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Cuánto tiempo hace un gran matemático tomar para resolver una extrema problema?

Realmente me encantan las matemáticas, y puedo pasar horas, días o incluso años para resolver realmente un problema simple, si yo no puedo hacerlo. Sin embargo, hay ciertos problemas, que no soy capaz de resolver en una hora o así. Me lleva un montón de tiempo para hacer la mitad del problema. Cuando me siento frustrada y, por último mira la solución, me siento como solo era riguroso manipulación algebraica que yo no era capaz de hacer; no había nada 'nuevo' o diferentes sobre el problema. Por ejemplo, considere este problema:

Si $m^2 + M^2 + 2mM\cos\theta=1$, $n^2 + N^2 + 2nN\cos\theta=1$ y $mn + MN + (mN+Mn)\cos\theta=0$, then prove that $m^2 + n^2=\text {cosec}^2\theta$.

Yo era capaz de hacer la mitad de este problema, pero me tomó un tiempo muy largo. Y cuando leí la solución, sólo estaba un poco de manipulación algebraica que yo no era capaz de hacer.

Ahora, lo que quiero hacer es dos cosas:

Es importante para mí para pasar un montón de tiempo en estos tipos de problemas, donde no requiere de algo nuevo, o es mi culpa que yo no soy capaz de hacer estas manipulaciones? ¿Cómo se puede mejorar?

Si me dan este problema a un gran matemático, entonces ¿cuánto tiempo va a tomar para solucionarlo?

\begin{align} K&=\int_0^{\infty}\sqrt{\frac{(1-\tanh t)^{n-2}}{(1+\tanh t)^{n+2}}}\ln\left(\frac{1-\tanh t}{1+\tanh t}\right)\ \frac{dt}{\cosh t}\\[10pt] &=\int_0^{\infty}\sqrt{\left(\frac{\cosh t-\sinh t}{\cosh t+\sinh t}\right)^{n-2}}\frac{\cosh t}{(\cosh t+\sinh t)^2}\ \ln\left(\frac{\cosh t-\sinh t}{\cosh t+\sinh t}\right)\ dt\\[10pt] &=-\int_0^{\infty} e^{-(n-2)t}\left(e^{-t}+e^{-3t}\right)\ t\ dt\\[10pt] &=-\frac{1}{n^2+1}-\frac{1}{n^2-1} \end-----Añadido después de la pregunta en suspenso como "no se trata de matemáticas" ---------

"No se trata de matemáticas" es seguido por "tal como se define en el centro de ayuda". El centro de ayuda de la página tiene tres secciones: Qué preguntar aquí; Lo que podría ser mejor preguntó en otro lugar ("mientras que todavía en el tema de aquí"); y Lo que no para de preguntar aquí. Claramente el cierre se debe colocar la cuestión en la tercera categoría. El centro de ayuda de la página comienza con "Y a algunas de las preguntas que se consideran off-topic:" y continúa con 5 grupos: (1) la física, la ingeniería y las cuestiones financieras, (2) la composición de las preguntas, (3) la numerología, (4) preguntas en busca de asesoría personal para la elección de un curso, programa académico, carrera profesional, etc. Estas preguntas deben ser dirigidas a los empleados por la institución en cuestión o de otros individuos calificados que saben sus circunstancias específicas, (5) preguntas sobre el sitio en sí debe ser frecuentes en Matemáticas meta en su lugar.

(4) es citado en su totalidad, debido a que esta pregunta manifiestamente no se ajusta a las otras partes. La primera mitad de (4) sobre las instituciones claramente no se ajustan a esta pregunta. El único argumento es si la última parte de individuos calificados que puede ser generalizada para adaptarse a esta pregunta. Que parece convertir en la referencia a "sus circunstancias específicas". Cualquier argumento se ve débil, especialmente cuando las dos respuestas no se hace ninguna referencia a este tipo de cosas.

Por último, está la cuestión de si (1)-(5) son sólo ejemplos, y la prohibición va más amplio. De nuevo es difícil ver cómo una feria de la lectura de lo soporta.

En la otra dirección, @AlexM. hace un buen punto en su comentario a continuación. Tenga en cuenta también que (soft-pregunta) es un estándar de la etiqueta, se utiliza 138 veces en lo que va de este mes. Más en general, la cuestión de cómo uno va sobre hacer una importante contribución a las matemáticas parece muy pertinente a las matemáticas como una disciplina.

16voto

almagest Puntos 1994

Recomiendo la lectura de John Littlewood, la Miscelánea (las ediciones más recientes ed Bela Bollobas, otro gran matemático, pero que todavía está vivo). Littlewood, fue uno de los grandes matemáticos del siglo pasado. Señaló que los matemáticos tienden a ser bueno en diferentes escalas de tiempo. Pocas son buenas en todos los plazos.

Para convertirse en un "gran" matemático, usted tiene que resolver grandes problemas, lo que significa que tienes que ser bueno en escalas de tiempo de una década o así. Que puede dejarlo a usted haciendo mal en las olimpiadas, y no digamos de café, mesa de conversaciones en las que los plazos son mucho, mucho más corto.

Es trágico que Bela sí mismo, siente que no ha cumplido con su promesa temprana como uno de los grandes del concurso de matemáticas a los competidores. Por supuesto, no ayuda a que su trabajo ha sido pionera en nuevos campos de las matemáticas, que tiende a generar la aclamación mucho después de que hayas muerto.

Por supuesto, hay ejemplos de la otra manera como Grisha Perelman que sobresalió en concursos y resuelto la conjetura de Poincaré. Precisa correlaciones son difíciles, porque es difícil ser objetivo acerca de los logros (¿por qué por ejemplo no Andrew Wiles tienden a obtener** el crédito para probar* la conjetura de Shimura, en lugar de compartir con Richard Taylor?).

Pero el consejo general si desea hacer matemáticas de la investigación es no pasar demasiado tiempo en problemas que son fáciles de (mera "ejercicios"). Usted debe ser regularmente luchando con un solo problema durante una hora o más, incluso en su adolescencia.

Por supuesto, hay un equilibrio, es fácil desanimarse. Es por eso que un buen mentor es realmente útil y por qué la relación entre el estudiante de posgrado y el supervisor es tradicionalmente cercana.

Por desgracia, el sistema actual tiene demasiadas personas supuestamente haciendo la investigación, cuando las únicas cosas de valor que realmente se enseña, destilar, y mostrar la beca (es decir, adquirir un buen conocimiento de lo que ya está ahí para compartir con los demás). La dificultad es que el sistema está configurado para premiar la investigación, más que de los otros igualmente importantes, de la universidad de tareas, mientras que la triste verdad es que solo unos pocos pueden hacer una contribución significativa a descubrir importantes de la nueva asignatura de matemáticas.

La otra gran dificultad es el absurdo de la publicación de la presión. Hace 50 años, las universidades del reino unido fueron felices si usted publica algo bueno cada 5-10 años, y a poner al día con usted, incluso si usted no publicó nada durante 20 años, pero ahora la presión es para publicar varias veces al año. El resultado es que las revistas lleno de curiosidades.

También se preguntó cómo se puede mejorar en la olimpiada tipo de ejemplos. La única manera de mejorar es practicar, practicar, practicar. Es interesante comparar la OMI 1959 problemas con los más recientes. Cualquier competidor actual respecto a principios de los años' IMO problemas como completamente trivial. Su dificultad se ha incrementado enormemente. Cuando tomé parte en 1968, era relativamente un aficionado asunto. El bloque Soviético tomó razonablemente serio, pero estaban mucho más interesados en la Unión Soviética de la competencia, mientras que el equipo del reino unido hizo ninguna formación a todos!!!!

De nuevo, tengo la sospecha de que las cosas han ido demasiado lejos. Sospecho que usted no tiene la oportunidad de conseguir la máxima puntuación en la OMI hoy en día sin dedicar años a la exclusión de casi todo lo demás.

@AbhijitAJ también da buenos consejos en la recomendación de George Polya popular libro. También puede ser que desee mirar a su menos populares. Si usted está interesado en el análisis de sus dos volumen de Problemas y Teoremas en el Análisis (con Gabor Szego) es un clásico que tiene muchos matemáticos comenzó su carrera de investigación. Su más elemental de las obras que se expanden en "Cómo resolverlo" también son buenos (Matemáticas Y Razonamiento Plausible, y el Descubrimiento Matemático). Tengo más de ellos que "Cómo resolverlo".

Nota también @Thomas comentario más abajo. Biografías también puede ser interesante. Me gustó en particular Masha Gessen del Perfecto Rigor acerca de Grisha Perelman. Las descripciones de la de San Petersburgo club de matemáticas que asistió después de la escuela en su adolescencia, son fascinantes. Los mentores pueden ser incluso mejores, pero puede ser de dos filos. La razón principal por la que dejó de matemáticas en 1973 fue porque dos años de contacto con Pedro Swinnerton-Dyer me hizo sentir que me iba a encontrar difícil competir con gente así. :)

** advertencia 109 página pdf $\text{ }$ * advertencia 22 página en formato pdf

11voto

Yves Daoust Puntos 30126

Una cosa importante es primero encontrar una estrategia de resolución. Su intuición debe decirle cómo el cálculo de proceder.

En este caso, me di cuenta de que el objetivo es eliminar las variables$M$$N$, y usted puede hacer que al completar el cuadrado en las dos primeras ecuaciones. Por lo que una posible estrategia es explícito $M$ $N$ y el enchufe en la tercera ecuación y vamos a encontrar una relación. $$M^2 + 2mM\cos\theta+m^2\cos^2\theta=(M+m\cos\theta)^2=1-m^2+m^2\cos^2\theta=1-m^2\sin^2\theta.$$ Del mismo modo $$(N+n\cos\theta)^2=1-n^2\sin^2\theta.$$

Entonces respiré un poco (en lugar de apresurarse a la solución obvia de explicitación de $M$ $N$ completamente) y noté que el lado izquierdo de la tercera relación estaba muy cerca de el producto de la LHS, por lo que (sin tomar la raíz cuadrada antes de tiempo)

$$(1-n^2\sin^2\theta)(1-m^2\sin^2\theta)=(M+m\cos\theta)^2(N+n\cos\theta)^2=(MN+Mn\cos\theta+Nm\cos^2\theta+mn\cos^2\theta)^2=(0-mn\sin^2\theta)^2$$

y a partir de ahí el reclamo.

Es todo acerca de la práctica, observar y detectar patrones familiares.

PS: yo no soy el gran matemático.

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