計算機技術與基礎數學結合模式研究

衛春燕

摘要：本文主要論述的是計算機技術和基礎數學結合模式的相關研究，為了更好地保證我國的基礎數學能夠被更加全面完善，目前相關的研究人員已經把計算機技術和基礎數學進行良好的結合，這種新型的結合模式有利于發展我國的基礎數學研究，同時對于計算機技術的應用也是有一定的促進作用的。因此，為了更好地保證我國相關部門能夠應用更加完善的基礎數學教學方式，就應該不斷進行創新和完善，只有這樣，我國的數學研究才會發展地更好。

關鍵詞：計算機技術；基礎數學；結合模式

下文通過論述計算機技術對基礎數學研究的各種作用，更好地為相關部門提供有價值的參考。如果能夠很好地將計算機技術和我國基礎數學教學聯系在一起，那么我國各大學校對于基礎數學的教育方式就會更加完善，從而能夠從根本上提升我國的教育水準。

1 簡述計算機技術對于基礎數學的應用優勢

1.1 利用計算機快速運算能力解決基礎數學問題的效果以及作用

隨著時代的進步，越來越多的工作要求速度，為了保證不耽誤工作、不耽誤人們的時間，在應用數學解決實際問題的時候也是需要一定的速度。但是如果一味地使用基礎數學的方式和手段對需要進行計算的環節加以總結，那么耗費的人力將是非常大的，同時時間耗費也是比較長的。為了確保工作效率，一定要采用合適的方式解決實際問題。如果能夠將計算機技術和數學問題結合起來，也就是說，利用計算機的快速運算能力來解決實際的數學問題，那么整個工作將會變得特別簡單。比如說，飛機導航的相關問題，如果僅僅通過人工進行計算的話，不僅效率沒辦法提升，就連質量都沒有辦法保證，應用計算機技術對一些要求比較高的工作進行計算和總結是非常必要的。

1.2 利用計算機軟件自動工作的能力解決數學問題的效果以及作用

計算機之所以被廣泛應用，主要的優勢就在于其中包含許多種軟件，可以將程序輸入進去之后，就能夠通過計算機技術進行自動分析和處理。因此，由于許多的數學問題在進行處理的時候，程序都是固定的，所以說，可以將固定的程序輸入進一定的軟件之后，之后遇到一樣的數學問題就能夠利用計算機軟件自動工作的能力進行解決，這樣一來就能夠節省很大一筆開銷，既能夠降低人工工作的煩瑣，又能夠有效提升解決問題的效率。總之，利用計算機軟件自動工作的能力可以很好地應對一些解決程序固定的問題。通常情況下，在進行問題處理的時候，使用的軟件主要有SPSS、SAS等，通過這些軟件自帶的功能，將一些常見的數學問題模式化，以方便后期的問題處理。

1.3 利用計算機記憶能力解決數學問題的效果以及作用

為了更好地保證我國相關部門在解決數學問題的時候能夠確保數據的安全和準確，就應該利用計算機的記憶能力對數學問題進行一定的處理。如果是人工進行數據的移動或者記憶，難免會出現差錯，但是一旦出現錯誤，整個問題的解決就更加復雜。而計算機的記憶能力正好是方便解決數據龐大的問題的。所以說，在實際的工作中，遇到數據量大、需要數據轉移的或者需要保證數據安全儲存的都可以使用計算機的記憶能力。使用計算機的記憶能力不光可以對龐大數據進行處理，還有利于后期的查閱和備份。

1.4 利用計算機計算精度解決數學問題的效果以及作用

解決數學問題最重要的就是要保證數據的精準度，如果能夠利用計算機的精度進行細致的計算，那么解決數學問題可以說是輕而易舉的。以前數學家計算圓周率可以說是費勁盡多年的精力才計算到第707位，但是通過計算機，只需要幾小時就可以將圓周率精確到10萬位。現代生活中存在的數學問題是需要保證精度的，如果不利用計算機進行計算，那么就算是人工經過長時間的計算，精度也是無法保證的。因此，計算機的計算精度用在解決數學問題上還是很有效果的，同時作用前景也是非常廣闊的。

1.5 利用計算機邏輯判斷能力解決數學問題的效果以及作用

人和計算機相比，優勢就在于比較靈活，對于一些非結構性的問題，人們能夠根據實際情況進行靈活的分析，但是計算機對于結構問題的邏輯判斷能力卻遠遠高于人類，所以說，在解決一些結構性數學問題的時候，往往須要利用計算機的邏輯判斷能力。目前使用計算機對結構問題進行相關分析是比較普遍的，正是由于計算機在利用自身的優勢解決結構問題的時候，其所擁有的超強邏輯判斷能力遠超于人類，不論是處理問題的能力還是反應速度，都是人類無法和機器相比的，因此，在這一方面，計算機是非常占優勢的。如果是一些比較復雜的結構性邏輯判斷問題，單憑人類的大腦是無法解決的，所以，在這種情況下使用計算機技術，當然是再合適不過的了。

1.6 利用計算機其他能力解決其他數學相關問題的效果以及作用

計算機的發展速度和效率都是整個時代在驅動著，所以，在解決實際的數學問題的時候，除了上述提到的功能以外，還是有其他的比較重要的功能在起作用，因此，為了更好地保證實際的數學問題可以得到良好的解決，就應該將計算機技術和基礎數學進行緊密結合，這樣，在不斷提升計算機技術的同時，還能夠很好地促進我國數學問題的有效解決。如果建立起計算機技術和基礎數學結合模式，那么后期在進行數學問題解決的時候，可以很好地進行遠程交流和溝通，還能夠在網絡上進行學術查閱。

2詳述將計算機技術與基礎數學結合的模式

2.1 計算機技術與代數和三角學的結合

目前，隨著計算機的發展，可以將計算機和數學中的圖形處理進行有效地結合，這樣一來，就能夠保證代數和三角學的問題通過計算機技術進行良好的解決。由于代數和三角學是基礎數學中比較基礎的知識，所以說，為了保證基礎數學能夠很好地進行教學和研究，利用計算機技術可以說是非常必要的。由于計算機技術針對固定化程序是非常精準的，所以，可以將代數中需要得出結果的公式輸入相關的軟件中，讓計算機利用自身的機械性計算從而得出相應的結果，計算三角學問題也是同樣如此。因此，將計算機技術和代數、三角學相結合可以說是解決兩者問題最直接的方式。

2.2 計算機技術與線性代數的結合

在進行線性代數教學的時候，主要是將抽象的知識轉化為具體的坐標數值，也就是說轉化成矢量問題再進行解決可以說是非常直觀的。如果利用計算機技術將線性代數轉化成矢量或者是矩陣再進行計算和處理，這樣就會更加快速地得出需要的結果。總而言之，將計算機和線性代數相結合，不光可以有效得出結果，還能夠很方便地進行矢量的旋轉、平移等，通過一系列的變化，能夠更加方便地解決線性代數問題。

2.3 計算機技術與微積分學的結合

將計算機技術和微積分學相互結合是一種平面的知識擴充成為立體空間的方式，一般來說，在平面中展現立體空間是比較困難的，而通過計算機技術的轉換功能，就可以非常直觀地展現出微積分學所包含的問題。

2.4 計算機技術與微分幾何學的結合

利用計算機技術可以將微分幾何學中涉及到的曲線、曲面等統統展現在立體空間里，能夠很方便工作人員進行觀察，并得出方程組的結果。

2.5 計算機技術與矩陣方程組的結合

計算機技術還能夠很好地解決矩陣方程組的問題。矩陣方程組進行求解的時候，利用計算機技術可以找出最好的方向和位置。

3 簡介目前結合常用工具

3.1 通用數學軟件

常用的工具中通用數學軟件主要是Mathematica、Matlab等，上述這些軟件主要的功能都是大致相同的，利用這些軟件進行數學問題解決的時候，主要是通過繪制圖形再進行計算，這些軟件可以很好地解決線性代數、微分方程、解析幾何等常見問題。雖然各種軟件的功能差不多，但是多少還是存在差異的，如果想要提升通用數學軟件的整體功能，就應該將不同的軟件結合起來使用，這樣就可以很好地避免軟件弊端造成的缺陷。

3.2 計算最優化問題專用數學軟件

計算最優化問題專用的數學軟件主要是Lingo/ Lindo，Lindo軟件主要是針對線性規劃、二次規劃、整數規劃等問題的，而Lingo軟件主要是被用來處理非線性規劃、非線性方程組的求解等數學問題。

3.3 統計分析軟件

常見的統計分析軟件有SPSS、SAS、state等，要根據實際情況選用合適軟件。

4 結束語

通過全文的論述，我們可以清楚地看出現代化技術對于基礎數學的教育有著很大的促進作用。隨著我國高科技的發展，應用計算機技術是非常普遍的事情，但是將計算機技術和基礎數學結合起來的模式卻是非常新穎的。通過上文的論述我們更加清楚地了解到目前使用在基礎數學中的計算機技術都有哪些種類，同時，我們還明白應用計算機技術的優勢。所以說，為了提升基礎數學的應用質量，將計算機技術與之結合是非常必要的，而且這也是時代的要求。將高科技技術和我們日常生活中可能用到的知識結合起來，才是這個時代的必然發展趨勢。因此，相關部門應該重視這種結合模式的應用情況，保證基礎數學的應用同時，利用計算機技術將其水平大大提升，這樣一來，我國的發展水平才會不斷的提升。

參考文獻：

[1]梁永生.計算機技術在數學建模中的應用[J].電子制作，2014，（04）.

[2]施繼紅.數學建模與計算機應用的融合[J].信息系統工程，2011，（05）.

[3]魏少峰.模糊數學理論在計算機圖像處理中的應用[J].科技風，2012，（07）.

[4]張莉.計算機科學技術在數學中應用淺析[J].信息與電腦（理論版），2011，（01）.

編輯/宋 宇