信息学与数学的关系,数学拓展的方向
(2017-09-29 14:12:09)
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信息学数学竞赛小升初初中 |
前几天有一位群友,私聊问及“信息学有什么用,信息学和数学有什么关系”。我是这样回答的:信息学普及组程度和课业数学的相关度大约是50%,和竞赛数学的相关度也是50%,(此前竞赛数学已经覆盖奥数了,大约在普及组竞赛进度的一半左右,单纯的奥数就开始从信息学中消失,大约是在复合循环之前);另外还有50%是因为学习能力的增加,而形成对各科成绩的增益,大概是30%-50%。后者可以对比于体育锻炼:体育与各课业主科都没有关系,但是健康带来的精力旺盛和全勤学习,可以令各科成绩增加30%以上。而到了提高组,信息学与数学课业下降到30-40%,与竞赛数学的关联大致不变,但是高等数学相关度增加到20-30%。更进一步,进入大学ACM专业,甚至进入大学生ACM联赛的话,与高等数学的关联度上升到50%,剩下的50%就是数学最前沿的先锋内容了。
刚好,今天晚上看到梦是用信息学中“pascal 伪代码”解答了一道课业难题卷中的作业。在这以前,我都没有意识到,信息学程序可以这样用。
题目是这样的:a,b,c三个正整数,存在着|a-b|^2017+|b-c|^2017=1,问|a-b|+|b-c|+|c-a|=多少。解答方式很多种,这里只是用梦的方式,说明信息学与数学的关联:
if a-b>0 and b-c>0 then a>b>c do(so)
|a-b|^2017+|b-c|^2017!=1 unless (a=b or b=c+1) or (b=c or
a=b+1;
so:|a-b|+|b-c|+|c-a|=2;
loop(a,b,c) then ans=2;
因为绝对值的题,存在着大量的“假设if-else的判断”,所以这种题还真的适合这样算法,本质上是用伪代码,留下了逻辑运算的断点,方便后续计算。用∵和∴也近似可以达到同样结果,但是完整的逻辑表述,远远比不上pascal形态的伪代码。这也是为什么在计算机学界之中,有“pascal适合描述算法”之说。
有群友昨天问到:学而思的主线,与课业数学与竞赛数学的距离,是指难度吗?————回答是“不是”;用前文的集合的观念,可以更准确的表述:学而思数学与课业数学的相关度(即交集)大约是50%,与竞赛数学的交集也是(50%),因此形成了两者之外的第三条主线。如同雷达扫描屏上的三个扫描方向,并不完全重合。可以用小升初与之对比:学而思数学与小升初中的奥数的相关度达到90%到100%,因此如果以华杯为标准,学而思是最优的;但是在希望杯(实际上是初中数学的超前学)上,学而思的关联度下降到60%以下;相反卓越精尖班(超前学到初中)的关联度,反而上升到80%。所以在希望杯上两者基本平手。这里只是说明,用“难度”之一维模型,如X轴一般,不容易描述“学业拓展的准确方向及相应的个人需求”;建议升级为二维“x+y”,如雷达屏般扫描模型,就明白了。
如果用x+y的两维平面去描述目前的数学科目,(此模型实际上可以涵盖所有科目),任一科目都是从原点,向与其科目相应的某一角度(方向)发出的矢量线,科目难度相当于该科目的半径。以此模型去看梦所在的南山班,目前数学上可以看到三条主线,是与梦的作业和课时相关的:南山数学课业,数学竞赛目标,学而思数学。值得注意的是,此三条主线不但角度(专业方向)有所差异,而且矢量半径(难度)也有差异,以学而思数学最长,南山课业半径最短。
如果以一般初中(含省实普通班,包括特色(特长生)班)的数学课业为一侧,以纯粹奥数为另一侧;从一般数学开始,依次就是南山班的课业数学,初中数学联赛的竞赛数学,学而思数学。按照目前的了解,华附的课业数学,处于南山班与初中联赛数学之间,基本上与南山班数学重迭。两者都与学而思数学的角度,有一定的距离;而广大附的数学就基本上与南山班一致,都超出其他初中数学,包括广雅和二中水平。三者的“难度(半径)”又是华附稍难,广附与华附攀比,南山班(与前两者的专业方向相同,但是)难度稍低一点;但也同样超出其他学校。这意味着数学课对华附学生的要求最高,对广附学生的压力最大。
由于梦自已身在南山班,所以天然地放弃对最右侧的“初中(对应中考)数学”的关注;同时也会放弃对最左侧的“纯粹奥数”的投入。前者原因是“理论上不必再担心”,后者则是“初中后的奥数,再立足于‘天才考验’,看不出现实意义”。何况我们自已还有信息竞赛项目,它本身就是数学,而且在此射频矢量的角度上,位于学而思数学的内侧,和初中竞赛数学的外侧。无论是与课业数学还是竞赛数学的角度距离,都比纯粹奥数更近一点。因此数学就只剩下三条主线了。
刚好,今天晚上看到梦是用信息学中“pascal 伪代码”解答了一道课业难题卷中的作业。在这以前,我都没有意识到,信息学程序可以这样用。
题目是这样的:a,b,c三个正整数,存在着|a-b|^2017+|b-c|^2017=1,问|a-b|+|b-c|+|c-a|=多少。解答方式很多种,这里只是用梦的方式,说明信息学与数学的关联:
if a-b>0 and b-c>0 then a>b>c do(so)
so:|a-b|+|b-c|+|c-a|=2;
loop(a,b,c) then ans=2;
因为绝对值的题,存在着大量的“假设if-else的判断”,所以这种题还真的适合这样算法,本质上是用伪代码,留下了逻辑运算的断点,方便后续计算。用∵和∴也近似可以达到同样结果,但是完整的逻辑表述,远远比不上pascal形态的伪代码。这也是为什么在计算机学界之中,有“pascal适合描述算法”之说。
有群友昨天问到:学而思的主线,与课业数学与竞赛数学的距离,是指难度吗?————回答是“不是”;用前文的集合的观念,可以更准确的表述:学而思数学与课业数学的相关度(即交集)大约是50%,与竞赛数学的交集也是(50%),因此形成了两者之外的第三条主线。如同雷达扫描屏上的三个扫描方向,并不完全重合。可以用小升初与之对比:学而思数学与小升初中的奥数的相关度达到90%到100%,因此如果以华杯为标准,学而思是最优的;但是在希望杯(实际上是初中数学的超前学)上,学而思的关联度下降到60%以下;相反卓越精尖班(超前学到初中)的关联度,反而上升到80%。所以在希望杯上两者基本平手。这里只是说明,用“难度”之一维模型,如X轴一般,不容易描述“学业拓展的准确方向及相应的个人需求”;建议升级为二维“x+y”,如雷达屏般扫描模型,就明白了。
如果用x+y的两维平面去描述目前的数学科目,(此模型实际上可以涵盖所有科目),任一科目都是从原点,向与其科目相应的某一角度(方向)发出的矢量线,科目难度相当于该科目的半径。以此模型去看梦所在的南山班,目前数学上可以看到三条主线,是与梦的作业和课时相关的:南山数学课业,数学竞赛目标,学而思数学。值得注意的是,此三条主线不但角度(专业方向)有所差异,而且矢量半径(难度)也有差异,以学而思数学最长,南山课业半径最短。
如果以一般初中(含省实普通班,包括特色(特长生)班)的数学课业为一侧,以纯粹奥数为另一侧;从一般数学开始,依次就是南山班的课业数学,初中数学联赛的竞赛数学,学而思数学。按照目前的了解,华附的课业数学,处于南山班与初中联赛数学之间,基本上与南山班数学重迭。两者都与学而思数学的角度,有一定的距离;而广大附的数学就基本上与南山班一致,都超出其他初中数学,包括广雅和二中水平。三者的“难度(半径)”又是华附稍难,广附与华附攀比,南山班(与前两者的专业方向相同,但是)难度稍低一点;但也同样超出其他学校。这意味着数学课对华附学生的要求最高,对广附学生的压力最大。
由于梦自已身在南山班,所以天然地放弃对最右侧的“初中(对应中考)数学”的关注;同时也会放弃对最左侧的“纯粹奥数”的投入。前者原因是“理论上不必再担心”,后者则是“初中后的奥数,再立足于‘天才考验’,看不出现实意义”。何况我们自已还有信息竞赛项目,它本身就是数学,而且在此射频矢量的角度上,位于学而思数学的内侧,和初中竞赛数学的外侧。无论是与课业数学还是竞赛数学的角度距离,都比纯粹奥数更近一点。因此数学就只剩下三条主线了。
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