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1 # 江海青光
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2 # 超級數學建模
自學有難度,方向最重要。
對於高等數學的學習,其實應該分成兩個層次,基礎層和應用層。
基礎層和應用層怎麼理解呢?
其實從字面上我們基本上就可以明白,基礎層所指的是,大學數學體系下數學運算的邏輯規則,比如中小學的時候,我們接觸最多的是加減乘除,後來慢慢增加了方程、函式、數列等,而這也構成箇中小學數學體系的數學基礎,也就只有明白了這些基礎內容,後面的拓展和變形都不會差得太遠。
講回來,那大學數學體系下數學運算的基礎層包含什麼呢?最重要的一點,就是要懂得矩陣運算,確實矩陣應該是與中小學數學最大的一個差異,矩陣的引入讓大學數學體系可以承載更多的計算規則,讓數學運算更加充滿想象力,所以大學第一個數學基礎知識:學會矩陣。
難道除了矩陣就沒了嗎?關於大學數學,還有幾何向量的不同乘積,機率論中的基本計算規則,所以要明白大學數學中,要先了解基礎層的內容是什麼,要不根本學不進其他東西。
就像你連加減乘除四則運算方法都不知道,那你怎麼做水管進出水問題,小明、小紅與狗的奔跑問題。
那說完基礎層學習的內容,那就要說說應用層是什麼東東?
這裡我所說的應用層指的是“數學+”,首先我們要明確,數學在現實社會中,他是一項工具,相當於解決某類問題的解決方案。
關於這個我們還是來聊聊人工智慧AlphaGo,對於這個傢伙想必大家都應該都有所耳聞,那在人工智慧這一塊中,數學扮演著怎樣的角色呢。
數學擔任的角色很簡單,提供一套能實現人工智慧的演算法,比如AlphaGo實現圍棋對弈所用的演算法:蒙特卡羅演算法、神經網路。在AlphaGo的程式,正是利用了這兩個演算法,實現對以往圍棋對弈棋譜的學習,進而根據已經學習到的棋譜內容進行理解,分析圍棋對弈中的局勢,進而確定落子的位置。
AlphaGo的蒙特卡洛演算法
圍棋的難度對於人工智慧來說尤其的大,因為圍棋的落子方式太多,計算機很難進行分辨。
王飛躍說:“首先,圍棋的可能性太多。圍棋每一步的可能下法非常多,棋手起手時就有19×19=361種落子選擇。一局150回合的圍棋可能出現的局面多達10170種。其次,是規律太微妙,在某種程度上落子選擇依靠的是經驗積累而形成的直覺。此外,在圍棋的棋局中,計算機很難分辨當下棋局的優勢方和弱勢方。因此,圍棋挑戰被稱作人工智慧的‘阿波羅計劃’。”
而AlphaGo也不只是一個僅僅只有蒙特卡洛演算法,更確切說他是蒙特卡洛演算法的升級版。
AlphaGo通過蒙特卡洛樹搜尋演算法和兩個深度神經網絡合作來完成下棋。在與李世石對陣之前,谷歌首先用人類對弈的近3000萬種走法來訓練“阿爾法狗”的神經網路,讓它學會預測人類專業棋手怎麼落子。然後更進一步,讓AlphaGo自己跟自己下棋,從而又產生規模龐大的全新的棋譜。谷歌工程師曾宣稱AlphaGo每天可以嘗試百萬量級的走法。
說了這麼多,我想表達的一個意思是:學會基礎內容,根據不同的行業背景(不一定要記住,你又不是在考試,可以隨時翻閱資料),學習一些在行業中常用的演算法:比如在交通行業,可能就需要去了解元胞自動機、排隊論、最佳化排程等內容;玩人工智慧的話,學習神經網路就很必要了;做大資料的話,就要把貝葉斯定理好好看透。
數學的內容很多,針對自己未來要進入的方向,瞭解基礎知識,多學應用內容。
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看你的教材,你應該是高職學生,你問如何自學高數,那就需要知道你的目的了,你是要透過期末考試?還是要準備考研?還是想把高數學好點,為將來工作或者深造打下比較好的基礎?
由於你是高職學生,其實我並不建議你走學術路線,就算升本考研也不要試圖使自己太學術化,所以我預設你是想學好高數為將來工作打好基礎。
高數的主要內容就是微積分,這是在工程、經濟學、管理學中經常用到的知識。你是高職學生,主要要用解決問題的目的去學習:微積分能解決我們生活工作中的那些問題?有什麼基本原理需要掌握?利用什麼工具可以更好的應用它?
我沒有看過你這本書,我們以前用的是南開大學的版本。但無論那個教材,都有個嚴重問題:它們是數學家編寫的,是理論導向而不是問題導向的,太抽象,而且重推導而輕應用。
你應該先掌握微積分的幾個基本概念,比如函式、連續性、極限、導數、微分、積分等,你要知道函式就是描述因果關係的表示式;微分就是利用極限近似的原理,將函式簡化為低次函式;積分就是利用極限近似求不規則曲線所圍成的面積等等。這些基本原理掌握了,多練兩次習題,你就會覺得高數其實不難學。你要是基礎較差,建議你看這本書,《歐姆社漫畫系列》是日本為高中文科生推出的一套非常好的理工科教程,用漫畫的形式,通俗的語言介紹了很多學科知識,可以幫助你快速入門。任何學科都是一樣,先要掌握原理,再掌握方法和工具,剩下來,就是刻意的反覆練習了。
前幾天參加了高職老師的評審,感覺高職老師的平均水平還是偏差。但是作為學生來說,不應該只靠老師,自學也是一種很重要的能力,希望你能學好高數。