
【電】 mathematical model
math; mathematics
【機】 mathematics
mode
【計】 pattern; schema
在漢英詞典視角中,“數學模式”對應的英文術語為“mathematical model”,指通過抽象符號、公式和邏輯關系描述現實系統或現象的結構化表達方式。該概念包含三個核心要素:1)量化語言轉換(将自然現象轉化為方程);2)變量關系映射(如用$y=ax+b$表達線性依存);3)驗證驅動的疊代機制(需通過實驗數據修正參數)。
英國皇家學會出版的《科學術語指南》将數學模式定義為“一種跨學科通用語言,使物理世界的行為可通過微分方程、統計分布或幾何拓撲進行預測”。美國國家标準與技術研究院(NIST)特别強調其雙重複用性:既作為解釋已知現象的分析框架,又可作為預測未知狀态的模拟工具。
現代應用領域延伸至:
劍橋大學數學研究中心指出,有效的數學模式需滿足可證僞性準則,即必須包含可通過實驗否證的明确假設條件。這種特性使其區别于純理論數學構造,成為連接抽象推理與實證研究的關鍵橋梁。
“數學模式”在不同數學領域中有不同含義,以下是幾種常見解釋:
統計學中的模式
指數據集中出現頻率最高的數值。例如,在數據集{2, 3, 3, 5, 7}中,數字“3”是模式。
數列與規律模式
數學中常研究數列、圖形或運算中的重複規律。例如:
數學建模中的模式
指用數學方程或算法描述現實問題的結構。例如:
抽象代數中的結構模式
研究群、環、域等代數結構的對稱性與操作規律。例如,群論中的“交換律”模式:若群滿足 $a cdot b = b cdot a$,則稱為阿貝爾群。
數學思維中的模式化方法
指通過觀察、歸納和演繹發現規律的過程。例如,通過觀察勾股數(如3-4-5)總結出勾股定理 $a + b = c$。
數學模式本質是對規律性、重複性或結構性的抽象表達,貫穿于數學研究與應用,幫助簡化複雜問題并揭示本質聯繫。
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