、探究的学习模式,注重培养学生的创新意识,动手能力。例如,在教学“圆柱表面积”这一部分内容时,对于无盖现象,学生容易混淆,但是如果让学生动手实践,想象一下,生活中的水桶等物体就很容易解决此类问题,而且通过学习,学生既获得了知识又能独立思考,进而体验到了学习的乐趣,提高了创新能力。 既然“生活化”的教学,能把所学知识与生活实际有机地结合起来,拓宽了学生分析问题和解决问题的能力,并逐步达到了“学数学,用数学”的目的,那么,我们又该怎样进行“生活化”的教学呢? 1.让生活情境走入数学课堂 教学中,积极创设与学生生活贴近的生活情境,这样的导入,让学生感受到数学的神奇,仿佛数学时刻就在我们身边。就如同我们的影子一样,比如,教学“分数的意义”这一部分内容时,对“一家三口人一起吃西瓜,谁吃得多,

组合数学在生活中的应用

组合数学在生活中的应用

组合数学在生活中的应用

组合数学在生活中的应用 数计学院姓名:廖梓文班别: 11数本3班学号:2011224323 摘要本文从对组合数学的一些基本概念和方法入手,结合具体的应用举例和数学史上的著名故事作为论题进行研究,进行了较全面的资料搜集.使人们加深对组合数学的理解,并应用于生活. 关键词:组合数学;数学游戏 1 引言 本文通过具体的应用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. 2 组合数学的历史 组合数学是一门既古老又年轻的数学分支。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。 我国古人在《河图》《洛书》中便已经对一些有趣的组合问题给出了正确的解答。中国最早的组合数学理论可追溯到宋朝时期的”贾宪三角”, 后来被杨辉引用, 所以普遍称之为“杨辉三角”, 这在西方是1654年由帕斯卡提出,但比中国晚了400多年。近代,由于计算机的出现,组合数学这门学科得以迅猛发展,成为了一个重要的数学分支。近代图论的历史可追溯到18世纪的七桥问题—穿过K?nigsberg城的七座桥,要求每座桥通过一次且仅通过一次。Euler1736年证明了不可能存在这样的路线。 4.组合数学的基本解题方法

巧用生活事例进行高中数学教学

巧用生活事例进行高中数学教学 “重视从学生的生活经验和已有知识中学习数学和理解数学,培养学生的探索意识,使学生初步学会运用所学的数学知识和方法解决一些简单的实际问题。”这是《国家数学课程标准》对当前数学教学所提出的新要求。在以往的数学教学中,往往有许多教师只重视数学知识的传授,却很少关注数学知识与生活问题的联系,致使学生对数学产生了枯燥无味、神秘难懂的印象,从而造成了数学问题与生活问题的严重脱节。下面我简单介绍一下自己在教学中通过解决实际问题来激发学生学习兴趣的做法: 一、让具体实例为函数教学服务 高中大部分学生都认为函数概念比较抽象,难懂。实际上学生只是单从两个变量之间的关系上理解,如果我们恰当的结合学生身边的实例,就会把抽象问题具体化,形象化,就不会难以理解。如通过三个实际生活的事例:用解析式法给出炮弹发射时高度与时间的关系式,用图象法给出臭氧层空洞面积,用表格法给出人民生活质量问题。通过每给一个时间都分别对应着唯一的一个高度,面积,生活质量。这样在学生脑海里不在是抽象的两个字母x与y的关系,而是具体形象的事例来引出函数的概念,同时也体现了函数的三种表示形式。很好的用实际问题的变化规律呈现出数学知识。 二、让“聪明的啄木鸟”为算法教学服务 生活中有许许多多的数学趣事,关键在于你是否做生活的有心人,教育的有心人。有一次我为了辅导女儿,在网上搜集一些有趣的故事,忽然发现了一则:聪明的啄木鸟的故事,读完后,我忽然觉得这个故事特别适合我要讲的“二分法求方程的近似解”,于是下载打印出来。当我在讲”二分法求方程的近似解”之前,我用幻灯片投出这个趣的故事:啄木鸟找树枝上的虫子吃,它首先在树枝的中间啄个洞,没有虫子,根据虫子的气味左边的一半比右边的一半浓,于是啄木鸟又在左边的一半树枝的中央啄了一个洞,还是没有发现虫子,但是这次树枝右边小虫的气味比左边的要浓些,于是啄木鸟开始向右边搜寻,就这样它经过若干次”搜寻”终于吃到了虫子,美餐了一顿.你认为啄木鸟聪明吗?这个故事的背后蕴涵着什么数学道理?根据这个故事情节使二分法的解题过程体现的非常直观:树枝是区间长度,打洞就是取区间的中点,将区间中点函数值符号在与区间端点的函数值符号进行比较,取舍哪一段,若干次取下去,就是数学的的一种逼近思想,最后根据精确度,方程的近似解就

小学数学生活中的应用

小学数学生活中的应用 数学来源于现实,也必须扎根于现实,并且应用于现实,这是数学界权威人士弗赖登塔尔的基本主张。他认为数学教育体系的内容应该与现实密切联系,并且能在现实中得到应用。然而事实上,我们的数学课堂往往存在学生脱离实际学数学,只学到一些枯燥抽象的数学知识,在生活中却不会应用,感受不到学习数学的乐趣,也体会不到数学的价值。因而,很多学生对数学望而生畏,没有兴趣。正如著名数学家华罗庚所说:“人们对数学早就产生了枯燥乏味,神秘难懂的印象,原因之一便是脱离实际。” 所以,数学要摆脱生涩的说教,应从生活中提取源泉来丰富数学课堂,让学生在现实生活中学习数学,使他们有意识的体会数学与他们的生活经验之间的联系,同时还要培养学生应用数学的能力,让学生能够用所学数学知识解决相应问题。这样,学生才会切切实实感受到数学就在身边,才会对数学发生兴趣,从而乐于学数学,理解课堂教学中与现实生活中的数学。形势要求我们提出了数学生活化的理念,也就是应把数学与实际生活紧密联系起来,数学应从生活中来,到生活中去。 在小学数学中,数的计算是一个重要内容,是学生应掌握的基本能力之一。《小学数学课程标准》在数的计算中强调发展学生的数感,能为解决问题选择适当的算法,学生体会数和运算的意义,掌握数的基本运算及必要的运算技能,探索并理解简单的数量关系。获得解决现实生活中简单问题的能力,增进学生对运算意义的理解,鼓励算法多样化,应使学生经历从实际问题中抽象出数量关系,并运用所学知识解决问题的过程,避免繁杂的运算和程式化的叙述算理,避免将运算与应用割裂开来,减少单纯的技能性训练。可见,课标强调让学生学有用的数学。 同时,数的计算在生产生活中应用也十分广泛。如购物时,计算总价会用到四则混合运算,学校春游时包车需要计算这些学生需要多少辆车,可见,生活中处处有计算,数的计算在生活中的作用是非常重要的。这就要求学生不仅要学会各种计算方法,在生活中也要会应用数的计算。 既然计算与生活是息息相关的,学生要学会在生活中应用计算来解决问题。因此,要求教师在教学中要将计算知识与学生生活实际结合起来,引导学生联系自己生活实际学习数的计算,并能在实际生活中应用。 一、将教学内容生活化,让学生感受到数学源于生活。 1.以实例为铺垫,促进对计算的理解。 在数学教学中,很多对学生来说比较深奥的算理,如果教师直接告诉学生,学生们很难理解,这时,教师不妨通过学生们熟悉的生活实例引出这些算理。 在教《加减法的简便运算》时,有这样一个课件:小明到学校管理处领本子,他对管理员说:“我要领49本算术本和98本生字本。”管理员先数出49本算术本给小明,又拿出一捆100本的生字本,从中抽出2本后递给小明。问题:小明一共领回多少个本子?怎样列式? 学生列式:49+98 师:怎样才能算得快? 生:像刚才小明领本子那样,49本再加上一捆100本,就是149本,再减 去抽回的两本,就是147本。

感受数学在日常生活中的作用

20世纪中叶以来,数学自身发生了巨大的变化。一方面,数学因其日益公理化、形式化而忽视与现实生活的密切联系。另一方面,因数学应用的发展,数学几乎渗透到每一个学科领域及人们生活的方方面面。割断数学与现实生活的联系的教学内容、教学方式,不仅会极大地降低学生数学学习的热情与动力,而且会造成学生对数学学科的错误理解,更无法让学生感受到数学在日常生活中的作用。因此,必须沟通生活中的数学与教科书上的数学之间的联系,使数学与生活融为一体。 数学可以帮助人们对日常生活中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,为人们在日常生活中交流信息提供一种简捷、有效地手段,数学的思想、方法、技术是人们解决实际问题的有力工具。《数学课程标准》在“总体目标”中明确提出:“通过义务教育阶段的数学学习,使学生能够体会数学与自然及人类社会的密切联系,了解数学的价值,增进对数学的理解和学好数学的信心。”并在“学段目标”中指出:使学生“了解可以用数和形来描述某些现象。认识到许多实际问题可以借助数学方法来解决,并可以借助数学语言来表述和交流。”在实际教学中,如何使学生感受到数学在日常生活中的这些作用呢?我们应主要做好以下三个方面的工作: 1、把学生的现实生活作为数学教学的课程资源加以开发和利用。联系学生的现实生活,激活学生的生活经验,让学生在广泛的现实背景下进行数学学习活动,感受、体验数学与日常生活的密切联系。 2、从现实生活中产生数学问题,借助学生的生活经验和已有知识,让学生自主建构对数学知识的理解,有效引导学生经历“数学化”的过程,感受、体验数学来源于生活,提炼于生活。 3、引导学生把所学的数学知识应用到现实生活中去,解决身边的数学问题,感受、体验数学应用于生活,服务于生活。 【教学片断】 片断一:《最小公倍数》教学片断 情境创设:陈飞的爸爸是一名火车司机,每工作3天后休息1天。妈妈是一名飞机乘务员,每工作2天后休息1天。有一位远方的朋友,想趁他们一起休息的日子去看望他们,如果陈飞的爸爸、妈妈在9月1日同时开始工作,那么在这个月里,这位朋友可以选哪些日子去呢?师:可以用什么办法找出陈飞的爸爸、妈妈一起休息的日子? 生:可以在九月份的日历上去找。 师:怎样找? 生:先在日历上找出陈飞爸爸的休息日,再找出他妈妈的休息日,最后再看看哪些天是他们一起的休息日。 师:请你们拿出九月份的日历,用△标出陈飞爸爸的休息日,用○标出陈飞妈妈的休息日,再看看哪些天是他们一起休息的日子。 (学生兴趣盎然地投入到“找共同休息日”的活动中,找到答案的同学,脸上流露着成功的喜悦) 教师根据学生的回答,逐步完成如下板书: 爸爸的休息日:4、8、12、16、20、24、28 妈妈的休息日:3、6、9、12、15、18、21、24、27、30 共同的休息日:12、24 其中最早的共同休息日:12 ……

组合数学

组合数学论文 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。 广义的组合数学就是离散数学,离散数学是狭义的组合数学和图论、代数结构、数理逻辑等的总称。但这只是不同学者在叫法上的区别。总之,组合数学是一门研究离散对象的科学。随着计算机科学的日益发展,组合数学的重要性也日渐凸显,因为计算机科学的核心内容是使用算法处理离散数据。 狭义的组合数学主要研究满足一定条件的组态(也称组合模型)的存在、计数以及构造等方面的问题。组合数学的主要内容有组合计数、组合设计、组合矩阵、组合优化等。 组合数学中有几个著名的问题: 地图着色问题: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?这是图论的问题。 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。这也是图论的问题。 货郎问题:一个货郎要去若干城镇卖货,然后会到出发地,给定各个城镇之间的旅行时间,应怎么样计划他的路线,使他可以去每个城镇而且所用的时间最短。这个问题至今都没有有效的算法。 这几个问题将组合数学研究的问题具体表现出来,同时也可以看出他在我们生活中有着很重要的地位。 组合数学中主要可以分成以下几个部分:排列组合与容斥原理、二项式定理、递推关系与生成函数、polya定理。下面我将以这四个部分分别介绍组合数学的各方面问题。 1、排列组合与容斥原理: 排列组合里面的4个重要的基本原理:加法原理、乘法原理、减法原理、除法原理 前面两个最为基本,后面两个是根据前两个派生出来的。乘法原理有的时候的应用很巧妙,可以作为一种打开思路的办法。

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生活中有趣的6个数 学小故事

生活中有趣的6个数学小故事 你觉得自己很聪明,但是数学经常会让你感觉自己笨得不行。很多人不喜欢数学,事实上,数学本身非常有趣,它是我们日常生活的一部分,每个人都能从中获得享受。请跟随我们的脚步,来探寻有趣的数学吧! 身体计算器 我们的身体真得很奇妙,手是一个常见的计算器。最常见的手的计算是9的倍数计算。计算9的倍数时,将手放在膝盖上,如下图所示,从左到右给你的手指编号。现在选择你想计算的9的倍数,假设这个乘式是7×9。只要弯曲标有数字7的手指,然后数左边剩下的手指数是6,右边剩下的手指数是3,将它们放在一起,得出7×9的答案是63。 多少只袜子才能配成一对 关于多少只袜子能配成对的问题,答案并非两只。为什么会这样呢?那是因为在冬季黑蒙蒙的早上,如果从装着黑色和蓝色袜子的抽屉里拿出两只,它们或许始终都无法配成一对。虽然不是太幸运,但是如果从抽屉里拿出3只袜子,肯定有一双颜色是一样的。不管成对的那双袜子是黑色还是蓝色,最终都会有一双颜色一样的。如此说来,只要借助一只额外的袜子,数学规则就能战胜墨菲法则。通过上述情况可以得出,“多少只袜子能配成一对”的答案是3只。

当然只有当袜子是两种颜色时,这种情况才成立。如果抽屉里有3种颜色的袜子,例如蓝色、黑色和白色袜子,你要想拿出一双颜色一样的,至少必须取出4只袜子。如果抽屉里有10种不同颜色的袜子,你就必须拿出11只。根据上述情况总结出来的数学规则是:如果你有N种类型的袜子,你必须取出 N+1只,才能确保有一双完全一样的。 燃绳计时 一根绳子,从一端开始燃烧,烧完需要1小时。现在要在不看表的情况下,仅借助这根绳子和一盒火柴测量出半小时的时间。你可能认为这很容易,只要在绳子中间做个标记,然后测量出这根绳子燃烧完一半所用的时间就行了。然而不幸的是,这根绳子并不均匀,有些地方比较粗,有些地方却很细,因此这根绳子不同地方的燃烧率不同。也许其中一半绳子燃烧完仅需5分钟,而另一半燃烧完却需要55分钟。面对这种情况,似乎想利用上面的绳子准确测出30分钟时间根本不可能,但是事实并非如此,因此大家可以利用一种创新方法解决上述问题,这种方法是同时从绳子两头点火。绳子燃烧完所用的时间一定是30分钟。 火车相向而行问题 两辆火车沿相同轨道相向而行,每辆火车的时速都是50英里。两车相距100英里时,一只苍蝇以每小时60英里的速度从火车A开始向火车B方向飞行。它与火车B相遇后,马上掉头向火车A飞行,如此反复,直到两辆火车相撞在一起,把这只苍蝇压得粉碎。苍蝇在被压碎前一共飞行了多远? 我们知道两车相距100英里,每辆车的时速都是50英里。这说明每辆车行驶50英里,即一小时后两车相撞。在火车出发到相撞的这一段时间,苍蝇一直以每小时60英里的速度飞行,因此在两车相撞时,苍蝇飞行了60英里。不管苍蝇是沿直线飞行,还是沿”z”型线路飞行,或者在空中翻滚着飞行,其结果都一样。 掷硬币并非最公平 抛硬币是做决定时普遍使用的一种方法。人们认为这种方法对当事人双方都很公平。因为他们认为钱币落下后正面朝上和反面朝上的概率都一样,都是50%。但是有趣的是,这种非常受欢迎的想法并不正确。

浅谈高中数学在生活中的应用

浅谈高中数学在生活中的应用 摘要:数学是数与形的结合,即数字与图形化的语 言去描述生活中的问题,学习好数学就是为了能够更好地应 用于生活。新课标课程改革的目标就是让数学知识更好的融 入生活,在高中数学学习的过程中,如何将数学知识与实际生活相联系成为当前的焦点话题。本文将从生活中常见的 运用数学去解决实际问题出发,分析案例的形式阐述数学与 生活息息相关的关系。本文的目标是提高同学们学习数学的 热情,从而提高数学成绩,使数学的学习能够学以致用。 关键词:数学生活问题应用 中图分类号:G633.6 文献标识码: A 文章编号:1003-9082(2017)10-0-01 一、引言 在我们的生活中,处处存在数学知识。只要你留意,就 能发现。比如:增长率、企业成本与利润的核算、市场调查 与分析、比赛?龃伟才诺鹊龋辉偃缭谖颐侨粘J导噬?活中的存款、贷款、购物(房、车)、分期付款等几乎所有经济问题都可以归结为数列问题,它们都可以用等差数列和等比 数列函数来刻画。这些常见问题都可以感受到数学应用的广 泛性,并明确数学可以帮助他们更好地认识自然和人类社

会,更好地适应生活,有效进行表达和交流。在人们的日常实际生活中,等差数列、等比数列是表现日常经济生活有关规律的基本数学事例。掌握这些模型,对于解决运用问题、发展运用意识是非常重要的。高中生应该大胆去发现,善于提出生活中的问题,从而使自我乐于学数学,会学数学。 二、生活中常见的数学问题 1.数学与建筑物 雄伟壮丽的建筑物只有在数与形结合的情况下,才更具有神韵,更加给人艺术美感。你行走在长江大桥上时,其实在不知不觉中惊叹大桥的静定多跨结构中包含的数学和自然融合美的成分。自古以来,数学已成为设计和构图的无价工具,它既是建筑设计的智力资源,也是减少试验、消除技术差错的手段。比例、与比例相关的均衡、尺度、布局的序列都是构成建筑美感的核心要素。和谐的比例和尺度是建筑结构呈现自然美的基本条件,尤其是黄金分割比例的运用使得建筑物的艺术感达到极致。比例的均称与平衡,圆形的对称和和谐,曲面的柔软与变幻,总能不断地启发建筑师创造出更具和谐美和雅致美的建筑。事实上被人熟知的东方明珠电视广播的几何组成上是十分单调的,大多数的建筑物中常常避讳完整的圆型或球形,因为其在整体的建筑物中显得抢眼而又单调。但是东方明珠在设计师在其中多处运用了黄金分割的比例,使其协调美观,堪称是完美的建筑。此外,建

数学在生活中的应用

数学在生活中的应用 摘要:在日常生活中,我们出处离不开数学。学数学就是为了能在实际生活中应用,数学是人们用来解决实际问题的,其实数学问题就产生在生活中。只要我们勤于思考,善于发现总结,那么会有很多意想不到的收获。0.618多么简单的数字,我们学习了这一比例的来源和含义之后。懂得了原来这么简单的数字是很多建筑学家设计现代建筑物的重要依据,建筑师们深谙其中的意义。懂得了利用这一比例设计出具有观赏性又有实用性的建筑作品。生活中很多地方都用到这一比例。可以说这个比例是数学在美学中应用的很好典范。数学中的很多原理、结论在生活中都有非常广泛的应用。物理学中的波理论和光理论都是以三角函数作为研究的数学模型。建立这些数学模型是研究物理学很多领域的基础。三角形的稳定性在建筑结构的设计,建筑、桥梁的承重计算中是必不可少的基础理论知识,古代中国就懂得利用三角形的稳定性来设计梁的结构,三角形稳定性在中国传统建筑文化中占有很重要的地位。即使在现代建筑中也离不开它。现代生活中如何购房成为讨论越来越多的话题,数学中的指数模型可以很好地解释其中的道理。 关键词:黄金分割建筑美学0.618 三角函数三角形稳定性建筑结构购房中的数学 1. 黄金分割数0.618 1.1 黄金分割的起源 由于公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派研究过正五边形和正十边形的作图,因此现代数学家们推断当时毕达哥拉斯学派已经触及甚至掌握了黄金分割。公元前4世纪,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统研究了这一问题,并建立起比例理论。公元前300年前后欧几里得撰写《几何原本》时吸收了欧多克索斯的研究成果,进一步系统论述了黄金分割,成为最早的有关黄金分割的论著。中世纪后,黄金分割被披上神秘的外衣,意大利数家帕乔利称中末比为神圣比例,并专门为此著书立说。德国天文学家开普勒称黄金分割为神圣分割。到19世纪黄金分割这一名称才逐渐通行。黄金分割数有许多有趣的性质,人类对它的实际应用也很广泛。最著名的例子是优选学中的黄金分割法或0.618法,是由美国数学家基弗于1953年首先提出的,70年代在中国推广。 1.2 黄金分割数0.618的数学解释 如下图所示,分已知线段为两部分,使其中一部分是全线段与另一部分的比例中项,这就是在中学几何课本中提到的黄金分割问题。若C为线段AB的满足条件的分点,则可求得AC 约为0.618AB。这个分割在课本上被称作黄金分割,我们有时也可说是将线段分成中末比、中外比或外内比。若用G来表示它,G 被称为黄金比或黄金分割数。

组合数学前沿介绍





Combinatorics
马昱春 MA Yuchun myc@https://www.360docs.net/doc/e72063921.html,
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Combinatorics
组合数学:有人认为广义的组合数学就是离散数学,也有人认 为离散数学是狭义的组合数学和图论、代数结构、数理逻辑 等的总称。但这只是不同学者在叫法上的区别。总之,组合 数学是一门研究离散对象的科学。
https://www.360docs.net/doc/e72063921.html,/zh-cn/%E7%BB%84%E5%90%88%E6%95%B0%E5%AD%A6
Combinatorics: Combinatorics is a branch of pure mathematics concerning the study of discrete (and usually finite) objects. It is related to many other areas of mathematics, such as algebra, probability theory, ergodic theory and geometry, as well as to applied subjects in computer science and statistical physics.
https://www.360docs.net/doc/e72063921.html,/wiki/Combinatorics 2

组合数学与离散数学
? 狭义的组合数学主要研究满足一定条件的组态( 也称组合模型)的存在、计数以及构造等方面的 问题。
– 组合数学的主要内容有组合计数、组合设计、组合矩 阵、组合优化等。
? 离散数学(Discrete mathematics)是数学的几个分 支的总称,以研究离散量的结构和相互间的关系 为主要目标,其研究对象一般地是有限个或可数 无穷个元素;因此它充分描述了计算机科学离散 性的特点。
– 离散数学通常研究的领域包括:数理逻辑、集合论、 关系论、函数论、组合学、代数系统与图论。 。
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运用数学知识解决生活中的问题

运用数学知识解决生活中的问题学数学就是为了能在实际生活中应用,数学是人们用来解决实际问题的,其实数学问题就产生在生活中。比如说,上街买东西自然要用到加减法,修房造屋总要画图纸。类似这样的问题数不胜数,这些知识就从生活中产生,最后被人们归纳成数学知识,解决了更多的实际问题。 我曾看见过这样的一个报道:一个教授问一群外国学生:“12点到1点之间,分针和时针会重合几次?”那些学生都从手腕上拿下手表,开始拨表针;而这位教授在给中国学生讲到同样一个问题时,学生们就会套用数学公式来计算。评论说,由此可见,中国学生的数学知识都是从书本上搬到脑子中,不能灵活运用,很少想到在实际生活中学习、掌握数学知识。 从这以后,我开始有意识的把数学和日常生活联系起来。 有一次,妈妈烙饼,锅里能放两张饼。我就想,这不是一个数学问题吗?烙一张饼用两分钟,烙正、反面各用一分钟,锅里最多同时放两张饼,那么烙三张饼最多用几分钟呢?我想了想,得出结论:要用3分钟:先把第一、第二张饼同时放进锅内,1分钟后,取出第二张饼,放入第三张饼,把第一张饼翻面;再烙1分钟,这样第一张饼就好了,取出来。然后放第二张饼的反面,同时把第三张饼翻过来,这样3分

钟就全部搞定。我把这个想法告诉了妈妈,她说,实际上不会这么巧,总得有一些误差,不过算法是正确的。看来,我们必须学以致用,才能更好的让数学服务于我们的生活。 数学就应该在生活中学习。有人说,现在书本上的知识都和实际联系不大。这说明他们的知识迁移能力还没有得到充分的锻炼。正因为学了不能够很好的理解、运用于日常生活中,才使得很多人对数学不重视。希望同学们到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处,可以解决生活中的许多问题.

组合数学学习心得

组合数学学习心得 在进入研究生学习的第一个学期就开设了组合数学这门课程,我感到很庆幸和开心,因为我在学完这门课程之后学到了很多东西,不仅仅是课本上的,还有许多在课本上是学不到了! 组合数学,对大多数学生来说是一门十分困难的课程,由于自己本科学的是数学,所以学起来还好,也比较喜欢这门课程。组合数学可以一般描述为:组合数学是研究离散结构的存在,计数,分析,和优化等问题的一门学科。经验证发现的组合数学最有力的工具之一为数学归纳法。归纳是一个强有力的过程,在组合数学中尤其是如此。用数学归纳法证明一个结果常常比证明一个弱结果更容易。许多组合问题的解决常常需要某些特别的例证,而且有时需要结合使用一般的理论。我们必须学会建立数学模型,研究模型,抓住问题的要害,灵活的应用智慧来解决问题。“图论”是组合数学课程中比较重要的一部分。在刚接触到“图”这一章的时候我是抱着好奇之心去学习的,因为这章都是关于“图” ,想了解一下和几何图形的差别,所以觉得善长几何的我应该能够把它学好。但是不可否认,随着知识的深入,这一章一定会比前面的更难理解,更难学。因此上课的时候听得格外认真,课后还找了一些相关书籍阅览。在看过这些书籍以后,我才真正了解到它并不是枯燥乏味的,它的用途非常广泛,并且应用于我们整个日常生活中。比如:怎样布线才能使每一部电话互相连通,并且花费最小?从首府到每州州府的最短路线是什么?n 项任务怎样才能最有效地由 n 个人完成?管道网络中从源点到集汇点的单位时间最大流是多少?一个计算机芯片需要多少层才能使得同一层的路线互不相交?怎样安排一个体育联盟季度赛的日程表使其在最少的周数内完成?我们能用4种颜色来为每张地图的各个区域着色并使得相邻的区域具有不同的颜色吗?这些问题以及其他一些实际问题都涉及“图论” 。这里所说的图并不是几何学中的图形,而是客观世界中某些具体事物间联系的一个数学抽象,用顶点代表事物,用边表示各式物间的二元关系,如果所讨论的事物之间有某种二元关系,我们就把相应的顶点练成一条边。这种由顶点及连接这些顶点的边所组成的图就是图论中所研究的图。由于它关系着客观世界的事物,所以对于解决实际问题是相当有效的。总之,图论是数学科学的一个分支,而四色问题是典型的图论课题。通过对图论的初步理解和认识,我深深地认识到,图论的概念虽然有其直观、通俗的方面,但是这许多日常生活用语被引入图论后就都有了其严格、确切的含义。我们既要学会通过术语的通俗含义更快、更好地理解图论概念,又要注意保持术语起码的严格。 学习数学重要的是理解,而不是像其它科目一样死背下来,数学有一个特点,那就是”举一反三”。做会了一道题目,就可以总结这道题目所包含的方法和原理,再用总结的原理去解决这类题,收效就会更好.学习数学还有一点很重要,那就是从基本的下手,稳稳当当的去练,不求全部题都会做,只求做过的题不会忘,会用就行了。在做题的过程中,学习是一生的事情,不要过于着急,一步一个脚印的来,就一定会取得一想不到的效果。数学的学习是一个积累和运用的过程,因此,学好数学的一个必要前提便是要注重平时的积累和运用。而在日常时对于数学的学习还是有许多方法的。数学学习做题是极为必要的,因此做题之后的总结工作也是极为重要的,否则只能是杂而不精,无法将知识融会贯通,合理运用。 组合数学是一门既古老又年轻的数学分支。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

生活中的数学应用案例

数学研究学习 ——生活中的数学应用案例及做一个尽可能大的长方体 生活中无处不存在数学,数学是应用到我们的每个细节。学数学不是当死知识,而是要灵活运用。我们只有真正的学好数学,才能用到实际生活当中。 这天,我正在玩物理学具,因为电学下学期还要学,所以我就玩起了电学里的连接电路。看着那一闪一亮的灯泡,我突然心中起了一个问号,灯泡的容积怎么求呢?那不方不正,又不是球形的灯泡,又怎么能计算求出它的容积呢?最简单的办法就是碗里面灌满水,然后倒出来量。可是灯泡又扭不开,也不可能打碎,这怎么求。我低头思考了一会,就想出办法。 我首先找出一个玻璃钢(鱼缸),然后将灯泡放进去,测量说升高了多少。然后套用公示:升高的高度*长*宽,就计算出来了。 还有一个实例:过年的时候,小姑要和姑父回家乡过年,说是要给我带纪念品。不知道他们什么时候走的,等的我就急了,问爸爸,他这就考我了:“你小姑回去一周,平年2月有28天.,你算算吧。” 我不假思索的回答,“她7号回来,对不对?” 知道我是怎么算的吗?是这样的。设这七天最中间的一天为x,得到一个方程: (x-3+x-2+x-1)+x+(x+1+x+2+x+3)=28 解得x=4 4+3=7 数学在生活中十分有用,只有不断探索,才会获得更多收获 做一个尽可能大的长方体 步骤 1.准备:一张边长为20 cm的正方形纸板,一个无盖的长方体,以及剪刀、直尺、透明胶、细沙。 2.操作:展开一个无盖长方体 3.设疑:一张正方形的纸怎样才能制成一个无盖的长方体? (1)几何思想 (2)把小正方形的边长在2.5cm到4cm之间进行细分,按0.5cm的间隔取值,即分别取2.5cm,3cm,3.5cm,4cm时,折成的无盖长方体形纸盒 的容积将如何变化?请学生按照昨天所分的小组填写下面的表格:

最新生活中的数学小知识

生活中的数学小知识 现实生活中有很多地方用到数学的知识,上街买东西自然要用到加减法,修房造屋总要画图纸。类似这样的问题数不胜数,这些知识就从生活中产生,最后被人们归纳成数学知识,解决了更多的实际问题。 我曾看见过这样的一个报道:一个教授问一群外国学生:“12 点到1点之间,分针和时针会重合几次?”那些学生都从手腕上拿下手表,开始拨表针;而这位教授在给中国学生讲到同样一个问题时,学生们就会套用数学公式来计算。评论说,由此可见,中国学生的数学知识都是从书本上搬到脑子中,不能灵活运用,很少想到在实际生活中学习、掌握数学知识。有一次,妈妈烙饼,锅里能放两张饼。我就想,这不是一个数学问题吗?烙一张饼用两分钟,烙正、反面各用一分钟,锅里最多同时放两张饼,那么烙三张饼最多用几分钟呢?我想了想,得出结论:要用3分钟:先把第一、第二张饼同时放进锅内,1分钟后,取出第二张饼,放入第三张饼,把第一张饼翻面;再烙1分钟,这样第一张饼就好了,取出来。然后放第二张饼的反面,同时把第三张饼翻过来,这样3分钟就全部搞定。我把这个想法告诉了妈妈,她说,实际上不会这么巧,总得有一些误差,不过算法是正确的。看来,我们必须学以致用,才能更好的让数学服务于我们的生活。数学就应该在生活中学习。有人说,现在书本上的知识都和实际联系不大。这说明他们的知识迁移能力还没有得到充分的锻炼。正因为学了不能够很好的理解、运用于日常生活中,才使得很多人对数学不重视。希望同学们到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处。 现实生活中,数学游戏也有很多,比方说小朋友在打扑克时快算二十四、数学填框游戏,就连赵本山的小品中也有很多这样的数学游戏。如“树上七个猴,地上一个猴,一共几个猴。”等等生活中的例

组合数学在计算机中的应用

目录 摘要 (1) 1.组合数学概述 (1) 2.组合数学在生活中的应用 (1) 3.组合数学与计算机软件 (1) 3.1 信息时代的组合数学 (2) 3.2 组合数学在计算机软件的应用 (2) 3.3组合数学与计算机软件的关系 (2) 3.4组合数学在国外软件业的发展状况 (2) 4 Ramsey 数在计算机科学中的应用 (3) 4.1Ramsey 定理和Ramsey 数 (3) 4.2信息检索 (3) 参考文献 (5)

组合数学在计算机中的应用 摘要:介绍了组合数学的概念、起源与研究的主要内容,分析了组合数学的特点以及其在生活中的应用,阐述了组合数学与计算机软件的联系,并着重通过两个例子说明了Ramsey 数在计算机科学的信息检索中的重要应用。 关键词:组合数学;组合算法;Ramsey 数;信息检索; 1:组合数学概述 组合数学,又称为离散数学,但有时人们也把组合数学和图论加在一起算成是离散数学。组合数学是计算机出现以后迅速发展起来的一门数学分支。计算机科学就是算法的科学,而计算机所处理的对象是离散的数据,所以离散对象的处理就成了计算机科学的核心,而研究离散对象的科学恰恰就是组合数学。组合数学的发展改变了传统数学中分析和代数占统治地位的局面。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,计算机好象是有思维的。 2:组合数学在生活中的应用 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。 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:组合数学与计算机软件 随着计算机网络的发展,计算机的使用已经影响到了人们的工作,生活,学习,社会活动以及商业活动,而计算机的应用根本上是通过软件来实现的。

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