学生时代数学学习的反思:从笔算到Python计算器的转变与启示
在我们近10年的初中、高中、大学的学习中,数学一直占据着非常大的一部分。然而,回顾过去,我们可以发现,我们花了很多时间反复解决问题,不断计算。计算方法、算术技能、书面计算能力、数学公式的记忆似乎已经成为我们学习数学所需要的一切。这些记忆和技能几年之内就被遗忘了,但很多人仍然记得影子;书面计算和解决问题被人工智能、图形、数据分析等软件所取代。那么我们学生时代的数学还剩下什么呢? Python

计算器和数学
说到数学计算器,我们常见的就是加、减、乘、除四种算术运算。有了它,我们就可以摆脱书面计算和心算的痛苦。四位以上的加减乘除其实在数学原理上并不难。但是,如果我们不依靠计算器,只依靠自己的计算能力(笔算和心算),不仅计算的准确性会大大降低,而且还会使计算变得更加困难。我们对数学的应用还停留在很浅的水平。程序员
虽然四种算术运算如此简单,但多位数运算的心算在我们的生活中被列为天才般的能力。然而,数学的应用应该是实用的、普及的,而不只是天才的专利。计算器改变了一切。这就是计算器的魅力。计算器还可以进行科学运算,比如幂、平方根、指数、对数、三角函数等,虽然这些知识在我们初中时代也可以通过纸笔进行计算,但仅限于一些极其常用的而一旦简单的计算变得复杂,用纸和笔来做就变成了一个复杂的工程。因此,计算器可以让我们更接近数学的应用。功能
但我们作为学生学到的数学远不止这些,尤其是高等数学(微积分)、线性代数、概率统计等数学知识应用广泛(我是后来才知道的),但由于它们的运算非常复杂,甚至如果我们掌握了这些知识,应用它并不容易。有微积分、线性代数、概率统计等计算器吗?工具
答案是肯定的。它们是计算机代数系统,简称 CAS。 Python的Sympy库还支持微积分、线性代数等用数学符号进行运算。学习
有了计算器,我们就可以真正脱离数学复杂的解题,把精力花在学习数学原理和应用上,这就是数学学习(在工作中)的意义。温泉
计算机代数系统
Sympy可以实现数学符号的运算,用它进行数学表达式的符号推导和验证,用数学符号处理导数、极限、微积分、方程、矩阵等,就像科学计算器一样简单,类似于**计算机代数系统CAS**,虽然CAS一般是可视化软件,但维基百科也将Sympy归类为CAS。 。网
几个著名的数学软件如Mathematica、Maxima、Matlab(需要Symbolic Math Toolbox)、Maple等都可以进行符号运算。