1、数学思想与方法模拟考试题及答案 Revised by BETTY on December 25,2020数学思想与方法模拟考试题及答案模拟题一一、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
2、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：因为在几何原本中，除了推导时所需要的逻辑规则外，每
3、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为什么说最早使用数学模型方法的是中国人？答：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。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
4、”(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，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：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。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：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
5、，结论具有很大的或然性。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。又如，由三角形内角平分线性质，类比得到三角形外角平分线性质，就是一种结构上的类比。5数学思想方法教学为什么要遵循循序渐进原则？试举例说明。答：数学思想方法的形成难于知识的理解和一般技能的掌握，它需要学生深入理解事物之间的本质联系。学生对每种数学思想方法的认识都是在反复理解和运用中形成的，是从个别到一般，从具体到抽象，从感性到理性，从低级到高级的沿着螺旋式方向上升的。例如，学生理解数形结合方法可从小学的画示意图找数量关系着手孕育；在学习数轴时，要求学生会借助数轴来表示相反数、绝对值、比较有理数的大小等。模拟题
6、二一、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，而这方面的代表着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）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
7、。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
8、（每题6分，共30分）1我国数学教育存在哪些问题？答：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；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；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。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。第二，由
9、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：数学抽象具有无物质性；数学抽象具有层次性；数学抽象过程要凭借分析或直觉；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。答：算法得有限性是指一个算法必须在有限步之内终止。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
10、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：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。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（每题15分，共30分）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答：类比推理是指，由
11、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。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。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
12、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：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。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，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(模型求解。将(1)左边除以(150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
13、大收入对应的住房定价为160元25元=135元相应的住房率为+25=%最大收入为150135%=(元)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。由此可见假设是合理的。实际上二次函数在之内只有一个极值点。数思一、简答题?1、分别简单叙说算术与代数的解题方法基本思想，并且比较它们的区别。答：算术解题方法的基本思想：
14、首先要围绕所求的数量，收集和整理各种已知的数据，并依据问题的条件列出关于这些具体数据的算式，然后通过四则运算求得算式的结果。代数解题方法的基本思想是：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，然后通过对方程进行恒等变换求出未知数的值。它们的区别在于算术解题参与的量必须是已知的量，而代数解题允许未知的量参与运算；算术方法的关键之处是列算式，而代数方法的关键之处是列方程。2、比较决定性现象和随机性现象的特点，简单叙说确定数学的局限。答：人们常常遇到两类截然不同的现象，一类是决定性现象，另一类是随机现象。决定性现象的特点是：在一定的条件下，其结果可以唯一确定。因此决定性
15、现象的条件和结果之间存在着必然的联系，所以事先可以预知结果如何。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。对于这类现象，由于条件和结果之间不存在必然性联系。在数学学科中，人们常常把研究决定性现象数量规律的那些数学分支称为确定数学。用这些的分支来定量地描述某些决定性现象的运动和变化过程，从而确定结果。但是由于随机现象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。同时确定数学也无法定量地揭示大量同类随机现象中所蕴涵的规律性。这些是确定数学的局限所在。二、论述题?1、论述社会科学数学化的主要原因。答：从整个科学发展趋势来看，社会科学的数学化也是必然
16、的趋势，其主要原因可以归结为有下面四个方面：第一，社会管理需要精确化的定量依据，这是促使社会科学数学化的最根本的因素。第二，社会科学的各分支逐步走向成熟，社会科学理论体系的发展也需要精确化。第三，随着数学的进一步发展，它出现了一些适合研究社会历史现象的新的数学分支。第四，电子计算机的发展与应用，使非常复杂社会现象经过量化后可以进行数值处理。2、论述数学的三次危机对数学发展的作用。答：第一次数学危机促使人们去认识和理解无理数，导致了公理几何与逻辑的产生。第二次数学危机促使人们去深入探讨实数理论，导致了分析基础理论的完善和集合论的产生。第三次数学危机促使人们研究和分析数学悖论，导致了数理逻辑和一批
17、现代数学的产生。由此可见，数学危机的解决，往往给数学带来新的内容，新的进展，甚至引起革命性的变革，这也反映出矛盾斗争是事物发展的历史动力这一基本原理。整个数学的发展史就是矛盾斗争的历史，斗争的结果就是数学领域的发展。三、分析题1、分析几何原本思想方法的特点，为什么答：（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
18、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
19、公理化方法。2、分析九章算术思想方法的特点，为什么？答：（1）开放的归纳体系：从九章算术的内容可以看出，它是以应用问题解法集成的体例编纂而成的书，因此它是一个与社会实践紧密联系的开放体系。在九章算术中通常是先举出一些问题，从中归纳出某一类问题的一般解法；再把各类算法综合起来，得到解决该领域中各种问题的方法；最后，把解决各领域中问题的数学方法全部综合起来，就得到整个九章算术。另外该书还按解决问题的不同数学方法进行归纳，从这些方法中提炼出数学模型，最后再以数学模型立章写入九章算术。因此，九章算术是一个开放的归纳体系。（2）算法化的内容：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
20、，然后再给出“术”，作为一类问题的共同解法。因此，内容的算法化是九章算术思想方法上的特点之一。（3）模型化的方法：九章算术各章都是先从相应的社会实践中选择具有典型意义的现实原型，并把它们表述成问题，然后通过“术”使其转化为数学模型。当然有的章采取的是由数学模型到原型的过程，即先给出数学模型，然后再举出可以应用的原型。数学思想与方法作业2一、简答题1、叙述抽象的含义及其过程。答：抽象是指在认识事物的过程中，舍弃那些个别的、偶然的非本质属性，抽取普遍的、必然的本质属性，形成科学概念，从而把握事物的本质和规律的思维过程。人们在思维中对对象的抽象是从对对象的比较和区分开始的。所谓比较，就是在思维中确定
21、对象之间的相同点和不同点；而所谓区分，则是把比较得到的相同点和不同点在思维中固定下来，利用它们把对象分为不同的类。然后再进行舍弃与收括，舍弃是指在思维中不考虑对象的某些性质，收括则是指把对象的我们所需要的性质固定下来，并用词表达出来。这就形成了抽象的概念，同时也就形成了表示这个概念的词，于是完成了一个抽象过程。2、叙述概括的含义及其过程。答：概括是指在认识事物属性的过程中，把所研究各部分事物得到的一般的、本质的属性联系起来，整理推广到同类的全体事物，从而形成这类事物的普遍概念的思维过程。概括通常可分为经验概括和理论概括两种。经验概括是从事实出发，以对个别事物所做的观察陈述为基础，上升为普遍的认
22、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。理论概括则是指在经验概括的基础上，由对种的特性的认识上升为对种所属的属的特性的认识，从而达到对客观世界的规律的认识。在数学中经常使用的是理论概括。一个概括过程包括比较、区分、扩张和分析等几个主要环节。3、简述公理方法历史发展的各个阶段答：公理方法经历了具体的公理体系、抽象的公理体系和形式化的公理体系三个阶段。第一个具体的公理体系就是欧几里得的几何原本。非欧几何是抽象的公理体系的典型代表。希尔伯特的几何基础开创了形式化的公理体系的先河，现代数学的几乎所有理论都是用形式公理体系表述出来的，现代科学也尽量采用形式公理法作为研究和表述手段。4、简述
23、化归方法并举例说明。答：所谓“化归”，从字面上看，应可理解为转化和归结的意思。数学方法论中所论及的“化归方法”是指数学家们把待解决或未解决的问题，通过某种转化过程，归结到一类已经能解决或者比较容易解决的问题中去，最终求获原问题之解答的一种手段和方法。例如：要求解四次方程可以令，将原方程化为关于的二次方程这个方程我们会求其解：和，从而得到两个二次方程：和这也是我们会求解的方程，解它们便得到原方程的解：，.这里所用的就是化归方法。二、论述题1、叙述不完全归纳法的推理形式，并举一个应用不完全归纳法的例子。答：不完全归纳法的一般推理形式是：设S= ；由于具有属性p，具有属性p，具有属性p，因此推断S类
24、事物中的每一个对象都可能具有属性p。2、叙述类比推理的形式。如何提高类比的可靠性？答：类比推理通常可用下列形式来表示：A具有性质B具有性质因此，B也可能具有性质。其中，分别相同或相似。欲提高类比的可靠性，应尽量满足条件：(1)A与B共同(或相似)的属性尽可能地多些；(2)这些共同(或相似)的属性应是类比对象A与B的主要属性；(3)这些共同(或相似)的属性应包括类比对象的各个不同方面，并且尽可能是多方面的；(4)可迁移的属性d应该是和属于同一类型。符合上述条件的类比，其结论的可靠性虽然可以得到提高，但仍不能保证结论一定正确。3、试比较归纳猜想与类比猜想的异同。答：归纳猜想与类比猜想的共同点是：他
25、们都是一种猜想，即一种推测性的判断，都是一种合情推理，其结论具有或然性，或者经过逻辑推理证明其为真，或者举出反例予以反驳。归纳猜想与类比猜想的不同点是：归纳猜想是运用归纳法得到的猜想，是一种由特殊到一般的推理形式，其思维步骤为“特例归纳猜测”。类比猜想是运用类比法得到的猜想，是一种由特殊到特殊的推理形式，其思维步骤为“联想类比猜测”。三、设计题设计运用“猜想”进行数学教学的一个片断。答：以“认识长方形的对边相等”为内容，设计一个教学片断。将教学过程设计成四个层次：让学生说一说：我们周围有哪些长方形物体？学生会举出黑板、桌面、教室的门、课本的封面等例子。要求学生仔细观察：看一看、想一想，这些长方
26、形的四条边的长短有什么关系？学生经过观察后，会猜想：长方形相对的两条边长度相等。教师进一步提出问题：同学们敢于大胆猜想的精神值得鼓励！我们怎样才能验证长方形相对的两条边的长短相等呢？这时，学生会想出许多办法，如：用尺量、将图形对折等方法。教师顺势引导学生通过量量、折折的具体操作，确信长方形相对的两条边长短相等。教师板书：长方形对边相等。接着，师生讨论长方形“对边”的含义，以及一个长方形有几组对边的问题。巩固长方形对边相等的认识。利用多媒体展示下面的长方形：(3厘米)? （2厘米）（ ）教师提问：如何填写括号内的数字为什么要求学生会用“因为所以”句式回答。如“因为长方形的对边相等，已知长方形的一
27、条边是3厘米，所以它的对边也是3厘米。”数学思想与方法作业3一、简答题1、简述计算和算法的含义。答：计算是指根据已知数量通过数学方法求得未知数的过程，是一种最基本的数学思想方法。随着电子计算机的广泛应用，计算的重要意义更加凸现，主要表现在以下几个方面：(1)推动了数学的应用；(2)加快了科学的数学化进程；(3)促进了数学自身的发展。算法是由一组有限的规则所组成的一个过程。所谓一个算法它实质上是解决一类问题的一个处方，它包括一套指令，只要按照指令一步一步地进行操作，就能引导到问题的解决。在一个算法中，每一个步骤必须规定得精确和明白，不会产生歧义，并且一个算法在按有限的步骤解决问题后必须结束。数学
28、中的许多问题都可以归结为寻找算法或判断有无算法的问题，因此，算法对数学中的许多问题的解决有着决定性作用。另外，算法在日常生活、社会生产和科学技术中也有着重要意义。算法在科学技术中的意义主要体现在如下几个方面：(1)用于表述科学结论的一种形式；(2)作为表述一个复杂过程的方法；(3)减轻脑力劳动的一种手段；(4)作为研究和解决新问题的手段；(5)作为一种基本的数学工具。2、简述数学教学中引起“分类讨论”的原因。答：数学教学中引起“分类讨论”的原因有：数学中的许多概念的定义是分类给出的，因此涉及到这些概念时要分类讨论；数学中有些运算性质、运算法则是分类给出的，进行这类运算时要分类讨论；有些几何问题
29、，根据题设不能只用一个图形表达，必须全面考虑各种不同的位置关系，需要分类讨论；许多数学问题中含有字母参数，随着参数取值不同，会使问题出现不同的结果。因此需要对字母参数的取值情况进行分类讨论。二、论述题1、什么是数学模型方法？并用框图表示MM方法解题的基本步骤。答：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，简称MM方法。MM方法解题的基本步骤框图表示如下：2、特殊化方法在数学教学中有哪些应用？答：特殊化方法在数学教学中的应用大致有如下几个方面：利用特殊值(图形)解选择题；利用特殊化探求问题结论；利用特例检验一般结果；利用特殊化探索解题思路。三、计算题1、用程序框图表述如下问题的求解过
30、程：在1500中，找出能同时满足用3除余2，用5除余3，用7除余2的所有整数。解：设计算法：(1)给出初始值I=9（因为小于等于8的数显然不满足条件）。(2)判断I的值是否小于或等于500；若是，则进一步判断I是否满足用3除余2，用5除余3，用7除余2三个条件，若满足则输出I，否则I递增1。(3)返回第(2)步，直至I大于500，结束。画出程序框图如下图8-1：?图8-12、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？解：(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，可得每降低1元房价，住房率增加为因此一天的总收入为()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()左边除以(150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=2
