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数学专业学生是否需要学习Python？

pythonmath
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我需要为数学系的学生们进行一个半小时的编程研讨会。

我选择了Python语言。

  1. 我的演讲内容应该是什么？
  2. 有哪些好的资源可用？
  3. 编程对于数学专业的学生来说有什么必要性？
  4. 编程知识将如何帮助他们？

谢谢！！！

注意：我知道这里有一篇文章，但它并不能解决我的问题。

10个回答
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假设这些学生是编程新手（对于数学学生来说很可能是这样），您需要向他们介绍基本的编程概念（什么是函数，什么是变量，它们与数学中的函数和变量有何不同等）。
展示一些示例程序，重点介绍对数学有帮助的内容：数值方法、矩阵乘法等。
在可能的情况下，让他们感到惊叹，以便他们会为自己的项目而兴奋。 一些Python/Math资源
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我建议使用Python作为免费且开源的选项来替代或增强像Matlab、IDL等昂贵的软件包，具体包括：
- scipy - 快速傅里叶变换 - ipython - "shell"/调试器 - matplotlib - 二维图形 - MayaVi - 三维图形/可视化
这个视频可能会对您有所帮助：链接。
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你需要决定想要向他们展示什么。如果你想向他们展示如何使用计算机作为数学中有用的工具，可以向他们展示Sage，并演示如何使用它执行数值方法以获得解决难题的答案。然后，可以使用它来操作一些代数公式。也许可以展示它如何轻松处理难题积分和导数。毕竟，他们即将结束一些第一阶段的微积分课程。

当然，这些都不是展示他们需要了解编程的原因。这只是展示其他人编程对他们使用的有用性。虽然在Sage中你拥有Python的全部功能，但实际上，奇怪的“for循环”和一些“if语句”通常是大多数数学家在Sage中所做的全部编程（尽管有相当数量的人会做更多）。如果你想走这条路，我建议你尝试获取其中一本实验数学书籍（http://www.experimentalmath.info/）。这些人（除了许多其他有趣的结果）提出了BBP数字：这是找到π的任意位数的方法。他们主要使用Maple和Mathematica，但这项工作大部分可以转换为Sage。

我强烈建议您不要向他们展示如何实际实现数值方法。很少有数学家编写程序来解决数值问题。大多数人只是将他们的程序插入其他人的程序中。因此，我认为如果他们知道如何编程，向他们展示如何自己实现这些方法不会激发任何人的兴趣。

如果这是我的话，我想我可能会为cgsuite（http://cgsuite.sourceforge.net/）构建一个简单的游戏插件。我知道这是Java而不是Python，但这种方法有很多优点。首先，年轻的数学家总是对组合博弈理论感到兴奋。您基本上正在向他们展示如何使用数学在某些游戏中始终获胜。就像给他们超能力一样。

其次，您正在程序中实现游戏规则。游戏规则是学习编程习语的好方法，因为它们直接转化为编程概念。

最后，您最终将拥有一个可以完美玩游戏的工具。对于我来说，90分钟的研讨会时间很长。如果您可以以10分钟与计算机玩游戏结束，他们将兴奋而不是感到无聊和疲惫。

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我建议在Python中解决几种不同类型的Project Euler问题，并在研讨会中讨论解决方案，如何更高效地完成等等。Python是解决数学问题非常优雅的语言之一，应该比大多数数学学生更容易理解，所以我认为你做出了一个很好的选择。
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我猜这是给大一新生的（因为大多数高年级的数学学生可能已经知道如何编程了）？如果是这样，那就做些有趣且相关的事情。讲解基础知识，但也可以通过逻辑/游戏基本框架（这些都是与数学密切相关的）或基于Python的绘图计算器来引导他们。

如果你想让他们真正着迷，可以向他们展示Mathematica。我知道，这不是你选择的...但当我还是大二数学专业学生时，第一次看到它的功能时，我就爱上了它。

你也可以尝试一下Sage Notebook，它非常酷炫，而且基于Python。 - nimrodm
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Python会很好用，但GNU Octave可能更好。

Octave可能更适合工程学生。对于数学不太确定。 - nimrodm
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我的演示文稿应该包含什么内容？

使用Python的函数式编程概念。介绍一些第三方模块，如NumPy和SciPy。

有哪些好的资源可用？

Hans Petter Langtangen，《计算科学的Python脚本编程》，Springer出版社。

数学专业学生需要编程吗？

不需要。通常数学专业学生在编程方面没有问题，因为大多数编程语言都是为了解决数学问题而开发的。

编程知识将如何帮助他们？

计算机最初是作为科学家的工具开发的，以帮助他们高效地解决科学/数学问题，比人类更快地完成任务。

编程对于数学学生有什么必要性吗？没有。 这是一个非常奇怪的答案。 - Stefan Thyberg
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