¿Cuáles son algunos buenos libros / artículos para mejorar su intuición sobre las matemáticas?

Si su enfoque hasta ahora se ha centrado en la memorización, en realidad está tratando de avanzar a la etapa “rigurosa” de la progresión de Terrance Tao. Todavía está aplicando fórmulas y procedimientos de memoria sin comprender mucho por qué funcionan, pero descubrir que ese enfoque ya no es suficiente. No hay vergüenza en eso; cabe donde deberías estar en la mitad de tus años de pregrado. El artículo de Tao estima que la etapa “rigurosa” ocupa los últimos estudios de pregrado y posgrado.

Dicho esto, su objetivo de desarrollar su intuición es el correcto. Necesitas intuición para pasar a la siguiente fase de tu educación matemática. Algunas personas pueden ser buenas para memorizar y manipular símbolos, axiomas y teoremas sin una comprensión intuitiva de lo que significan, y para ellos tal vez haya una etapa de ser buenos en las pruebas formales sin comprender realmente lo que significan. Pero ciertamente no podría hacer eso.

Un buen libro para comprender intuitivamente el cálculo vectorial es Div, Grad, Curl y All That: An Informal Text on Vector Calculus. Nunca lo leí, pero mis amigos lo juraron y entendieron el cálculo del vector mucho mejor que yo, así que aparentemente funcionó. Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid cubre varios temas en matemáticas (especialmente material fundamental como la teoría de conjuntos y la lógica) de una manera intuitiva.

Una buena manera de desarrollar la intuición por tu cuenta es jugar con las matemáticas. Estás haciendo el tipo correcto de preguntas: por qué las cosas se definen de una manera particular, qué sucede si cambian las suposiciones, etc. Mira si puedes encontrar las respuestas por ti mismo. Siempre comience con los ejemplos más simples de cualquier cosa, asegúrese de comprenderlos completamente y solo entonces intente extenderlos a algo más complicado. Por ejemplo, si no “obtiene” los vectores en tres o más dimensiones, podría comenzar pensando solo en los vectores unitarios, ya que son más fáciles de visualizar. A veces, el software de la computadora puede ser útil en esto; por ejemplo, si está tratando de construir una intuición sobre cómo se comportan las ecuaciones en dos o tres variables, es útil tener un programa que grafica esas ecuaciones para usted, y luego puede observar cómo el gráfico cambia a medida que cambia los parámetros o términos en la ecuación.

Me encontré con una dificultad similar cuando estudiaba Matemáticas abstractas en francés Classe Préparatoire, ¡notorio en la abstracción extrema al rigor y horror de Bourbaki! Podrías memorizar las definiciones y teoremas pero no ver las imágenes concretas.

Eso ha cambiado después de leer algunos buenos libros a continuación:

  1. Cantidad desconocida: una historia real e imaginaria de álgebra, John Derbyshire – Amazon.com
  2. Prime Obsession: Bernhard Riemann y el mayor problema no resuelto en matemáticas: John Derbyshire: 9780452285255: Amazon.com: Libros
  3. Encontrar Moonshine: el viaje de un matemático a través de la simetría: Marcus du Sautoy: 9780007214624: Amazon.com: Boo
  4. Teoría de Galois, cuarta edición: Ian Nicholas Stewart: 9781482245820: Amazon.com: Libros
  5. Amor y matemáticas: el corazón de la realidad oculta: Edward Frenkel: 9780465064953: Amazon.com: Libros
  6. El cálculo de la amistad: lo que un maestro y un alumno aprendieron sobre la vida mientras correspondían sobre matemáticas: Steven Strogatz: 9780691150383: Amazon.com: Libros
  7. Teoría de la categoría: Cómo hornear pi: una exploración comestible de las matemáticas de las matemáticas: Eugenia Cheng: 0884666590552: Amazon.com: Libros

Debe comprender completamente las motivaciones con las que estos conceptos matemáticos se derivan y generalizan en una definición abstracta, de lo contrario solo vería muchos árboles (definiciones, axiomas, teoremas …) pero no el bosque (Math Truths and Beauty):

  • “Grupo” (群) es la simetría de las raíces de las ecuaciones polinómicas, para grados hasta 4 descubiertos por los matemáticos italianos del Renacimiento pero detenidos en el grado 5 o más. (Libro 1 y 4 explican)
  • ¿Los números primos siguen un patrón? ¡Si! Riemann estudió la función Zeta del número complejo, descubrió pero no lo demostró, que todos los números primos se encuentran en el eje real de 1/2. (Libro 2)
  • El “Grupo de monstruos” de la dimensión más grande en nuestro universo (¿Dios?) Fue descubierto accidentalmente por el profesor Conway, junto con el excéntrico genio matemático desempleado Simon Norton (compañero de clase de Cambridge Math Tripos del primer ministro de Singapur, Lee HL) – (Libro 3).
  • ¿Por qué Lie Algebra es una mejor herramienta para estudiar Lie Group? ¿Por qué “Sheaf” (束) fue inventada por el matemático ermitaño francés Grothendieck? … (Libro 5)
  • ¿Se puede diferenciar una integral? “Epsilon-delta” miedo a los estudiantes de cálculo … Un profesor de matemáticas de Cornell escribió estas cartas a su profesor de matemáticas retirado de la escuela secundaria. (Libro 6)
  • Las estructuras algebraicas “Resumen sin sentido” o “Resumen de lo abstracto” (Conjunto, Grupo, Espacio vectorial,…) es la “Categoría” de superestructura inventada por el profesor estadounidense Saunders Mac Lane y el profesor Samuel Eilenburg después de la Segunda Guerra Mundial (Libro 7).

Los antecedentes históricos y las historias de matemáticos que lucharon con la sangre y la muerte para descubrir o probar las matemáticas también le dan una mejor apreciación de las matemáticas subyacentes.

Ejemplos:

El matemático francés: Tom Petsinis: 9780802713452: Amazon.com: Libros Evariste Galois (Grupo),

Abel (la ecuación quíntica no tiene raíz radical), Niels Henrik Abel y su Times: Arild Stubhaug, Richard R. Daly: 9780316747325: Amazon.com: Libros

Gauss (geometría no euclidiana, etc.),

Riemann (conjetura del número primo),

Nicholas Bourbaki (Álgebra abstracta)

Enigma de Andrew Wiles Fermat: la búsqueda épica para resolver el mayor problema matemático del mundo: Simon Singh, John Lynch: 9780385493628: Amazon.com: Libros (último teorema de Fermat), …

Lea algunos excelentes artículos (busque en Google) sobre cómo estudiar Matemáticas (Avanzadas) escritas por excelentes maestros de Matemáticas como el Profesor Richard Halmos , el Profesor Timothy Gowers

Por último, lea blogs para entusiastas de las matemáticas, por ejemplo.

Weblog de Gowers (por el profesor de Cambridge Timothy Gowers)

Math Circle Tom Circle (Activar interés matemático, desactivar fobia matemática)

Clases de matemáticas en Singapur (para estudiantes de matemáticas de todos los niveles, desde matemáticas de secundaria hasta pregrado / posgrado en matemáticas).

Aquí hay algunos libros (relativamente) fáciles de leer que son útiles para la intuición:

Calculus on Manifolds de Spivak: para comprender el cálculo multivariable.
Curvas algebraicas de Fulton: para comprender los primeros pasos de la geometría algebraica (y, en particular, el álgebra conmutativa)
Topología algebraica de Hatcher: para comprender el panorama general de la topología. ¡Ten cuidado! Aunque intuitivo, ¡también es muy largo!

Puedo continuar … Pero no estoy seguro si no estoy apuntando a cosas que están por encima de tu nivel actual de conocimiento … De las que escribí anteriormente, “Cálculo sobre los manifiestos” es una lectura definitiva para cualquier estudiante universitario interesado en matemáticas. El resto son más para inspiradores matemáticos.

Pruebas sin palabras: ejercicios de pensamiento visual, por Roger B Nelson. Estos libros son colecciones de imágenes o diagramas que ayudan al lector a ver por qué un enunciado matemático en particular puede ser cierto, y también a ver cómo uno puede comenzar a demostrarlo. El énfasis está en proporcionar pistas visuales al observador para estimular el pensamiento matemático. http://legacy.lclark.edu/~mathsc