內容簡介
本書以美國數學教材的知識體系為框架,按章 節 順序系統梳理數學核心概念,提取數學詞條,對相關知識點展開介紹。對於每個數學詞條,介紹其相應的英漢詞義、音標、定義、數學符號、性質、證明、相關短語與應用、例題與答案及章 節 小結。全書正文分為3部分:第1部分講述代數初步、代數1、代數2(第1~11章 );第2部分講述幾何(第12~21章 );第3部分講述微積分初步(第22~34章 )。本書附錄部分補充高等數學延伸內容,涵蓋微積分、概率與統計、線性代數,以及所涉及的符號、用法及英語表達方式,並附有希臘字母表、英制單位等常用數學內容。為了鼓勵讀者的探索精神,幫助讀者學透基礎知識點,作者在編撰本書的過程中,採用”探究式”演繹方式,通過完整呈現定理證明過程(“Why”而非僅”What”),幫助讀者理解數學邏輯。本書注重讀者雙語能力的培養,規範數學英語表達,破除語言障礙,助力國際學術閱讀與交流。
作者簡介
梁家睿(Jerry Conrad Leung),畢業于美國東北大學(Northeastern University,NEU)庫利計算機與信息科學學院和數學科學學院,獲得計算機和數學雙學位。現任職於美國最大的數學教育平臺AoPS(Art of Problem Solving)。曾師從美國著名數學教育家Mr Daniel Flegler。擁有近10年的數學教學、競賽命題和課件研發經驗。曾為美國數學大聯盟(Math League)編寫美國4-12年級的數學競賽題目,曾在Math League一年一度的夏令營決賽中擔任命題人及數學講師。曾擔任美國區域數學聯賽(AmericanRegions Mathematics League,ARML)博根地區(Bergen County)的初賽命題人。
吳曉雲,畢業于大連外國語學院,主修英語,輔修日語,獲文學學士學位。翻譯出版《工作空間設計》和《報刊設計》等美國原版圖書。曾擔任中央電視臺《希望英語》欄目英文編輯。現任11次方國際數學聯合創始人,擔任《英漢數學全書——代數、幾何與微積分初步》的策劃與翻譯工作。
目錄
前言/序言
第2版序
FOREWORD
數學是現代文明崛起的基石。從計算月球的週期到啟動控制日常互聯網流量的算法,數學一直是人類進化過程中的密切參與者。它超越了文化和語言界限的領域,提供了一個解決問題和創新的通用語言。在這個全球化浪潮澎湃科技進步飛速的時代我們站在了一個歷史上前所未有的交叉路口。這個時代不僅要求我們擁有扎實的科學和技術知識,還要求我們理解這些領域是如何在全球範圍內交織互動的。《英漢數學全書 代數、幾何與微積分初步》(第2版)的出現標誌著國際化中學數學教育中的一個關鍵時刻,它搭建了跨越語言隔閡的橋樑並展示了數學作為全球教育連接器的力量。
在我們這個日益緊密相連的世界裡每一個學生,無論起點如何,都應該有機會獲取在全球舞臺競爭與合作所需的工具和知識。通過採用開創性的雙語教學方法本書不僅涵蓋了基礎和高級的數學概念,還為中國學生搭建了跨越語言和文化障礙的橋樑。不僅為他們的數學技能和英語能力帶來雙重提升,還為他們從初中到研究生階段的國際教育學習習慣和職業生涯奠定堅實的基礎。
本書強調自學的重要性,每一章 都嚴格按照國際教育體系和教科書標準進行編排。它超越了簡單的知識性討論,倡導積極主動地與材料互動,鼓勵學生獨立探索概念。這對於培養能夠適應多樣化教育環境並自信面對未來挑戰的學習者至關重要。詳細的雙語解釋和全面的示例不僅能夠加深讀者對數學概念的理解,還能夠培養讀者用英語學術表達這些概念的能力。此外作者在國際數學競賽教育方面多年的經驗也使得書中對各種知識點的應用和拓展處理得恰到好處。
在人工智能技術迅猛發展的今天本書特別強調其結構和學習模式的前瞻性設計,以適應教育改革方面不斷演進的需求。通過整合傳統教學方法與現代科技工具,旨在為數學教育帶來根本性的變革。引人探索式學習主動思考和個性化學習計劃極大地豐富了教學和學習體驗。這種方法不僅關乎效率和深度,更符合當代學生的需求,幫助他們為面對未來社會的挑戰做好準備。
本書由梁家睿[美]和吳曉雲撰寫他們多年以來致力於深耕國際數學素質教育研究,孜孜以求的學術精神令我欽佩。他們的教學成果,國際數學素質教育理論——”探究式國際數學素質教育與專業數學英語教育的交叉融合”,即將”CLIL”教學法(一種科學地把”學科素養”和”語言能力”相結合的教學法)和”探究式”教學法融合應用,為本書的高質量和實用性提供了堅實的學術理論保障。希望這本書不僅能傳授數學知識更能激發讀者對於數學的熱愛引導他們在充滿挑戰和機遇的新時代中不斷探索、學習和成長。
鑒於本書讀者都是數學愛好者,借由這個機會帶您瞭解數學的前世與今生,分享一些我對數學的理解與感悟,希望可以激發大家學習數學的興趣加深大家對數學的理解與探索。
古代計算的回聲
數學的起源如同其發展所涉及的文明一樣多樣和複雜。從美索不達米亞的肥沃新月地帶到古印度繁忙的市場,每一種文化都帶來了獨特的貢獻,共同塑造數學科學的基本性質。這種探索不僅僅是列舉成就,更重要的是理解這些古代洞見如何編織進現代數學的結構中。
在古代美索不達米亞,蘇美爾人和巴比倫人創造了一套實用且精細的數學體系,足以探索星辰和測量季節 。他們發展了楔形文字(這是最早的書寫系統之一,最初用於記錄貿易帳目),不久這種文字便被用來記錄天文觀察和數學計算。人們引人的六十進制系統 基於數字60--是他們智慧的證明,這一系統影響了我們今天對時分和秒的計量方式。
這些發展的重要性是深遠的,為管理者管理城市和建築師建造如通天塔那樣的巨大結構提供了工具。同時,尼羅河畔的埃及數學專注於幾何學,用於建造金字塔和測量尼羅河氾濫後的土地。他們對幾何學的實際應用確保了土地能在每個氾濫季節 後重新準確地分配給其合法主人,維持了社會秩序和正義。
在印度次大陸數學家思考空虛的哲學含義,導致了零的數字表示。十進制的引人進一步簡化了計算,使數學更加容易獲取。這些工具不僅是抽象概念,它們促進了貿易發展了天文學,並且是管理龐大帝國的不可或缺的一部分。
在中國,數學的方法深深植根於國家的需要 從計算收入、稅收到預測被視為皇帝神聖統治徵兆的天體事件。中國人開發了一種早期的代數形式(算盤的先驅)以提高計算效率。在中國漫長歷史中出現了浩如煙海的輝煌作品,如《九章 算術》,囊括了解決問題的傳統方法,這不僅影響了我們自己的文明,也為與其他文化的數學對話提供了基礎。
數學的故事也是連接和交換的故事。隨著絲綢之路等貿易路線的開放,知識交流的渠道也隨之開放。數學思想從印度和中國流向伊斯蘭世界再從那裡流向歐洲,激發了文藝復興時期的科學覺醒。西亞、中亞的學者們翻譯並發展了前人的工作,增加了如代數和三角學等創新,這些都深刻影響了歐洲的數學思想。他們的工作為現代數學科學奠定了基礎。儘管我們有著不同的起源,但對於知識的追求和應用是人類共同的目標。
絲綢之路與學術交流
絲綢之路以其在絲綢香料和黃金等珍貴貨物貿易中的作用而聞名,它也是知識流動的關鍵動脈。這一貿易路線網絡連接了不同的文明,促進了跨文化交流,這對塑造這些社會的知識風貌起到關鍵作用。數學概念通過這個網絡的傳播不僅豐富了當地知識,還催化了數學學科的發展。在巴格達撒馬爾罕和君士坦丁堡的繁忙市場中,商人和學者不僅交換商品,還交換觀點。阿拔斯哈裡發推動的智力活動使伊斯蘭世界成為從希臘印度和中國收集來的數學知識的大熔爐。在這裡,印度的數字系統轉化為我們現在認識的阿拉伯數字。
印度數學家的作品,特別是如零和十進制的概念,被翻譯成阿拉伯語。這些想法具有革命性,它們減少了算術的複雜性,並為代數和微積分開闢了新的可能性。Al-Khwarizmi等伊斯蘭學者將這些觀念發揚光大,發展出後來成為代數基礎的算法,這個詞本身就源自阿拉伯語al-jabr,意為”破碎部分的重聚”。伊斯蘭學者的智力努力並未局限於中東。通過十字軍東征西班牙的再征服,以及學者們在穆斯林和基督教土地上的旅行,這些數學概念傳入歐洲。在巴格達的智慧之屋以及後來的托萊多和西西裡島等地的翻譯運動見證了將阿拉伯文本翻譯成拉丁文,將複雜的數學概念帶人歐洲學術界的過程。
這些知識的轉移在文藝復興期間是至關重要的,這發生在歐洲一個深刻的智力覺醒時期。如斐波那契(Fibonacci)等數學家研究了阿拉伯數字系統並通過其作品將這些方法引人歐洲。他對印度的阿拉伯數字系統的推廣取代了羅馬數字,徹底革新了會計和銀行業,顯著影響了歐洲的商業和經濟。後來的歐洲數學家,如笛卡兒發展的笛卡兒坐標系統,受到了東方基礎文本的影響。幾何和代數概念的綜合構成了現代科學的大部分基礎,從物理學到經濟學,都展示了這些早期交流的持久影響。
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