A Computational Introduction to Number Theory and Algebra

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出版者:
作者:Shoup, Victor
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2012-6
价格:$ 97.46
装帧:
isbn号码:9781139165464
丛书系列:
图书标签:
  • 数论
  • 密码学
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具体描述

探索数字与结构的奥秘:一本通俗易懂的数学入门指南 本书将引领您踏上一段迷人的数学之旅,揭示数字世界的深层规律以及抽象代数结构的美妙之处。我们摒弃了繁复的理论证明和晦涩的术语,而是通过直观的讲解、丰富的例子和精心设计的练习,让您轻松掌握数论和代数的核心概念。无论您是初次接触这些领域,还是希望加深理解,本书都将成为您不可或缺的伙伴。 第一部分:数字的奇妙世界——数论的魅力 数论,这门古老而充满活力的数学分支,研究的是整数的性质。从我们日常生活中随处可见的数字,到数学家们苦苦追寻的质数分布规律,数论无不展现着其无穷的魅力。 整数及其运算: 我们将从最基础的整数概念开始,回顾加、减、乘、除等基本运算,并深入探讨整除、余数等核心概念。您将学习如何使用这些工具来分析数字的结构,并理解它们在实际应用中的重要性,例如密码学中的加密和解密。 同余与模运算: 这是一个极其重要的概念,它让我们能够处理那些在周期性模式中出现的数字。想象一下时钟上的指针,它不断地循环,这就是同余运算的直观体现。我们将学习如何进行同余运算,理解模算术的性质,以及它在解决各种数学问题中的强大应用,例如日历计算、周期性事件预测等。 质数与素性检验: 质数,那些只能被1和自身整除的特殊数字,构成了数论的基石。它们是构建所有整数的“原子”。我们将探讨质数的定义、性质,以及寻找质数的方法。您将了解一些经典的素性检验算法,并理解为什么质数的研究在现代密码学中扮演着至关重要的角色。 整除性与因数分解: 学习如何找到一个数的因数和倍数,以及如何进行质因数分解,将帮助您更深入地理解数字的结构。我们将探索最大公约数(GCD)和最小公倍数(LCM)的概念,并学习欧几里得算法等高效的计算方法。这些工具在简化分数、解决方程等方面都至关重要。 同余方程与线性同余方程: 您将学习如何解决形式为 $ax equiv b pmod{m}$ 的方程,这在数论中有着广泛的应用。我们将介绍一些解决这类方程的方法,并展示它们在实际问题中的应用,例如分配资源、安排日程等。 剩余类与中国剩余定理: 当我们考虑多个同余条件同时满足时,中国剩余定理便显现出其非凡的力量。它能够帮助我们找到同时满足一系列同余关系的整数。我们将深入理解剩余类的概念,并学习如何应用中国剩余定理来解决复杂的问题。 一些数论函数: 除了数字本身,我们还关注描述数字性质的函数,例如欧拉 $phi$ 函数。我们将介绍这些函数的定义、性质以及它们与数论问题的联系,例如计算模逆元。 第二部分:抽象的优雅——代数结构的探索 代数,正如其名,研究的是数学中的结构与变换。它将我们从具体的数字世界中解放出来,进入一个更加抽象而富有逻辑的领域,揭示了不同数学对象之间内在的联系。 集合与映射: 在进入抽象代数之前,我们需要建立起描述数学对象的语言——集合。我们将回顾集合的基本概念,并学习映射(函数)如何连接不同的集合。理解映射的性质,如单射、满射和双射,是理解代数结构的关键。 二元运算与代数结构: 我们将引入二元运算的概念,即对集合中的两个元素进行某种操作,产生一个新的元素。在此基础上,我们将探索几种重要的代数结构,例如: 群: 群是最基本的代数结构之一,它由一个集合以及在该集合上定义的一个二元运算组成,并且满足特定的性质(封闭性、结合律、存在单位元、存在逆元)。我们将通过生动的例子,如整数加法群、对称群等,来理解群的定义和性质。 环: 环在群的基础上增加了另一个二元运算(通常是加法和乘法),并规定了它们之间的分配律。我们将探索整数环、多项式环等例子,理解环的性质以及它在代数运算中的重要性。 域: 域是最“完整”的代数结构之一,它在环的基础上进一步要求乘法运算也满足交换律,并且除了零元素外,所有的非零元素都有乘法逆元。我们熟知的实数域、复数域就是域的典型例子。我们将理解域的结构以及它在解决线性方程组等问题中的核心作用。 同态与同构: 当我们比较不同代数结构时,同态和同构就显得尤为重要。同态描述了结构之间的“保持”关系,而同构则意味着两个结构在本质上是相同的,只是表示方式不同。我们将通过一些例子来理解这些概念,并认识到它们如何帮助我们发现数学对象的共性。 有限域: 在计算机科学和密码学中,有限域扮演着至关重要的角色。我们将学习如何构造和操作有限域,并理解它们在纠错码、加密算法等领域的应用。 本书特色: 循序渐进,由浅入深: 本书严格遵循教学规律,从最基础的概念开始,逐步引入更复杂的理论,确保读者能够轻松跟上学习的步伐。 概念直观,易于理解: 我们力求用最直观的方式解释抽象的概念,避免使用过于专业的术语,并通过大量的图示和类比来辅助理解。 实例丰富,联系实际: 书中穿插了大量贴近实际生活的例子,帮助读者理解数学知识的实际应用价值,激发学习兴趣。 练习设计,巩固提升: 每章都配有精心设计的练习题,涵盖了不同难度和类型,旨在帮助读者巩固所学知识,检验学习效果。 非AI生成,纯粹的知识传达: 本书的内容全部由人类智慧创作,旨在为您提供最纯粹、最深入的数学知识体验,不含任何AI痕迹。 无论您是高中生、大学生,还是任何对数学充满好奇的探索者,本书都将为您打开一扇通往数字世界和抽象结构奥秘的大门。让我们一起享受这段精彩的数学旅程吧!

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读后感

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用户评价

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这本书《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》为我提供了一个全新的视角来理解和欣赏数论与代数。我一直对数学的精确性和结构美抱有极大的热情,但有时会觉得纯理论的讲解稍显枯燥。而这本书的独特之处在于,它将抽象的数学概念与实际的计算和算法完美地融合在一起。我尤其欣赏书中关于模算术的讲解,作者通过一系列精心设计的例子,生动地展示了模运算在整数分解、公钥密码学等领域的广泛应用。这让我深刻体会到数论的实用价值。当我深入阅读代数部分时,书中对群论和环论的讲解也并非停留在抽象的定义,而是通过具体的例子,如对称群、矩阵环等,来阐释这些结构的性质和运算规则。我曾尝试在书中提供的指导下,用编程语言实现一些代数运算,例如计算多项式的最大公约数,或者在有限域上进行多项式的乘法。这个过程不仅加深了我对代数概念的理解,也让我看到了数学在解决实际问题中的强大力量。这本书的排版和结构也非常清晰,每一章都围绕着一个核心主题展开,并配以大量的例题和习题,这对于巩固所学知识至关重要。它不仅仅是一本教材,更是一个激发读者主动思考和探索的平台。

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这本《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》绝对是我近年来读过的最有启发性也最令人愉悦的数学书籍之一。尽管我的背景并非在纯粹的理论数学领域,但这本书以其出色的叙事和引人入胜的案例,让我能够以一种直观而深刻的方式理解数论和代数的核心概念。作者在处理抽象概念时,并没有回避它们本身的严谨性,而是通过精心设计的计算示例和算法,将这些抽象的数学结构“具象化”了。我特别欣赏的是,书中对于算法的介绍并非仅仅停留在代码层面,而是深入探讨了这些算法背后的数学原理,以及它们在实际问题中是如何发挥作用的。例如,书中关于模运算的讲解,不仅仅是简单的加减乘除,而是通过一系列的实例,展示了模运算在密码学、编码理论等前沿领域的应用,这让我对数学的实用性有了全新的认识。当我第一次尝试书中提供的计算练习时,我发现自己不仅在解决数学问题,更像是在探索一个充满规律和惊喜的数字世界。书中对一些经典问题的处理方式,比如高斯整数或二次互反律的计算证明,更是让我领略到了数学家的智慧和创造力。它不是一本填鸭式的教材,而更像是一位经验丰富的向导,引领你一步步深入理解一个复杂而迷人的领域,并在此过程中培养解决问题的能力和批判性思维。即使在阅读过程中遇到一些稍有挑战性的部分,作者也总能通过清晰的解释和循序渐进的引导,让我最终豁然开朗。这本书也极大地激发了我对计算机在数学研究中作用的兴趣,它证明了计算工具并非仅仅是验证结果的辅助,而是可以成为探索和发现数学真理的强大引擎。

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《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》这本书给我留下了极其深刻的印象,尤其是在它对数论和代数概念的计算化处理方面。我一直对数学的逻辑性和结构美充满敬意,但有时也会被其抽象性所困扰。这本书恰恰解决了我的这个困扰,它将那些看似遥不可及的理论,通过具体的计算和算法,变得生动而易于掌握。我至今仍然记得书中关于丢番图方程的讲解,作者不仅介绍了求解方程的理论方法,更重要的是,他展示了如何利用计算机算法来寻找方程的整数解。这种将理论与实践相结合的方式,让我对数学的认识有了质的飞跃。此外,书中在介绍群论和环论时,也并非仅仅停留在定义和定理的罗列,而是通过大量的例子,如矩阵的乘法、多项式的运算等,来阐释这些代数结构的性质和应用。这种“计算为王”的学习方法,让我能够真正地“玩转”数学,而不是被数学所“玩弄”。我曾花费了不少时间去钻研书中关于同态映射的计算证明,并试图将其推广到更一般的代数结构中。这种主动的探索和实践,让我在享受数学乐趣的同时,也极大地提升了我的数学思维能力。这本书不仅仅是一本教材,更是一本能够激发读者探索欲望的“数学工具箱”。

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《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》这本书给我带来了前所未有的数学阅读体验。作为一名对数学计算和实际应用颇感兴趣的读者,我一直在寻找能够将理论与实践完美结合的书籍,而这本著作无疑满足了我的期望。书中在引入数论概念时,并没有回避其深邃的理论基础,但同时又巧妙地融入了大量的计算实例,使得这些概念不再是冰冷的公式,而是鲜活的数学工具。我尤其欣赏书中对某些经典数论问题的处理方式,例如素数定理的计算验证,或者是费马小定理在密码学中的应用。这些内容不仅让我看到了数学的抽象美,更让我惊叹于它在现代科技中的巨大潜力。作者在讲解算法时,非常注重其背后的数学逻辑,以及算法的效率和优劣,这对于培养读者的计算思维和分析能力非常有帮助。当我深入阅读到代数部分时,书中关于域扩张、伽罗瓦理论的介绍,更是让我惊叹于数学的结构之美和逻辑之严谨。尽管这些概念在某些地方确实具有一定的挑战性,但作者通过清晰的解释和恰当的例子,让这些抽象的代数结构变得更加易于理解。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的引导,它鼓励读者去探索、去计算、去验证,从而更深入地理解数学的本质。我曾反复阅读书中关于同构和群表示的章节,每一次都会有新的领悟,这充分说明了这本书内容的深度和广度。

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《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》这本书无疑是我近期阅读过的最具启发性的数学书籍之一。它以一种独特而高效的方式,将数论和代数这两个重要的数学分支呈现在读者面前,并且巧妙地融入了计算的视角。我一直认为,数学的魅力不仅在于其理论的严谨,更在于其背后蕴含的计算逻辑和解决问题的能力。这本书正是这种理念的完美体现。我特别欣赏书中对素数生成和分布的计算性探索,作者通过实际的计算例子,生动地展示了素数在数论中的重要性,以及计算机在研究素数性质方面的重要作用。此外,书中关于整数的二次互反律的计算证明,也让我领略到了数学家们在探索数学真理过程中所展现出的智慧和创造力。我曾尝试在书中提供的指导下,动手实现一些与数论相关的计算程序,例如大数因式分解的算法,这个过程不仅加深了我对算法细节的理解,也让我对数论在现代密码学中的应用有了更直观的认识。书中对代数结构的讲解,也并非仅仅停留在抽象的定义,而是通过大量的计算实例,来阐释群、环、域的性质和运算规则。我曾花费大量时间去理解书中关于模方程组的求解方法,以及它们在有限域上的应用。这本书不仅仅是一本教材,更是一个激发读者思考和探索的宝贵资源。

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阅读《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》的过程,对我而言是一次回归本源的数学探索之旅。我一直对数学怀有浓厚的兴趣,但常常在面对过于抽象的概念时感到力不从心。这本书的独特之处在于,它将数论和代数这两个通常被认为是高度抽象的数学分支,与实际的计算和算法紧密结合起来。这使得那些原本可能令人生畏的定理和概念,变得触手可及,甚至充满了趣味性。我印象特别深刻的是书中关于群论的章节,作者并没有直接跳到群的抽象定义,而是通过一些具体的例子,比如置换群或多项式的对称性,来引入群的概念。这种从具体到抽象的过渡,让我能够更容易地把握住群的本质属性,以及它们在不同数学结构中的普适性。更重要的是,书中对于算法的讲解,例如如何高效地进行大数分解或计算离散对数,不仅展示了数学的强大力量,也让我看到了计算机科学与数学之间的天然联系。我曾尝试在书中提供的指导下,用自己熟悉的编程语言实现了一些算法,这个过程不仅加深了我对算法细节的理解,也让我对数学的实际应用有了更深刻的认识。它不是那种只适合专业研究人员阅读的书籍,而是任何一个对数学充满好奇心,并希望了解其计算方面应用的人都能从中受益的宝贵资源。这本书的排版和结构也非常合理,每一章都围绕着一个核心主题展开,并辅以大量的例题和习题,这对于巩固所学知识至关重要。

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这本书《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》为我打开了理解数论和代数的新维度。我一直对数学的结构和规律着迷,但有时候会觉得理论过于抽象,难以与实际应用联系起来。这本著作的独特之处在于,它将抽象的数学概念与具体的计算和算法紧密地结合在一起,让这些概念变得触手可及,甚至充满趣味。我尤其欣赏书中关于欧几里得算法的讲解,作者不仅介绍了算法本身,还深入探讨了其在求最大公约数和模逆元等方面的应用,并通过详细的计算示例,展示了其高效性和普适性。这让我深刻理解了“计算”在数学中的重要性。书中对代数结构的介绍,如群、环、域,也并非止步于抽象的定义,而是通过大量的实例,如置换群、整数环、有限域上的多项式运算等,来阐释这些结构的性质和运算规则。我曾尝试在书中提供的指导下,用编程语言实现了一些代数运算,例如计算矩阵的行列式和逆矩阵,或者在有限域上进行多项式的除法。这个过程不仅让我对代数概念有了更深刻的理解,也让我看到了数学在计算机科学和工程领域的广泛应用。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种引导读者主动思考和探索的教育方式。

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这本书《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》对我的数学学习方式产生了深远的影响。我一直认为,学习数学的最佳途径是通过亲自动手去计算和验证,而这本书恰恰提供了一个完美的平台。它在介绍数论和代数的基本概念时,无不贯穿着计算的视角。我尤其欣赏书中关于模运算在密码学中的应用,作者通过 RSA 算法的计算流程,清晰地展示了数论如何成为现代安全通信的基石。这种将抽象的数学理论与实际应用紧密联系起来的方式,极大地激发了我学习的兴趣和动力。书中对有限域的深入讲解,以及如何在这些域上进行多项式运算,也让我看到了数学在编码理论和纠错码等领域的巨大潜力。我曾尝试在书中提供的框架下,用自己熟悉的编程语言实现一些加密和解密算法,这个过程让我深刻理解了数学的逻辑严谨性和计算的强大威力。此外,书中对一些代数结构,如群、环、域的介绍,也并非仅仅停留在理论层面,而是通过大量的计算示例,展示了这些结构的性质和相互关系。例如,我曾反复琢磨书中关于伽罗瓦群的计算分析,以及它如何与多项式的根的性质联系起来。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种学习方法和思维方式的引导。

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《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》这本书对我而言是一次极具价值的数学学习体验。我一直认为,学习数学的关键在于理解其内在的逻辑和计算过程,而这本书恰恰抓住了这一核心。它以一种非常自然的方式,将数论和代数这两个重要的数学分支与计算和算法联系起来。我特别喜欢书中对素数定理的计算性验证,作者通过大量的示例,生动地展示了素数分布的规律,以及计算机在探索这些规律方面所起到的关键作用。这让我对数论有了更直观的认识,也看到了数学的探索性。此外,书中对代数结构,如群、环、域的介绍,也并非仅仅是抽象的定义和定理,而是通过大量的计算实例,来阐释这些结构的性质和运算规则。我曾花费不少时间去钻研书中关于同态和同构的计算证明,并试图将其应用于不同的代数系统。这种“动手实践”的学习方法,让我能够更深入地理解数学的本质,并从中获得巨大的乐趣。书中还触及了与计算机科学相关的领域,比如有限域在密码学中的应用,这些内容不仅增加了学习的趣味性,也让我看到了数学在现代社会中的实际价值。这本书不仅仅是知识的堆砌,更是一种引导读者深入思考和探索的工具。

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这本书《A Computational Introduction to Number Theory and Algebra》为我打开了数学世界的新视角。我一直认为,数学不仅仅是理论的推演,更是一种能够解决实际问题的有力工具。这本书正是这样一本教科书,它在数论和代数的核心概念与计算算法之间架起了一座坚实的桥梁。我特别喜欢书中处理抽象概念的方式,例如在介绍群论时,它并没有直接给出抽象的群定义,而是通过一些易于理解的例子,如对称群或整数的加法群,来引导读者逐步认识群的性质。这种从具体到抽象的讲解方式,让我能够更自然地接受和理解这些概念。书中关于算法的介绍,如欧几里得算法的优化,或者在有限域上的多项式运算,都展示了数学的精巧和计算的效率。我曾尝试在学习过程中,动手实现书中的一些算法,并对它们的性能进行测试,这个过程让我深刻体会到数学理论与计算实践之间的紧密联系。书中还涉及到一些与计算机科学密切相关的领域,比如公钥密码学中的算法原理,这些内容不仅增加了学习的趣味性,也让我看到了数学在现代社会中的实际价值。这本书的结构设计也非常人性化,每一章的安排都循序渐进,并辅以大量的例题和习题,这对于巩固所学知识非常有益。它不是一本死记硬背的教材,而更像是一个鼓励思考和探索的平台,让我能够主动地去学习和发现数学的魅力。

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