国家开放大学电大《数学思想与方法》题库.docx
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国家开放大学电大《数学思想与方法》题库
《数学思想与方法》综合复习
一、填空题（每题3分，共30分）
1．在数学中建立公理体系最早的是几何学，而这方面的代表著作是古希腊欧几里得的（《几何原本》）。
2．随机现象的特点是（在一定条件下，可能发生某种结果，也可能不发生某种结果）。
3．演绎法与（归纳法）被认为是理性思维中两种最重要的推理方法。
4．在化归过程中应遵循的原则是（简单化原则、熟悉化原则、和谐化原则）。
5．（数学思想方法）是联系数学知识与数学能力的纽带，是数学科学的灵魂，它对发展学生的数学能力，提高学生的思维品质都具有十分重要的作用。
6．三段论是演绎推理的主要形式，它由（大前提、小前提、结论）三部分组成。
7．传统数学教学只注重（形式化数学知识）的传授，而忽略对知识发生过程中（数学思想方法）的挖掘。
8．特殊化方法是指在研究问题中，（从对象的一个给定集合出发，进而考虑某个包含于该集合的较小集合）的思想方法。
9．分类方法的原则是（不重复、无遗漏、标准同一、按层次逐步划分）。
10．数学模型可以分为三类：
（概念型、方法型、结构型）。
二、判断题（每题2分，共10分。
在括号里填上是或否）
1．数学模型方法在生物学、经济学、军事学等领域没应用。
（否）
2．在解决数学问题时，往往需要综合运用多种数学思想方法才能取得效果。
（是）
3．如果某一类问题存在算法，并且构造出这个算法，就一定能求出该问题的精确解。
（否）
4．分类可使知识条理化、系统化。
（是）
5．在建立数学模型的过程中，不必经过数学抽象这一环节。
（否）
三、简答题（每题6分，共30分）
1．我国数学教育存在哪些问题？
答：
①数学教学重结果，轻过程；重解题训练，轻智力、情感开发；不重视创新能力培养，虽然学生考试分数高，但是学习能力低下；②重模仿，轻探索，学习缺少主动性，缺乏判断力和独立思考能力；③学生学业负担过重。
原因是课堂教学效益不高，教学围绕升学考试指挥棒转，不断重复训练各种题型和模拟考试，不少教师心存以量求质的想法，造成学生学业负担过重。
2．《几何原本》贯彻哪两条逻辑要求？
答：
《几何原本》贯彻了两条逻辑要求。
①第一，公理必须是明显的，因而是无需加以证明的，其是否真实应受推出的结果的检验，但它仍是不加证明而采用的命题；初始概念必须是直接可以理解的，因而无需加以定义。
②第二，由公理证明定理时，必须遵守逻辑规律与逻辑规则；同样，通过初始概念以直接或间接方式对派生概念下定义时，必须遵守下定义的逻辑规则。
3．简述数学抽象的特征。
答：
数学抽象有以下特征：
①数学抽象具有无物质性；②数学抽象具有层次性；③数学抽象过程要凭借分析或直觉；④数学的抽象不仅有概念抽象还有方法抽象
4．什么是算法的有限性特点？
试举一个不符合算法有限性特点的例子。
①算法得有限性是指一个算法必须在有限步之内终止。
②例如，对初始数据20和3，计算过程为
无论怎样延续这个过程都不能结束，同时也不会出现中断。
如果在某一处中断过程，我们只能得到一个近似的、不准确的结果。
而且如果在某一步中断计算过程已经不是执行原来的算法。
可见，十进小数除法对于20和3这组数不符合算法的“有限性”特点。
5．简述将“化隐为显”列为数学思想方法教学的一条原则的理由。
答：
①由于数学思想方法往往隐含在知识的背后，知识教学虽然蕴含着思想方法，但是如果不是有意识地把数学思想方法作为教学对象，在数学学习时，学生常常只注意到处于表层的数学知识，而注意不到处于深层的思想方法。
②因此，进行数学思想方法教学时必须以数学知识为载体，把隐藏在知识背后的思想方法显示出来，使之明朗化，才能通过知识教学过程达到思想方法教学之目的。
四、解答题
1．
（1）什么是类比推理？
（2）写出类比推理的表示形式。
（3）怎样才能增加由类比得出的结论的可靠性？
解答：
①类比推理是指，由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也具有这种属性的一种推理方法。
②类比推理的表示形式为：
A具有性质
B具有性质
因此，B也可能具有性质
。
③尽量满足下列条件可增加类比结论的可靠性：
●A与B共同（或相似）的属性尽可能多些；
●这些共同（或相似）的属性应是类比对象A与B的主要属性；
●这些共同（或相似）的属性应包括类比对象的不同方面，并且尽可能是多方面的；
可迁移的属性d应是和
属于同一类型。
2．一个星级旅馆有150个房间。
经过一段时间的经营实践，经理得到数据：
如果每间客房定价为160元，住房率为55%；如果每间客房定价为140元，住房率为65%；如果每间客房定价为120元，住房率为75%；如果每间客房定价为100元，住房率为85%。
欲使每天收入提高，问每间住房的定价应是多少？
答：
①弄清实际问题加以化简。
经分析，为了建立旅馆一天收入的数学模型，可作如下假设：
●设每间客房的最高定价为160元；
●根据题中提供的数据，设随着房价的下降，住房率呈线性增长；
●设旅馆每间客房定价相等。
②建立数学模型。
根据题意，设
表示旅馆一天的总收入，
为与160元相比降低的房价。
由假设②，可得每降低1元房价，住房率增加为
因此一天的总收入为
（1）
由于
。
于是问题归结为：
当
时，求
的最大值点，即求解
（③模型求解。
将
（1）左边除以（150×0.005）得
由于常数因子对求最大值没有影响，因此可化为求
的最大值点。
利用配方法得
易知当
=25时
最大，因此可知最大收入对应的住房定价为
160元－25元=135元
相应的住房率为
0.55+0.005×25=67.5%
最大收入为
150×135×67.5%=13668.75（元）
④检验。
容易验证此收入在已知各种客房定价的对应收入中确实是最大的，这可从下面表格中看出。
定价
160元
140元
120元
100元
135元
收入
13200元
13650元
13500元
12750元
13668.75元
如果为了便于管理，那么定价140元也是可以的，因为这时它与最高收入只差18.75元。
如果每间客房定价为180元，住房率为45%，其相应收入只有12150元。
由此可见假设①是合理的。
实际上二次函数在
之内只有一个极值点。
数学思想与方法综合练习二
一、填空题
1．学生理解或掌握数学思想方法的过程有如下三个主要阶段（对同一数学对象，若选取不同的标准，可以得到不同的分类）。
2．强抽象就是指，通过（数学思想方法教学隶属数学教学范畴，只要贯彻通常的数学教学原则就可实现数学思想方法教学目标）而形成新概念的抽象过程。
3．菱形概念的抽象过程就是把一个新的特征：
（由类比法推得的结论必然正确。
），加入到平行四边形概念中去，使平行四边形概念得到了强化。
4．分类必须遵循的原则是（．①不重复，②无遗漏，③标准同一）。
5．面对一个问题，经过认真的观察和思考，通过归纳或类比提出猜想，然后从两个方面入手：
演绎证明此猜想为真；或者（寻找反例说明此猜想为假），并且进一步修正或否定此猜想。
6．《几何原本》所开创的（公理化）方法不仅成为一种数学陈述模式，而且还被移植到其它学科，并且促进他们的发展。
7．变量数学产生的数学基础是（解析几何），标志是（微积分）。
8．（数学基础知识和数学思想方法）是数学教学的两条主线。
9．深层类比又称实质性类比，它是通过（对被比较对象的处理相互依存的各种相似属性之间的多种因果关系的分析）而得到的类比。
10．一个概括过程包括（比较、区分、扩张、分析）。
二、判断题（每题2分，共10分）
1．《九章算术》不包括代数、几何内容。
（否）
2．既没有脱离数学知识的数学思想方法，也没有不包括数学思想方法的数学知识。
（是）
3．对同一数学对象，若选取不同的标准，可以得到不同的分类。
（是）
4．特殊化是研究共性中的个性的一种方法。
（否）
5．数学模型方法应用面很窄。
（否）
三、简答题（每题6分，共30分）
1．简述培养数学猜想能力的途径。
答：
猜想能力培养可以通过数学教学，如：
①新知识的学习、②数学规律的寻求、③解题思路的探索等途径来实现。
2．简述特殊化方法在数学教学中的应用。
答：
①利用特殊值（图形）解选择题；②利用特殊化探求问题结论；③利用特例检验一般
3．什么是归纳猜想？
并举一个例子说明。
答：
①人们运用归纳法，得出对一类现象的某种一般性认识的一种推测性的判断，即猜想，这种思想方法称为归纳猜想。
②例如，人们在量度了很多圆的周长和半径以后，发现它们的比值总是近似地等于3.14，于是提出了圆周率是3.14的猜想。
后来数学家从理论上证明了圆周率的数值为
，果然和3.14很接近。
4．简述概括与抽象的关系。
答：
①概括方法与抽象方法是不同的，但是它们又有十分密切的联系。
抽象是舍弃事物的一些属性而收括固定出其固有的另一些属性的思维过程，抽象得到的新概念与表述原来的对象的概念之间不一定有种属关系。
②概括是在思维中由认识个别事物的本质属性，发展到认识具有这种本质属性的一切事物，从而形成关于这类事物的普遍概念。
由概括得出的新概念是表述概括对象概念的一个属概念。
③概括和抽象虽有差别，但又是互相联系、密不可分的。
抽象是概括的基础，没有抽象就不能认识任何事物的本质属性，就无法概括。
概括也是抽象思维过程中所必须的一个环节，前述“收括”操作实际上也是一个概括过程，有人就把“收括”称之为概括，由于对共同点的概括才能得出对象的本质属性，从而完成抽象过程。
5．在实施数学思想方法教学时应注意哪些问题？
答：
为了切实加强数学思想方法教学，还应注意以下几点事项：
①要把数学思想方法的学习纳入教学目标，并在教案中设计好数学思想方法的教学内容和教学过程；②重视数学知识发生、发展的过程，认真设计数学思想方法教学的目标；③做好数学思想方法教学的铺垫工作和巩固工作；④不同类型的数学思想方法应有不同的教学要求；⑤注意不同数学思想方法的综合运用。
四、解答题（每题15分，共30分）
1．圆周角定理证明思路如下：
将圆周角的两边所处的位置分成三种情况：
①角的一边落在直径上；②角的两边在某一直径的两侧；③角的两边在某一直径的同侧。
如上图所示。
先对情况①进行证明，然后将情况②、③转化为情况①分别进行证明。
最后得出圆周角定理对任意圆周角都成立的结论。
试具体分析上述证明中需要用到哪些数学思想方法。
答：
该证明中用到下面几种数学思想方法：
①将圆周角分成三种情况，用到分类方法；
②先证明角恰有一边在直径上的特殊情况，用到特殊化方法；
③将其他两种情况转化为角恰有角恰有一边在直径上的情况，用到化归方法；
④通过对所有三种情况的证明，然后得出圆周角定理的结论，用到完全归纳法；
⑤在证明过程中需要进行演绎推理，因此用到演绎方法。
2．论述《几何原本》思想方法的特点。
答：
①封闭的演绎体系
因为在《几何原本》中，除了推导时所需要的逻辑规则外，每个定理的证明所采用的论据均是公设、公理或前面已经证明过的定理，并且引入的概念（除原始概念）也基本上是符合逻辑上对概念下定义的要求，原则上不再依赖其它东西。
因此《几何原本》是一个封闭的演绎体系。
另外，《几何原本》的理论体系回避任何与社会生产现实生活有关的应用问题，因此对于社会生活的各个领域来说，它也是封闭的。
所以，《几何原本》是一个封闭的演绎体系。
②抽象化的内容
《几何原本》中研究的对象都是抽象的概念和命题，它所探讨的是这些概念和命题之间的逻辑关系，不讨论这些概念和命题与社会生活之间的关系，也不考察这些数学模型所由之产生的现实原型。
因此《几何原本》的内容是抽象的。
③公理化的方法
《几何原本》的第一篇中开头5个公设和5个公理，是全书其它命题证明的基本前提，接着给出23个定义，然后再逐步引入和证明定理。
定理的引入是有序的，在一个定理的证明中，允许采用的论据只有公设和公理与前面已经证明过的定理。
以后各篇除了不再给出公设和公理外也都照此办理。
这种处理知识体系与表述方法就是公理化方法。
数学思想与方法综合练习三
一、填空题（每题5分，共25分）
2．所谓类比，是指（由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也具有该属性的一种推理方法）；常称这种方法为类比法，也称类比推理。
4．猜想具有两个显著特点：
（①具有一定的科学性，②具有一定的推测性）。
6．所谓数学模型方法是（利用数学模型解决问题的一般数学方法）。
8．数学模型具有（抽象性、准确性和演绎性、预测性）特性。
10．概括通常包括两种：
经验概括和理论概括。
而经验概括是从事实出发，以对个别事物所作的观察陈述为基础，上升为普遍的认识—（由对个体特性的认识上升为对个体所属的种的特性）的认识。
二、判断题（每题5分，共25分）
1．数学思想方法教学隶属数学教学范畴，只要贯彻通常的数学教学原则就可实现数学思想方法教学目标。
（否）
2．由类比法推得的结论必然正确。
（否）
3．有时特殊情况能与一般情况等价。
（是）
4．演绎的根本特点就是当它的前提为真时，结论必然为真。
（是）
5．抽象得到的新概念与表述原来的对象概念之间不一定有种属关系。
（是）
三、简答题（每题5分，共50分）
1．简述确定性现象、随机现象的特点以及确定性数学的局限性。
答：
①④确定性现象的特点是：
在一定的条件下，其结果完全被决定，或者完全肯定，或者完全否定，不存在其他可能。
即这种现象在一定的条件下必然会发生某种结果，或者必然不会发生某种结果。
②随机现象的特点是：
在一定的条件下，可能发生某种结果，也可能不发生某种结果。
③对于随即现象，由于条件和结果之间不存在必然性联系，因此不能用确定数学来加以定量描述；此外，由于随机现象并不是杂乱无章的现象，就个体而言，似乎没有什么规律存在，但当同类现象大量出现时，从总体上却呈现出一种规律性，而确定数学无法定量地揭示这种规律性。
2．简述计算机在数学方面的三种新用途。
答：
①推动了数学的应用、②加快了科学的数学化、③促进了数学的发展。
3．简述化归方法的和谐化原则
答：
和谐化是数学内在美的主要内容之一。
①美与真在数学命题和数学解题中一般是统一的。
因此，②我们在解题过程中，可根据数学问题的条件或结论以及数、式、形等的结构特征，利用和谐美去思考问题，获得解题信息，③从而确立解题的总体思路，达到以美启真的作用。
4．常量数学应用的局限性是什么？
答：
①在建立了太阳中心理论后，17世纪的人们面临了如何改进计算行星位置，以及如何解释地球上静止的物体保持不动、下降的物体还落在地球上等之类的问题。
②这类问题的核心是物体的运动。
面对这类带有运动特征的问题，人们已有的数学知识：
算术、初等代数、初等几何和三角等构成的初等数学，显得无效。
③由于初等数学都是以不变的数量（即常量）和固定的图形为其研究对象（因此这部分内容也称为常量数学）。
运用这些知识可以有效地描述和解释相对稳定的事物和现象。
可是，对于这些运动变化的事物和现象，它们显然无能为力。
5．简述代数解题方法的基本思想。
答：
代数解题方法的基本思想是，①首先依据问题的条件组成内含已知数和未知数的代数式，并按等量关系列出方程，②然后通过对方程进行恒等变换求出未知数的值。
数学思想与方法综合练习四
一、填空题（每题3分，共30分）
2．化归方法是指，（把待解决的问题，通过某种转化过程，归结到一类已经能解决或较易解决的问题中，最终获得原问题解答的一种方法）。
3．在计算机时代，（计算方法）已成为与理论方法、实验方法并列的第三种科学方法。
4．算法具有下列特点：
（①有限性，②确定性，③有效性）。
5．化归方法的三个要素是：
（化归对象、化归目标、化归途径）。
6．根据学生掌握数学思想方法的过程有潜意识、明朗化、深刻理解三个阶段，可相应地将小学数学思想方法教学设计成（多次孕育、初步理解、简单应用）三个阶段。
7．一个概括过程包括（比较、区分、扩张和分析）等几个主要环节。
8．古代数学大致可以分为两种不同的类型：
一种是（崇尚逻辑推理），以《几何原本》为代表；一种是（长于计算和实际应用），以《九种算术》为典范。
9．《九章算术》思想方法的特点主要有（开放的归纳体系、算法化的内容、模型化的方法）。
10．初等代数的特点是（是用字母符号来表示各种数，并且最初研究的对象主要是代数式的运算和方程的求解）。
二、判断题（每题2分，共10分）
1．完全归纳法实质上属于演绎推理的范畴。
（是）
2．古希腊的柏拉图曾在他的学校门口张榜声明：
不懂几何的人不得入内。
这是因为他的学校里所学习的课程要用到很多几何知识。
（否）
3．完全归纳法的一般推理形式是：
设S＝
具有性质P，因此推断集合S中的每一个对象都具有性质P。
（否）
4．《九章算术》是世界上最早系统地叙述分数运算的著作，它关于负数的论述也是世界上最早的。
（是）
5．算术反映的是物体集合之间的函数关系。
（否）
三、简答题（每题6分，共30分）
1．试对《九章算术》思想方法的一个特点“算法化的内容”加以说明。
答：
①《九章算术》在每一章内先列举若干个实际问题，并对每个问题都给出答案，然后再给出“术”，作为一类问题的共同解法。
②以后遇到其它同类问题，只要按“术”，给出的程序去做就一定能求出问题的答案。
③历代数学家受到追求实用、讲究算法的传统思想的影响，使他们对《九章算术》的注、校，主要集中在对“术”进行研究，即不断改进算法。
因此我们说，内容的算法化是《九章算术》思想方法上的特点之一。
2．简述化归方法在数学教学中的应用
答：
化归方法在数学教学中的功能至少可以归结为以下三个方面：
①利用化归方法学习新知识；②利用化归方法指导解题；③利用化归原则理清知识结构。
3．试用框图表示用特殊化方法解决问题的一般过程。
答：
用特殊化解决问题的一般过程，可以用框图表示如下：
这个框图告诉我们：
①若我们面对的问题A解决起来比较困难，可以先将A特殊化为A＇，因为A＇与A相比较，外延变小，因此内涵势必增多，所以由A＇所导出的结论B＇，它包含的内涵一般也会比较多。
②把信息B＇反馈到问题A中，就会为问题解决提供一些新的信息，再去推导结论B就会比较容易一些。
③若解决问题A仍有困难，则可对A再次进行特殊化，进一步增加信息量，如此反复多次，最终推得结论B，使问题A得以解决。
4．微积分产生可以归结为哪四类情况？
答：
这些问题归结到数学上主要有如下四类情况。
①第一类是：
已知物体移动的距离为时间的函数，求物体瞬时速度和加速度；反过来，已知物体的加速度为时间的函数，求速度和距离。
②第二类是：
求曲线切线的斜率和方程。
③第三类是：
求函数的最大值与最小值。
④第四类是：
求曲线的长度，曲边梯形的面积，曲面围成的物体的重心。
这四类问题的核心是求一个常量无法确定的量——变量——问题。
5．变量数学产生的意义是什么？
答：
①变量数学的产生，为自然科学更精确地描述物质世界提供了有效的工具；②变量数学的产生，促进数学自身的发展与严密；③变量数学的产生，使辩证法进入数学
评分标准：
四、解答题（每题15分，共30分）
1．解方程
的最大整数。
答：
①先从[
]的定义入手估计
的取值范围，然后划分成若干小区间求解。
根据[
]的定义，由原方程得
；1分
即
。
………………………
（1）1分
解不等式得
。
………………
（2）1分
②由于原方程的解包含在
（1）的解中，因此可将
（2）划分为四个小区间来求解：
（I）当
时，原方程为
2分
∵
。
1分
（II）当
时，原方程为
1分
∵
2分
（III）当
时，原方程为
1分
∵
1分
（IV）当
时，显然满足原方程。
2分
③所以，原方程的解为
。
2分
2．简述数学模型在数学教学中的作用。
答：
数学模型在数学教学中的作用主要有三方面：
①其一是构造数学模型解决实际问题。
求解某些应用问题时，常常需要我们根据实际情况创设条件构造数学模型，然后通过求解数学模型的解获得实际问题的解。
②其二是数学模型的应用。
如果根据问题的条件可以判断所求结果具有某种确定的数学结构，那么可直接应用该数学模型解题。
③其三是数学模型之间的相互转换。
某些不同的数学模型之间具有同构关系，我们往往可以通过将一种模型转换成另一种模型，使问题的求解更加容易。
（4）完整答出①②③，得15分。
一、填空题（每题5分，共25分）
1．算法的有效性是指（如果使用该算法从它的初始数据出发，能够得到这一问题的正确解）。
3．所谓数形结合方法，就是在研究数学问题时，（由数思形、见形思数、数形结合考虑问题）的一种思想方法。
5．古代数学大体可分为两种不同的类型：
一种是崇尚逻辑推理，以《几何原本》为代表；一种是长于计算和实际应用，以（《九章算术》）为典范。
7．数学的统一性是客观世界统一性的反映，是数学中各个分支固有的内在联系的体现，它表现为（数学的各个分支相互渗透和相互结合）的趋势。
9．学生理解或掌握数学思想方法的过程一般有三个主要阶段：
（潜意识阶段、明朗化阶段、深刻理解阶段）。
二、判断题（每题5分，共25分。
在括号里填上是或否）
1．计算机是数学的创造物，又是数学的创造者。
（是
2．抽象得到的新概念与表述原来的对象的概念之间一定有种属关系。
（否）
3．一个数学理论体系内的每一个命题都必须给出证明。
（否）
4．贯穿在整个数学发展历史过程中有两个思想，一是公理化思想，一是机械化思想。
（是）
5．提出一个问题的猜想是解决这个问题的终结。
（否）
三、简答题（每题10分，共50分）
1．为什么说《几何原本》是一个封闭的演绎体系？
答：
①因为在《几何原本》中，除了推导时所需要的逻辑规则外，每个定理的证明所采用的论据均是公设、公理或前面已经证明过的定理，并且引入的概念（除原始概念）也基本上是符合逻辑上对概念下定义的要求，原则上不再依赖其它东西。
因此《几何原本》是一个封闭的演绎体系。
②另外，《几何原本》的理论体系回避任何与社会生产现实生活有关的应用问题，因此对于社会生活的各个领域来说，它也是封闭的。
③所以，《几何原本》是一个封闭的演绎体系。
2．为什么说最早使用数学模型方法的是中国人？
答：
①因为在中国汉代的古算书《九章算术》中就已经系统地使用了数学模型。
《九章算术》将246个题目归结为九类，即九种不同的数学模型，分列为九章。
②它在每一章中所设置的问题，都是从大量的实际问题中选择具有典型意义的现实原型，然后再通过“术”（即算法）转化成数学模型。
其中有些章就是专门探讨某种数学模型的应用，③例如“勾股”、“方程”等章。
这在世界数学史上是最早的。
因此，我们说最早使用数学模型方法的是中国人。
3．什么是类比猜想？
并举一个例子说明。
答：
①人们运用类比法，根据一类事物所具有的某种属性，得出与其类似的事物也具有这种属性的一种推测性的判断，即猜想，这种思想方法称为类比猜想。
②例如，分式与分数非常相似，只不过是用字母替代数而已。
因此，我们可以猜想，分式与分数在定义、基本性质、约分、通分、四则运算等方面都是对应相似的。
4．简述表层类比，并用举例说明。
答：
①表层类比是根据两个被比较对象的表面形式或结构上的相似所进行的类比。
这种类比可靠性较差，结论具有很大的或然性。
②例如，从
类比出
是错误的，而类比出
在数列极限存在的条件下是正确的。
③又
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