组合几何 (平装)

组合几何 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:第1版 (1996年1月1日)
作者:单墫
出品人:
页数:241 页
译者:
出版时间:1996年1月1日
价格:6.7
装帧:平装
isbn号码:9787532047727
丛书系列:初等数学小丛书
图书标签:
  • 数学
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具体描述

组合几何:探索空间形态的奥秘 内容简介: 《组合几何》并非一本教你如何像魔术师一样凭空变出 geometric shapes 的读物,也并非一本充斥着抽象符号和枯燥公式的理论著作。相反,它是一次引人入胜的探索之旅,旨在揭示我们周围世界中隐藏的数学结构,以及这些结构如何通过简洁而优雅的方式相互组合,构建出丰富多样的形态。这本书将带领读者深入到三维世界的骨骼,理解物体如何通过基本的几何单元——点、线、面、体——的叠加、切割、连接和转化,形成我们所见的万事万物。 本书将从最基础的几何概念出发,但绝不会止步于此。我们将回顾点、线、面的基本性质,并在此基础上,重点探讨它们在组合意义上的互动。例如,点如何定义线段,线段如何构成平面图形,平面图形又如何通过各种组合方式延伸至三维空间。我们不会仅仅停留在静态的描述,而是强调“组合”的力量,即通过对基本单元的有序排列和堆叠,能够涌现出何等令人惊叹的复杂性。 在进入三维空间之前,我们会先深入剖析二维图形的组合。读者将接触到多边形的划分、拼接与镶嵌,理解它们在平面上如何形成规律性的图案。我们会探讨如何用最少的直线或曲线将一个平面区域分割成特定的形状,以及如何在不留下空隙和重叠的情况下,将多个图形紧密地组合在一起。这不仅仅是数学游戏,更是理解建筑设计、图案艺术乃至自然界中分形结构的基础。 随后,本书的重心将逐渐转向三维世界的组合几何。我们将从最简单的多面体开始,例如正多面体(毕达 गुंतवणूक人耳熟能详的立方体、四面体等),并在此基础上,介绍更多复杂的组合体。我们会探讨如何通过连接不同多面体的顶点、边或面来创造新的三维形态。例如,一个立方体与一个棱锥的组合,会产生什么样的视觉效果和空间关系?将两个或多个相同的多面体以特定的方式拼接,又会形成怎样的对称性和规律性? 本书将特别关注多面体的组合技术。读者将了解到如何通过“对偶”的概念,将一个多面体的顶点对应到另一个多面体的面,反之亦然,从而产生一系列具有独特性质的新多面体。我们将深入研究阿基米德立体和卡塔兰立体,这些立体由规则的、不同形状的面构成,并且以高度的对称性著称,它们是组合几何力量的绝佳体现。我们会详细解析它们的构造方式,理解它们是如何通过对基本多面体的精妙组合而诞生的。 除了多面体的组合,本书还会探讨“堆叠”这一重要的组合方式。读者将学习如何将同一种或不同种的几何体,按照特定的规则堆叠起来,形成具有高度和形状变化的结构。这不仅在建筑领域有着广泛的应用,在晶体学、材料科学等领域也扮演着重要角色。我们将分析不同堆叠方式对整体结构稳定性和空间填充效率的影响。 另一个核心主题将是“切割”与“挖空”。通过对现有几何体进行切割,我们可以获得内部的结构细节,或者创造出内部空间。本书将展示如何通过平面切割多面体,从而得到各种截面形状,以及如何通过更复杂的切割操作,生成内部嵌套或镂空的结构。这不仅是数学上的抽象操作,也与雕塑艺术、模具制造等实际应用息息相关。 本书还会涉及一些更为进阶的组合几何概念,例如: 凸多面体与非凸多面体: 探讨它们在组合上的区别与联系,以及如何通过组合操作从凸多面体生成非凸多面体。 组合多面体的拓扑学性质: 关注组合体在拓扑学上的不变性,例如顶点的度数、面的边数、以及欧拉示性数等,理解它们如何决定组合体的基本形态。 规则性与对称性: 深入分析组合几何体中的对称性,包括反射对称、旋转对称以及点对称等,理解它们如何赋予几何体美感和规律性。 数学艺术与设计中的组合几何: 结合 M.C.埃舍尔等艺术家的作品,展示组合几何在视觉艺术创作中的应用,以及如何通过组合数学原理创造出令人惊叹的艺术品。 自然界的组合几何: 探索自然界中隐藏的组合几何规律,从晶体的生长到生物的细胞结构,再到星系的排列,许多自然现象都可以用组合几何的原理来解释。 《组合几何》旨在培养读者对空间形态的直观感受和抽象思维能力。通过大量的实例、图示和逐步讲解,我们希望读者能够: 建立对三维几何体的深刻理解: 不再将它们视为孤立的个体,而是理解它们之间错综复杂的联系与组合方式。 培养几何直觉: 能够预见不同几何单元组合后可能产生的形态,并理解其内在的逻辑。 提升空间想象力: 能够在大脑中构建和操纵复杂的几何结构。 欣赏数学之美: 发现几何体之间隐藏的简洁、和谐与秩序。 将数学知识应用于实际: 为建筑、设计、工程、艺术等领域提供新的灵感和方法。 本书的语言将力求通俗易懂,避免使用过于晦涩的专业术语,同时又不失严谨性。我们相信,数学并非只有少数精英才能掌握的语言,而是人人都可以领略其魅力的工具。无论你是对数学充满好奇的学生,希望拓展视野的艺术家,还是寻求创新灵感的工程师,都能在这本书中找到属于自己的收获。 《组合几何》是一扇通往多维世界的大门,它邀请你一同去观察、去思考、去创造。让我们一起揭开形态背后的数学奥秘,感受组合的无穷魅力。

作者简介

单墫教授1943年11月1日生于天津,江苏泰州市人,南京师范大学数学与计算机科学学院教授、博士生导师、广州大学教育软件所兼职研究员,享受政府特殊津贴。

1964年毕业于扬州师范学院数学系后在南京人民中学任教,1978年考入中国科学技术大学,师从著名数学家王元院士攻读研究生,1983年在中国科学技术大学获理学博士学位,毕业后,留在中国科学技术大学校任教。1989年起,任教于南京师范大学,曾任南京师范大学数学系主任、南京师范大学学术委员会委员、学位评定委员会委员、中共南京师范大学委员会委员、南京市第九届政协委员。

单墫教授在数学领域的初等数论、解析数论和组合数学研究方面取得了一些国际先进水平的成果,发表了30多篇具有较高水平的学术研究论文。其研究成果曾获中国科学技术大学论文奖和江苏省科学技术进步奖。他还在数学普及与数学竞赛方面,倾注了大量的时间和精力。他经常为喜爱数学的各地青少年作精彩的辅导讲座,并编著了一批高水平的普及读物,受到我国青少年数学爱好者的爱戴。自1985年我国参加一年一度的国际数学奥林匹克以来,他5次被聘为国家集训队教练,曾任中国数学奥林匹克委员会委员,担任过数学奥林匹克国家教练组组长、国家队副领队、领队。带领中国代表队为国争光,多次受到党和国家领导人接见,受到国家的表彰。1991年被评为全国优秀教师,1992年被授予国家级有突出贡献的中青年专家称号,当选中共十四大代表;1997年被评为南京师范大学优秀学科带头人,获得江苏省“红杉树”园丁奖。现任南京市第十届政协委员、南京数学学会理事长、美国《数学评论》评论员。

20世纪90年代以来,他致力于数学教育的研究,为我国首批数学课程与教学论方向的博士生培养作出了很大的努力与贡献,培养出了一批活跃在我国数学教育前沿领域的专家学者。曾任国务院学位委员会教育专业硕士专家组成员、教育部理科试验班专家组组长。

至今已经发表数学普及、数学竞赛与数学教育等方面的论文150余篇,出版著作20余部,如《解题研究》、《数学竞赛研究教程》、《组合几何》、《对应》、《组合数学的问题与方法》、《趣味的图论问题》、《覆盖》、《几何不等式》、《近代欧氏几何学》等。主编《数学奥林匹克系列图书》多部。其著作曾获“中国图书奖”一等奖。他为奖掖后学,捐献出个人积蓄,在南京师范大学数学与计算机科学学院设立了“善学奖”奖学金,在他的母校南京市第五中学也设立了奖学金。

目录信息

读后感

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用户评价

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这本《组合几何(平装)》的封面设计得相当有品位,那种简约中带着一丝深邃的蓝色调,让人联想到宇宙中那些错综复杂的数学结构。我原本以为这是一本纯理论的教科书,可能会枯燥乏味,但翻开第一页就被作者的叙事方式吸引住了。他没有一上来就抛出那些令人望而生畏的公式,而是从一个非常直观的几何问题入手,引导读者一步步进入组合世界的奇妙迷宫。书中对欧拉公式、平面图的着色问题,以及那些看似简单的多面体结构,都进行了极其详尽且富有洞察力的剖析。尤其是关于拓扑学基础概念的介绍,作者竟然能用日常生活中能观察到的现象来类比,这对于初学者来说简直是福音。我印象最深的是其中关于“嵌入”和“亏格”的讨论,原本觉得抽象到难以把握的概念,经过作者的精心设计和配图,仿佛就在眼前清晰地展现出来。整本书的排版也很舒服,字体的选择和行距的设置都考虑到了长时间阅读的舒适度,这在许多专业书籍中是很难得的品质。我几乎能想象到,作者在撰写过程中是多么努力地想让每一个读者都能跨越理解的鸿沟,真正享受到组合数学的魅力。

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这本书给我的最大感受是其罕见的严谨性与广阔的视野的完美结合。作者在定义每一个术语时都毫不含糊,确保了后续所有推论都有坚实的逻辑基石。在介绍平面嵌入图的对偶概念时,书中不仅清晰地阐述了如何构造对偶图,还深入探讨了对偶关系在图的连通性分析中所起到的关键作用,这一点在很多同类教材中常常被一带而过。更令人赞叹的是,作者没有将组合几何仅仅局限在二维或三维欧氏空间,而是将视野延伸到了更高维度的结构,比如超立方体(tesseract)的组合性质,以及它们在计算机科学和编码理论中的潜在应用。这种跨学科的触角,让这本书不仅仅是一本纯粹的数学书,更像是一扇通往应用领域的窗口。我尤其欣赏作者在章节末尾提供的“历史背景与展望”部分,它简明扼要地介绍了该领域的发展脉络和尚未解决的开放性问题,极大地激发了读者对未知领域的探索欲,让人读完后有一种意犹未尽、想要立刻投身到研究中的冲动。

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拿到这书,我主要是冲着它在离散数学领域中的地位来的,期待它能提供一个扎实的理论基础。而它确实没有让我失望,尤其是在图论的某些前沿分支的阐述上,展现出了极高的专业水准。作者对哈密顿回路和旅行商问题(TSP)的算法优化部分,分析得极为透彻,甚至引用了最新的近似算法成果,这对于我正在进行的研究工作提供了非常有价值的参考。不过,我必须承认,对于没有深厚代数背景的读者来说,某些章节的过渡可能会显得有些跳跃。例如,在处理到群论在几何计数中的应用时,如果读者对群作用的概念不熟悉,理解起来会比较吃力。尽管如此,书中附带的大量练习题和课后拓展思考题,是其最大的亮点之一。这些题目设计得非常巧妙,不仅考察了对基本概念的掌握,更重要的是,它们引导你去主动探索和构建自己的数学模型,是检验和深化理解的绝佳工具。总而言之,这是一本需要你投入时间和精力去“啃”的书,但你投入的每一分钟都会带来丰厚的回报。

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我购买这本书主要是为了给我的高中数学兴趣小组寻找合适的参考资料,希望能够激发孩子们对几何学中“非连续性”美感的兴趣。从这个角度来看,这本书的表现只能说喜忧参半。它的优点在于,某些关于多面体对称性的章节,配有非常精美的三维立体图示,这些图看起来像是用高级渲染软件制作的一般,视觉冲击力很强,能瞬间抓住年轻读者的眼球。孩子们对书中关于“不可能的图形”(如彭罗斯三角)的讨论表现出了极大的热情。然而,当内容深入到更抽象的组合结构时,比如Sperner定理或Hall婚姻定理的证明过程,文本的解释就显得过于学术化了,那些长篇累牍的逻辑推导对于16、17岁的学生来说,阅读体验并不理想。我不得不自己重新组织语言,甚至手绘草图来辅助他们理解那些定理的内涵。如果作者能增加一些更贴近生活或更具趣味性的例子,来串联起那些复杂的数学证明链条,这本书的普及性将会大大提高。它更像是一本为已经具备一定数学素养的本科生准备的进阶读物,而非面向纯粹初学者的入门向导。

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读完这本《组合几何(平装)》后,我产生了一种强烈的治愈感,这听起来或许很奇怪,但对我一个常年与工程计算打交道的工程师来说,组合数学的这种清晰、边界分明的逻辑体系,简直是一种精神上的享受。这本书的语言风格是极其冷静和客观的,没有冗余的修饰词,每一个句子都像一个精确的逻辑门,要么是输入,要么是输出。特别是关于凸体和支撑面的讨论,作者使用了一种非常优雅的数学语言,将复杂的几何直觉转化成了易于处理的代数形式。虽然内容上以理论为主,但它带来的思维训练价值是无可替代的。它教会你如何将一个宏大而复杂的问题,系统地分解成一系列可验证的小步骤。这本书的装帧质量也值得称赞,平装本拿在手里感觉很轻便,适合携带,即使在户外阅读,纸张的反光度也控制得很好,不会造成视觉疲劳。对于那些寻求结构化思维训练和几何直觉磨练的专业人士而言,这本书绝对是书架上不可或缺的一份珍藏。

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