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数学分支

·基本代数:学习以位置标志符(place holders)标记常数和变数的符号,与掌 控包含这些符号的表示式及方程式的法则,来记录实数的运算性质。(通常也会 涉及到中等代数和大学代数的部分范围。)
·抽象代数:讨论代数结构的性质,例如群、环、域等。这些代数结构是在集合 上定义运算而来,而集合上的运算则适合某些公理。
·逻辑代数:又称“布尔代数”、“开关代数”。研究逻辑问题的一门数学。是现 代数学中的一个重要分支。由英国数学家布尔提出。其逻辑变量的取值仅为“0” 和“1”。基本逻辑运算有“与”、“或”、“非”等。是设计计算机的有力工具。
几何学(geometry)
是研究空间关系的数学分支,有时简称为几何。几何是近代数学的两大领域之一, 另外一个是研究数量关系的领域。现代概念上的几何其抽象程度和一般化程度大 幅提高,并与分析、抽象代数和拓扑学紧密结合,很多分支几乎无法认出是从早 期的几何学传承而来。
另:韦达在其《分析引论》中第一次有意识地使用系统的代数字母与符号,有不 同的字母代表已知量和未知量。他把符号性代数称作“类的算术”,同时规定了 算术与代数的分界,认为代数运算施行于事物的类或形式,算术运算施行于具体 的数。这就使代数成为研究一般类型的形式和方程的学问,因其抽象而应用更为 广泛。
代数大致分为以下几类:
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·线性代数:专门讨论矢量空间,包括矩阵的理论。代数学的一个分支。早期研 究线性方程组的解法,后来拓展为研究一般向量空间的结构,以及线性变换的标 准形式和不变量等。不仅在其他数学分支,而且在物理学、经济学和工程技术等 方面都有广泛的应用。
·泛代数:讨论所有代数结构的共有性质。
·计算代数:讨论在电脑上进行数学的符号运算的演算法。
数学分支
2009-07-09
算术
研究自然数(正整数)、分数、小数的简单性质,及其加、减、乘、除、乘方、 开方运算法则的一门学科。是数学中最基础的部分。由算术进一步发展起来的是 代数学和数论。中国古代将数学和数学书也统称为算术。
数论
数学是科学的皇后,数论是数学的皇后。--卡尔·弗里德里希·高斯 数学的一个分科,主要研究正整数的性质及其有关的规律。按研究方法的不同, 大致可分为初等数论﹑代数数论﹑几何数论﹑解析数论等。
·组合数论:利用组合和机率的技巧,非构造性地证明某些无法用初等方式处理 的复杂结论。这是由艾狄胥开创的思路。
代数学
数学的一门重要分科。由算术发展而来。用字母表示数,研究数和字母以及字母 表达式的运算和变换。早期代数学围绕求解代数方程和方程组而展开,主要包括: 方程根的个数及分布,方程可解性的条件,方程根与系数的关系等。19 世纪后 期,代数学的研究对象扩大到向量、矩阵等更一般元素的运算规律,并采用公理 化的方法,探究群、环、域等抽象代数结构的本质特性,从而形成近世代数学(又 称抽象代数学)。
·欧几里得几何:简称“欧氏几何”。几何学的一门分科。公元前 3 世纪,古希 腊数学家欧几里得把人们公认的一些几何知识作为定义和公理,在此基础上研究 图形的性质,推导出一系列定理,组成演绎体系,写出《几何原本》,形成了欧 氏几何。在其公理体系中,最重要的是平行公理,由于对这一公理的不同认识, 导致非欧几何的产生。按所讨论的图形在平面上或空间中,分别称为“平面几何” 与“立体几何”。
·代数数论:引申代数数的话题,关于代数整数的研究,主要的研究目标是为了 更一般地解决不定方程的问题,而为了达到此目的,这个领域与代数几何之间有 相当关联,比如类域论(class field theory)就是此间的颠峰之作。
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பைடு நூலகம்
·算术几何:研究有理系数多变数方程组的有理数点,其结构(主要是个数)和 该方程组对应的代数簇的几何性质之间的关系,有名的费玛猜想,Mordell 猜想, Weil 猜想,和七个一百万问题中的 Birch-Swiner-Dyer 猜想都属此类
数论是纯粹数学的分枝,专门研究整数的性质,产生了很多一般人也能理解而又 悬而未解的问题,如哥德巴赫猜想。很多诸如此类的问题虽然形式上十分初等, 但事实上却要用到许多艰深的数学知识。这一领域的研究从某种意义上推动了数 学的发展,催生了大量的新思想和新方法。
数论分支
·初等数论:意指使用不超过高中程度的初等代数处理的数论问题,最主要的工 具包括整数的整除性与同余。重要的结论包括中国余数定理、费马小定理、二次 互逆律等等。
·解析数论:借助微积分及复分析的技术来研究关于整数的问题,主要又可以分 为积性数论与加性数论两类。积性数论借由研究积性生成函数的性质来探讨质数 分布的问题,其中质数定理与狄利克雷定理为这个领域中最著名的古典成果。加 性数论则是研究整数的加法分解之可能性与表示的问题,华林问题是该领域最著 名的课题。此外例如筛法、圆法等等都是属于这个范畴的重要议题。
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数理逻辑是数学的一个分支,其研究对象是对证明和计算这两个直观概念进行符 号化以后的形式系统。数理逻辑是数学基础的一个不可缺少的组成部分。 数理逻辑的研究范围是逻辑中可被数学模式化的部分。以前称为符号逻辑(相对 于哲学逻辑),又称元数学,后者的使用现已局限于证明论的某些方面。 模型论:是从集合论的论述角度对数学概念表现(representation)的研究,或者 说是对于作为数学系统基础的“模型”的研究。粗略地说,该学科假定有一些既 存的数学“对象”,然后研究:当这些对象之间的一些运算或者一些关系乃至一 组公理被给定时,可以相应证明出什么,以及如何证明。 证明论:是数理逻辑的一个分支,它将数学证明表达为形式化的数学客体,从而 通过数学技术来简化对他们的分析。证明通常用归纳式地定义的数据结构来表 达,例如链表,盒链表,或者树,它们根据逻辑系统的公理和推理规则构造。因 此,证明论本质上是语法逻辑,和本质上是语义学的模型论形相反。和模型论, 公理化集合论,以及递归论一起,证明论被称为数学基础的四大支柱之一。 递归论或可计算性理论:是一个数理逻辑分支。它起源于可计算函数和图灵度的 研究。它的领域增长为包括一般性的可计算性和可定义性的研究。在这些领域中, 这门理论同证明论和能行描述集合论(effective descriptive set theory)有所重叠。 公理化集合论:是数学的一个分支。在数学中,公理化集合理是集合论透过建立 一阶逻辑的严谨重整,以解决朴素集合论中出现的悖论。集合论的基础主要由德 国数学家格奧尔格·康托尔在 19 世纪末建立。 范畴论:是抽象地处理数学结构以及结构之间联系的一门数学理论。有些人开玩 笑的称之为“一般化的抽象的胡说”。范畴论出现在很多数学分支中,以及理论 计算机科学和数学物理的一些领域。
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·几何数论:主要在于透过几何观点研究整数(在此即格子点)的分布情形。最 著名的定理为 Minkowski 定理。
·计算数论:借助电脑的算法帮助数论的问题,例如素数测试和因数分解等和密 码学息息相关的话题。
·超越数论:研究数的超越性,其中对于欧拉常数与特定的 Zeta 函数值之研究 尤其令人感到兴趣。
·解析几何:用代数方法解决几何学问题的学科。解析几何中,用坐标表示点, 用坐标间的关系表示和研究空间图形的性质。
数理逻辑与数学基础:递归论,模型论,证明论,公理集合 证,数理逻辑范畴论
数理逻辑:亦称“符号逻辑”。狭义指用数学方法研究数学中的演绎思维以及数 学基础的学科。广义指一切用符号和数学方法处理和研究演绎法的学问。既是数 学的一个分支,又是逻辑学的一个分支。数理逻辑对数学研究和工程技术有重要 意义,对一般思维中某些问题的解决也有成效。
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