- •Глава I 11
- •§1. Формирование числовых систем 11
- •§2. Аксиоматическое обоснование евклидовой геометрии. 27
- •Вводная глава.
- •Назначение знаковых языковых систем
- •1. Язык как инструмент интеллекта
- •2. Функциональные свойства языковых систем
- •Пример 2
- •Пример 5. Система знаков представляющих музыкальные звуки называется нотами и формирует язык музыки.
- •4. Основные языковые понятия
- •3. Определение и примеры языковых систем
- •Рассмотрим некоторые примеры языковых систем. Пример 1
- •5. Предметное назначение языковых систем
- •6. Цели краткого курса математики для гуманитариев
- •7. Вопросы и задания к теме «Назначение знаковых языковых систем»
- •Построение множества рациональных чисел.
- •Вывод 1.
- •Замечание 1.
- •Аксиомы операции умножения.
- •Задача 2.
- •Вывод 2.
- •Аксиоматическое построение множества действительных чисел.
- •Аксиома непрерывности Кантора.
- •Определение 2.
- •О представлении действительных чисел.
- •Задача 3.
- •Языковые свойствах числовых систем.
- •3. Десятичная (и вообще, любая k-ичная) знаковая реализация действительных чисел изоморфна геометрической реализации действительных чисел в виде отрезков прямой.
- •Вопросы и задания к теме «числовые системы».
- •§2. Аксиоматическое обоснование евклидовой геометрии.
- •2.1. О “Началах” Евклида.
- •2.1.1. Структура «Начал» Евклида
- •2.1.2 Историческое значение «Начал» Евклида
- •2.1.3 Историческое развитие дедуктивной схемы «Начал» Евклида
- •2.2 Аксиоматика д. Гильберта(1862-1943)
- •2.2.1 Группа 1. Аксиомы соединения.
- •2.2.3 Группа 3. Аксиомы конгруэнтности.
- •Вывод 2.
- •2.2.4 Группа 4. Аксиомы непрерывности.
- •Замечание 2.
- •Замечание 3.
- •Вывод 3.
- •2.2.5 Группа 5. Аксиома параллельности (евклидовой геометрии).
- •Замечание 4.
- •2.3 Два недостатка аксиоматики д. Гильберта.
- •2.4 Структурный характер аксиоматики д.Гильберта
- •2.5. Вопросы и задания к теме «Аксиоматическое обоснование евклидовой геометрии».
- •§3. Структура векторного пространства.
- •3.1 Модель направленных отрезков.
- •Сложение обладает свойствами:
- •Свойства операции умножения:
- •Определение.
- •3.2 Построение арифметической модели векторного пространства направленных отрезков
- •Теорема размерности.
- •Вывод 1.
- •Вывод 3.
- •Вывод 4.
- •3.3 Определение и примеры абстрактного векторного пространства.
- •Пример 1.
- •Пример 2.
- •Определение абстрактного векторного пространства.
- •Следствие.
- •3.4 Аксиомы скалярного произведения векторов.
- •Следствие.
- •Следствие.
- •Определение n – мерного евклидова векторного пространства.
- •3.5 Вопросы и задания к теме «Структура векторного пространства»
- •§4 Модель Вейля евклидовой геометрии.
- •4.1 Арифметическая модель трехмерного евклидова пространства.
- •Определение.
- •Вывод 1.
- •Вывод 2.
- •4.2 Арифметическая модель многомерного евклидова пространства
- •Вывод 3.
- •Замечание о схеме г.Вейля.
- •4.3. Вопросы и задания к теме «Модель Вейля евклидовой геометрии»
- •§ 5. Модель а. Пуанкаре плоскости Лобачевского.
- •5.1 Основные понятие модели а. Пуанкаре плоскости Лобачевского.
- •V’. Аксиома параллельности Лобачевского.
- •Определение плоскости Лобачевского.
- •С ледствие 2.
- •2. Взаимное расположение прямых в плоскости l2.
- •3. Перпендикуляр к стороне угла.
- •5. Четвертый признак конгруэнтности треугольников.
- •Вывод 2.
- •5.3 Научная значимость открытия геометрии Лобачевского.
- •Вывод 3.
- •5.4 Вопросы и задания к теме «Модель Пуанкаре плоскости Лобачевского»
- •Следствие 2. Задание отношения эквивалентности на некотором множестве равносильно разбиению этого множеств на непересекающиеся подмножества.
- •6.2 Понятие математической структуры.
- •Замечание 1.
- •6.4 Формальная и содержательная аксиоматики, аксиоматические теории и математические структуры.
- •Вывод 1.
- •Вывод 2.
- •Определение.
- •6.5 Изоморфизм.
- •Пример 1.
- •Определение изоморфизма.
- •6.6 Вопросы и задания к теме «Математические структуры и аксиоматические теории».
- •§7 Требования, предъявляемые к системам аксиом.
- •7.1 Непротиворечивость системы аксиом.
- •Вывод 1.
- •7.2 Независимость аксиоматической системы.
- •7.3 Независимость аксиомы параллельности.
- •Замечание 1.
- •7.4 Дедуктивная полнота и категоричность системы аксиом.
- •Определение (дедуктивной полноты).
- •Определение (категоричности).
- •7.5 Историческая роль V постулата Евклида в развитии оснований математики.
- •7.6 Вопросы и задания к теме «Требования, предъявляемые к системе аксиом»
- •§8 Смысловой анализ текстовых продуктов.
- •8.1 Понятие смыслового анализа текстового продукта.
- •8.2 Языковые свойства имен объектов.
- •8.4 Понятие искусственного языка.
- •8.5 Понятие и анализ парадоксов.
- •8.6 “Ахиллес и черепаха”.
- •8.7 Парадокс пустого множества.
- •8.8 Парадокс конечной достижимости в очереди.
- •8.9 Противоречивость в дедуктивных схемах
- •Пример .
- •8.10 Вопросы и задания к теме «Смысловой анализ текстовых продуктов»
- •9.2 Относительная частота и вероятность случайного события.
- •9.3 Классическое определение вероятности.
- •9.4 Вопросы и задания к теме «Понятие вероятности случайного события»
- •Моделирование случайных событий случайными величинами.
- •10.1 Понятие случайной величины.
- •10.2 Геометрические вероятности.
- •1. Игра « Мексиканский ковёр».
- •2. Задача о встрече.
- •10.3 Парадокс Бертрана.
- •10.4 Условия корректного моделирования случайного события
- •10.5 Вопросы и задания к теме «Моделирование случайных событий случайными величинами»
- •Заключение
- •Обозначения.
- •Литература
8.10 Вопросы и задания к теме «Смысловой анализ текстовых продуктов»
Вопросы
1. Как определить наличие или отсутствие смысла в текстовом продукте?
2. Дайте определение парадоксу.
3. Приведите примеры парадоксальных умозаключений.
4. На чём могут быть основаны противоречия при дедуктивном построении утверждений.
Задания
1. Покажите, что доказательства «от противного» основаны на парадоксе пустого множества.
2. Приведите примеры парадоксов и проведите анализ смысла высказываний в этих парадоксах:
- парадокс «Ахиллес и черепаха »;
- парадокс конечной достижимости в системе линейного порядка.
ГЛАВА III
Математическое моделирование случайных событий
§ 9 Понятие вероятности случайного события.
9.1 Необходимость изучения случайных событий.
Изучение аксиоматического метода построения математических моделей мы закончили неутешительным выводом о том, что если нам не известны все базовые положения - аксиомы модели, которую мы собираемся построить, или мы не уверены в полноте набора базовых аксиом модели, то нас могут ожидать парадоксальные выводы в виде логических противоречий. Что же делать, когда нельзя положиться на логику языка? Выход один, положиться на исход события в виде благоприятного случая, если, первое, мы можем вычислить меру интересующего нас благоприятного исхода и, второе, эта мера нас устроит при принятии определённого решения.
Рассмотрим традиционный пример бросания монеты. Известный математик К. Пирсон бросал монету 24 000 раз (вот это терпение!), и при этом сторона с гербом выпала 12 012 раз. Никакими логическими построениями предугадать исход именно с таким числом выпадения орла нельзя. Но можно обратить внимание на то, что при каждом бросании монеты допустимо два равновозможных исхода, и при 24 000 бросаниях почти половина приходится на каждый из них. В известных учебниках по теории вероятности приводится следующий результат десяти серий по 1000 бросаний монеты: 529, 504, 528, 507, 476, 504, 529, 497, 518, 502. Таким образом, мы видим, что при многократном повторении эксперимента (бросания монеты) наблюдается тенденция равновозможных реализаций двух сторон монеты.
Приведём ещё один пример. В России в последнее десятилетие ежегодно попадают под автомобили и погибают порядка 36 000 человек, в один день это порядка 100 печальных случаев по стране. Из многомиллионного населения страны проезжую часть ежедневно переходит не менее порядка 50 000 000 пешеходов (некоторые пешеходы пересекают дорогу многократно). Таким образом, шанс оказаться среди этих 100 несчастных случаев составляет что - то около 0, 0002 %. Логически мы не можем предопределить исход такого печального события, но столь малый процент прогноза нас не только не пугает, но и ни чему не учит (к сожалению, мы часто переходим проезжую часть в неположенном месте).
Этот второй пример принципиально отличается от первого. В первом примере мера появления герба при бросании монеты имеет тенденцию: каждая сторона любой монеты имеет половину шансов. Во втором примере мера несчастного случая 0,0002% неодинакова для всех пешеходов, эта мера очень сильно зависит от культуры пешехода.
Объективности ради следует сказать, что математики научились измерять долю «удачи» при ожидании «необходимого» нам случая, Для этого был построен специальный математический язык – теория вероятности.
Вывод. Когда нельзя положиться на логику языка, мы ищем возможность вычислить меру возможности реализации интересующего нас случая.
