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    英國IMC數(shù)學競賽考試淺談(2)----題型介紹(代數(shù)、數(shù)論篇)

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    IMC2022將于2月的2日和3日開始。屆時,同學們將為了為數(shù)不多的復賽名額和金牌展開競賽。而在此之前,我們必須為了考試做出充分準備,正所謂,"知己知彼,百戰(zhàn)不殆"。所以,我們必須先要了解IMC的主要題型結(jié)構(gòu)和針對各種題型的復習技巧,以便于做到提高復習效率,考試多拿分,少丟分。

    作為一項國家級別的奧林匹克數(shù)學競賽,IMC的考題難度適中,主要考驗學生的思維邏輯能力和一定的計算能力,當然,它最后的難題也需要學生具有一定的超前學習能力,即需要學生掌握一些更高年級的知識點或者解題思路,才能在競賽中脫穎而出,獲得高分。


    首先,通過我對于過去20年IMC競賽題的研究,基本上可以將IMC競賽的題型主要分為以下五大類

    1.數(shù)論:數(shù)學理論或在較舊的使用中,叫做算術(shù),是專門研究整數(shù)的純數(shù)學的分支。它有時被稱為“數(shù)學女王”,因為它在原理中的基礎(chǔ)地位。數(shù)理論家研究質(zhì)數(shù)以及由整數(shù)(例如有理數(shù)字)制成的對象的屬性或定義為整數(shù)的概括(例如,代數(shù)整數(shù))。

    整數(shù)可以自己考慮或作為方程(Diophantine幾何)的解決方案。通過研究以某種方式(分析數(shù)論)編碼整數(shù),素數(shù)或其他數(shù)論理論對象的分析對象(如Riemann zeta函數(shù)),通常最好地理解數(shù)論中的問題。人們還可以研究與有理數(shù)相關(guān)的實數(shù),例如,由后者近似(Diophantine近似)。

    眾所周知,數(shù)學史上著名的奇才例如歐拉,高斯等人,在他們少年時期就展現(xiàn)出對于數(shù)論領(lǐng)域的獨有天賦,所以數(shù)論在英國被視作能夠檢測思維能力的試金石。與此同時,數(shù)論中例如素數(shù)的研究,中國剩余定理以及丟番圖方程等內(nèi)容,都是不會在英國的初高中數(shù)學大綱中出現(xiàn)的內(nèi)容,這就需要學生們自己尋找大量的資料,通過老師們的幫助,探索數(shù)與數(shù)的關(guān)系,解決一些簡單的數(shù)論問題。


    2.代數(shù):代數(shù)是研究數(shù)、數(shù)量、關(guān)系、結(jié)構(gòu)與代數(shù)方程(組)的通用解法及其性質(zhì)的數(shù)學分支。初等代數(shù)一般在中學時講授,介紹代數(shù)的基本思想:研究當我們對數(shù)字作加法或乘法時會發(fā)生什么,以及了解變量的概念和如何建立多項式并找出它們的根。代數(shù)的研究對象不僅是數(shù)字,而是各種抽象化的結(jié)構(gòu)。在其中我們只關(guān)心各種關(guān)系及其性質(zhì),而對于“數(shù)本身是什么”這樣的問題并不關(guān)心。常見的代數(shù)結(jié)構(gòu)類型有群、環(huán)、域、模、線性空間等。(在IMC題中,可能會考到關(guān)于圖論以及線性空間的內(nèi)容)


    用通俗的語言解釋什么是初等代數(shù),就是說:如果我們將算術(shù)定義為分別研究蘋果、梨、橘子、葡萄等各有什么特點,那么初等代數(shù)就是研究水果的共性。

    而在IMC中,代數(shù)的題目一般以多項式的形式,或者以多元高次不定方程的形式出現(xiàn)。用來考察學生的代數(shù)基本功以及觀察能力,大家要牢記代數(shù)基本定理,明確方程與未知數(shù)必須滿足怎樣的關(guān)系才可以求解,這些問題是我在課上反復強調(diào)的,我們在考試中遇到了也不容有失。對于我們來說,屬于比較穩(wěn)健的得分點,希望大家多加小心,對于多解、重復解問題要考慮周全,拿到全分。

    關(guān)于代數(shù)和數(shù)論的部分,同學們需要鞏固基本功,熟練最底層的計算原理和運算規(guī)律,這樣解題時就會顯得游刃有余。五大類題型中的其他三個部分,分別是幾何類問題,文字邏輯類問題以及創(chuàng)新思維題

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