数学思想之变基思想与变结构思想、变形思想

数学教育家波利亚曾说:“对一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则”。

“变基”思想与“变结构”思想都是由"变换"思想派生,通过具体化而产生。

  变基思想是从基础、底层出发进行的改变,就是釜底抽薪,换底,更换改变数学问题的底层基础(内核、基元、基底、基本量、基点、基线、底层的架构、范式、模式、模型)来对系统进行重构(重新构建、重新架构、重新洗牌)、重组、重表达、重表示,通常是颠覆性的,革命性的,创新性的。

  变结构和变基类似,改变数学问题的结构、关系。

  变基和变结构的两个方面:主体(思想)层面的改变与客体层面的改变。

  例如解析几何,应用新观点新视角或切换思维视角进行变基,改为以点的位置(坐标)为基础(基底)来重新刻画表达描述几何对象,而不是以线段长度、角度等为基础。

  再比如换元法,它除了运用审美、简化、整体思想,很多时候还蕴含变基思想,切换基元。

  变基思想有时和逆向思维,反函数、以及软件设计中的“依赖反转”有些联系。例如a、b作为基元(基本量、自变量)来表示变量c和d(因变量),例如c=2a+5b,d=a+2b。而变基,则是反过来把c、d作为自变量来表示a、b,它们的依赖关系倒过来了,依赖反转了,角色地位反转了。

  在软件开发领域,Git版本控制中也有变基操作。

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