有哪些优秀的英文数学教材值得推荐
授之以鱼不如授之以渔,简单说下如何判断一本书好不好(可能不只局限于数学)。
要学就学最好的数学。任何一本好书,不论难易,观点一定要高。
对于本科生而言,能用到的书大致分为五类:
让人引起兴趣的小册子。标准的入门教材。经典高级的教材。习题集。“字典”。小册子的目的是让你快速了解这门学科并引起兴趣。
一本好的小册子要满足
1. 厚度薄。即:深入浅出并且快速高效的介绍这门学科的核心内容及其应用。
在每一部分的开头,往往通过一些故事、例子和名人名言等进行引入。
例如:M. A. Amstrong的《Groups and Symmetry》的Preface中就写了这么一句话:
Numbers measure size, groups measure symmetry.随后的全部内容,都围绕群与对称的密切关系展开的。
让我印象最为深刻的是Chapte 18. Counting Orbits一节中,利用群论来计算高中排列组合中的染色问题:给正十二面体每个面染色,共三种颜色可选,则一共有9099种不同的染色方案。
2. 观点高。
例如:Rudin《Principles of Mathmatical Analysis》中,把连续性的定义用拓扑来讲,把多元微积分,直接讲成微分形式的微积分,把N—L、Green、Gauss和Stokes公式一起讲,这些在国内教材几乎看不到。
又比如:Axler《Linear Algebra Done Right》把线性代数讲成了有限维的泛函分析,这也是极好的。
3. 生动形象。即:有很多描述性的语言以及插图,而不是干巴巴的定义定理证明。
事实上,干巴巴的定义定理证明仅仅出现在国内教材,因为这作者大部分花在写书上的功夫不多,只是简单地把知识罗列,并没有细细琢磨这部分知识该怎么讲才容易接受。相比之下,国外的大部分教材可读性就比较强,有种娓娓道来的感觉,来龙去脉比较清楚。
4。 严谨性。
为了把路线图搞清楚,简化内容,一些比较困难又没什么营养的证明是可以省略的,数学家们作报告时也往往不是很关心证明的细节。但是作为数学教材,必要的推导和证明是不能省略的。
标准的教材是适合初学者入门使用的。
一般来讲,它应该满足:
1. 恰当地覆盖教学大纲。即:大部分书上有的,都得有。大部分书上没有的,别太多。
国内的传统教材都是比较标准的,内容覆盖的比较全,但是限于学时,很多部分估计课上老师不会讲,特别是课本最后的那部分内容。压轴压轴,越往后的东西越重要,很可能就是核心理论或者主要应用,老师不讲,自己也要看看。
我不喜欢苏联的教材,百科全书式,什么边边角角的东西都写进去了,技巧性很强,难度也很大。初学者读这种东西很容易“钻牛角尖”,关键是还容易钻不对地方,跟基础知识死磕起来,比如:你读个线性代数,觉得行列式计算好有技巧性,于是你花了很大的功夫研究行列式计算技巧,结果发现,行列式这点东西,并不是线性代数的核心内容。
2. 合理的路线图。即:内容的编排顺序得当。
同样的一门学科,不同的编排顺序可能会影响到学生的理解与接受。比如:数学分析中先讲级数还是先讲多元微积分?线性代数先讲矩阵还是先讲行列式?
每个人的情况不一样,不好说哪个路线图比较好,初学者也很难判断是不这本书适不适合自己。不妨多挑几本教材对照着一起读,然后慢慢去淘汰一些,最后选出最适合你的。
高级教材是写给精英看的。
这些教材往往写的很凝练,相对于标准教材,突出主干而删减细枝末节,适合有一定基础的同学加深理解,提高观点。它们有以下特点:
1. 主题明显。
例如:特仑苏的老师Stein的那套Princeton分析讲义,一直围绕Fourier分析这个大的主题。
2. 极其精炼。
例如:Rudin那套分析三部曲,语言、选材、编排、证明等都非常精炼 。这绝对是一套专门为精英而写的分析教材,几乎没什么例子、例题,只是在难以理解和容易混淆的地方做了注解。这套书虽然很薄,但是读起来并不轻松,有很多地方的细节需要自己扣,有很多话需要仔细品味,这些都是不可多得的锻炼数学能力的机会。
可能很多人会抱怨这本书写的很不具体,但是数学家写的论文就一定要让所有数学工作者看懂吗?并不是,正是这种专为精英写作的“傲娇”理念,才使得Rudin的书称为经典。虽然读的时候比较费劲,但是读完一遍回过头来宏观把握时,不得不赞叹Rudin的写书能力。
PS:不要忽略Rudin书后的评注,这部分介绍了一些知识点的来龙去脉,足以见得作者在写书时花费的功夫,以及严谨的考证态度。
3. 观点很高。
我是先读的Rudin再去读的一般的实分析,从来没见过开篇就讲抽象测度的,扣完细节之后仍然一脸懵逼。后来看了Folland的实分析,对于Lebesgue理论有了具体把握后,才理解了Rudin那部分的内容。
把习题集单独列出来,是因为一些书的习题内容编排的并不好,甚至没有习题,但这并不影响它们是一本好书。可以用习题集来弥补嘛。
一本好的习题集应该有以下几点要求:
1. 选题得当。
不要有太多计算,不要有太多技巧性强却没有背景的纯技巧题目。最好保证每个题目有一些意义,要么训练某种证明方法,要么告诉你这个题目验证了什么或者否定了什么,要么这个题目本身就是一个很有用的小结论、小定理。
2. 编排得当。
国内很多习题集都是把题目和答案复制粘贴在那就完事,我估计作者都没怎么仔细看那些题目。正确的做法应该是:先给出例题以及解答,这些往往是“题根”,再给出由它衍生出的一些列练习题。在这一节的最后,再给出一组综合题,解答他们需要对之前例题中所用到的方法进行综合运用。
当然,更好的做法是把习题和课本内容做到紧密结合,例如把一些引理或者命题的证明留作习题,到下一节时又恰巧用到这些习题,可以加深学生对习题的印象。
做到这些,需要作者花费不少功夫。
3. 习题集不要有答案,但应有相应的提示。
答案是毁掉一本习题集的罪魁祸首。
可以把困难的大问题分解成几个小问题,一步一步引导学生去做,或者给出一些提示。
字典是用来查阅的,并不要求可读性。
之前说过苏联的教材像百科全书,虽然不适合当教材,但是却适合拿来当字典。有一些知识点没听说过,就去苏联的教材找找吧,一般都会有的。
但是到了研究生的阶段,所谓的字典就是一些理论体系的砖(头)著,一些该领域内综述性的文献等等……
一本好书,总会让你在读完之后有了更高的观点或是新的见解,让你感到恍然大悟又回味无穷……
■网友的回复
GTM系列应该都还不错。
■网友的回复
只关注了分析学,rudin的书和stein的都不错啦
■网友的回复
吴军博士的《The Beauty of Mathematics in Computer Science》非常不错,写的很通俗易懂。
附上链接:https://pan.baidu.com/s/1sv3qfkEiy-syeY4qFzUmLg 提取码:QJ4L
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