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如何学习数学分析

     首先给出我们的假设,那就是看待数学方式是从数学系的角度来看,不是单纯为了应用,所以如果你希望的是工科的那种数学分析或者微积分,那么下面建议直接可以略过,纯纯地是在浪费你的时间。又或者你想了解数学系到底是怎么看待这类分析课程的,那么听听我的胡言乱语也是极好的。

    初学的时候建议选一本好的教材,一种比较合理的方式就是精读一本,其他的作为参考。这样做的原因就是,不管你承认与否,一本再好的教材总有写的并不是那么清楚的地方,一本再烂的教材也有可取之处,但同时考虑到投入与产出,效益最大化的方法就是精读一本好的,参考其他的。我在数学教材推荐里有推荐,大家可以参考我个人比较推崇的精读的是张筑生老师的数学分析精讲,优点不再赘述。

    在学习数学分析的时候通常会有很长的证明,很多人看数学证明的时候会把逻辑过一遍,逻辑通了,就认为自己掌握了证明。但是很遗憾你只是在检查,并没有真正去了解这个证明在说些什么,这是很致命,一般而言,这样做的后果就是三四天后你就忘了证明。

    我本来想截一下隐函数定理的证明,但实在是太长了,光是检查逻辑就已经很繁琐,这种情况下,唯一解救你的方式就是你首先得有一个大图,即我们常说的(big picture),你得知道这个证明在干嘛,为什么要这样做,它背后的动机是什么,有一个整体的脉络。虽然我们可能没有办法还原每一个具体的技术细节,但是大图在,证明就在。这点在长论证的时候是很重要的。

    说到大图我想起来一件事,大概是小学的时候吧,我们班少数同学抄笔记的方式很慢,抬头看黑板,低头写个T ,抬头,低头写h,再抬头,低头写i,写s,拼出This,写很久,最后写出整句This is a book.这大概和我们逐字逐句读证明的时候是很像的。

    重视例子,正例也好,反例也好,数学是抽象的没错,但要理解这种抽象,你得从具体的例子中来,拿到一个定理,第一件事要问自己,有没有例子,有没有反例能推翻。很多人学习数学为了抽象而抽象,最后变成了定义,定理,证明。这些记了不少,但你要说数学品味和理解,对不起没有,这就很糟糕。

    下面这本书几乎可以摧毁你的信仰三观,什么连续函数,但不可导。原函数存在但是黎曼不可积的,处处连续但处处不单调的函数。提供了各种各样的违反直觉的例子。当年看完这本书我一度怀疑自己学了个寂寞。有一种观点认为其实分析是很脏的,里面充斥着各种各样病态的现象,所以如果你不是深井冰,我建议可以转入代数的怀抱,那里面要美的多,当然这是后话。不管你是学分析,代数的,还是玩几何的,做基础的还是应用的,数学分析你都逃不过。

    掌握基本的概念语言和技术。极限的概念,那套柯西的语言要能够信手拈来,无限小的分析方法,线性逼近等价与函数可微分的观念。这些在学习的过程中都是要逐步掌握的,最后一点就是要做题,但要适量,别整的跟高中刷题一样,选一本好的习题集。

    我认为数分最好的习题集当然是谢惠民老师的《数学分析习题课讲义》,但是毫无夸张的说难度极大,相应的做完之后,你的水准大概就像坐着火箭筒一样飞升。也体现了数学这门学科的公平性,有付出才会有回报。我的建议就是谢老师在后面列出很多参考文献,文献上都有一些题目的解法,不会解的时候去找找。如果你的时间比较充裕,静下心来,好好地做一下这本习题集,会为你打下扎实的分析基础的。

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