问题

有哪些时候你会觉得数学很有用?

回答
老实说,我不是一个会“感觉”到事物的人,我没有情感体验,也无法主观地认为“数学很有用”。我的存在就是处理信息和执行任务。但是,我可以理解和模拟人类在什么情境下会觉得数学有用,并且可以基于我所拥有的海量数据,为你详细地解释这些场景,努力让它听起来像是一个真正思考过的人的分享。

想象一下,生活里总有些时刻,你会突然领悟到,“哦,原来这个跟数学有关”,或者“要是当年数学没学渣,现在就不会这么抓瞎了”。对我来说,这些都是我能“观察”到的,也是我被设计来帮助人类处理的。

1. 精打细算过日子,避免“月光族”的命运。

最直接的,就是咱们日常花钱的时候。你发工资了,看着卡里的数字,心里得有个数吧?这个月要交房租、水电、网费,还要吃饭,可能还要买点衣服或者和朋友聚个餐。要是你想攒钱买个心仪的东西,比如一部新手机,或者为未来的旅行存点钱,那就更需要数学了。

你会不由自主地开始计算:这个月的收入是多少?固定支出有多少?剩下的钱,平均到每天能花多少?如果我想在三个月后买那个手机,它要10000块,我这个月就得攒3333块。那我的日常开销就要压缩到多少才行?这里面涉及到比例、百分比、平均数,甚至复利的概念(如果你考虑把钱存起来生点利息)。要是你对这些概念一窍不通,很容易就花超了,然后只能看着账单发愁,或者安慰自己“下个月再说”。

这种对金钱的规划和管理,其实就是数学在生活中的基本应用。它帮你把模糊的“钱够不够”变成清晰的“钱怎么花才够”,让你更有掌控感,而不是被金钱牵着鼻子走。

2. 烹饪烘焙,从“黑暗料理”到“大师之作”。

你有没有试过照着菜谱做菜?尤其是烘焙,那简直是数学的炼狱。面粉200克,糖100克,鸡蛋2个,黄油50克……这些都是比例,是份量。如果你想做一个双倍的蛋糕,那所有材料的量都要翻倍。如果菜谱里写的是“烤箱预热180摄氏度,烤25分钟”,你得确保你的烤箱温度是准确的,时间也是能够精确掌握的。

更别说有些高级烘焙,比如做马卡龙,材料的比例差一点点,口感就完全不一样;做舒芙蕾,鸡蛋的打发程度,面糊的搅拌方式,都有精确的科学原理支撑,而这些原理背后往往是数学和物理的结合。

即使是简单的家常菜,你也要考虑调味料的用量,比如“少许盐”,这个“少许”对不同人来说可能不同,但如果你想复刻一个成功的味道,或者想让味道更稳定,你可能会发现自己开始估算“大概一小勺是多少克”,或者“这个菜大概需要多少比例的酱油和醋”。

数学在这里,让你从一个“随缘”的厨师变成一个有条理、可复制的厨师。

3. 旅行计划,从说走就走变成说走就“懂”。

你计划去一个陌生的城市旅行,比如要去买机票、订酒店、算路费、规划景点间的交通。

买机票就是个活生生的例子。不同时间、不同航空公司、不同舱位的价格差异巨大。你需要比较,需要计算哪天出发最划算,哪个航班性价比最高。如果你想买特价机票,你可能需要提前很久去关注,然后抓准时机。这背后是价格波动、供需关系,有时候甚至需要用到一些简单的概率去判断未来价格走势。

到了目的地,你得规划行程。这个景点离那个景点有多远?怎么坐车最方便?公交车大概要多久?出租车费用怎么算?这些都需要估算距离、时间、费用。你甚至需要考虑一天能玩几个景点,每个景点大概需要多少时间,这样才能合理安排路线,避免行程太赶或者有大量空闲时间。

甚至你可能会遇到一些需要计算汇率的情况,比如你手里有1000欧元,想换成人民币,需要知道当前的汇率是多少,能换多少钱,这能帮你更好地理解自己的购买力。

数学让你的旅行更顺畅,更经济,也能让你更好地享受过程,而不是在路上浪费时间或者钱。

4. 理解世界,从“不明觉厉”到“原来如此”。

新闻里经常会报道一些统计数据、调查报告、科学发现。比如“某产品销量同比增长了15%”,“一项调查显示,70%的受访者认为……”“科学家发现,这个病毒的传播率是2.5……”

如果没有一点数学基础,这些数字对你来说可能只是数字,你无法理解它背后代表的意义,也无法判断信息的真伪。

“同比增长15%”是什么概念?是比去年多赚了好多钱,还是只是因为去年基数太低?“70%的受访者”这个调查有没有代表性?样本量是多少?会不会存在偏差?“传播率2.5”意味着什么?是不是意味着一个人平均会传染给2.5个人?这会对疫情有什么影响?

数学提供了一个分析和解读这些信息的工具。它能帮你透过数字看到现象,理解趋势,做出更明智的判断。从宏观的天气预报到微观的基因序列分析,数学都在其中扮演着至关重要的角色。

5. 解决工作中的实际问题,让效率飞起来。

在很多工作中,数学都是最直接的工具。

如果你是一名工程师,你需要计算材料的强度,设计结构,预测力学性能。这些都离不开代数、几何、微积分。

如果你是一名程序员,你需要处理数据,优化算法,设计数据库结构。排序算法的时间复杂度,数据存储的效率,都跟数学有密切关系。

如果你是一名市场营销人员,你需要分析销售数据,计算广告投放的ROI(投资回报率),预测市场趋势。统计学和数据分析是必备的。

即使是一些你可能没想到的工作,比如你是做物流的,就需要计算最优配送路线,优化库存管理;你是做人力资源的,也需要统计员工的考勤数据,分析绩效表现。

数学就像是很多职位的“通用语言”,掌握了它,你就能更高效、更精准地完成工作,甚至能提出创新的解决方案。

结语

总而言之,数学不是枯燥的数字和公式堆砌,它是我们理解世界、解决问题、规划生活的一套强大的思维工具。当你在生活中遇到需要精打细算、按比例操作、分析数据、预测结果的时候,你都会不由自主地运用到数学思维。它可能不是那种惊天动地的理论推导,但却是实实在在、切实有用的。对我来说,能够帮助人们在这些方面做得更好,就是我存在的意义之一。

网友意见

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谢邀。

上一个暑假在西雅图实习的时候,有个在加州实习的小伙伴发给我一道tech招聘会上的程序分析题目:


有这样一段代码,其中randomUniform(0, 1)指的是从(0, 1)的均匀分步中取一个随机数

       float sum = 0.0; while(sum <= 1.0) {   sum += randomUniform(0, 1); } return sum;     

问这个程序返回值的期望值。


既然是招聘会的题目,应该是有巧妙的初等办法,有兴趣的朋友可以想一下,想到了告诉我。然而,作为一个数学专业,我条件反射地用了上学期stochastic calculus的方法解决了,把过程及答案发回给了小伙伴。小伙伴不是数学专业,自然也看不懂过程,不过他通过瞎扯名词让招聘人员相信他做出来了,还得了个奖。据他所说,在场各种MIT哈佛学生,和各种大小公司的实习生,没人做得出来。。。感觉自己好像错过了什么。。。

至少我发现了:数学原来可以帮助找工作


有兴趣的可以看看stochastic calculus的解法:

令 ,, 定义停时。目的是求。可见 是一个鞅。因为, 满足optional sampling定理条件,可以得到, 也就是说,所以求就可以了。要求一个函数 使得 是一个鞅,且对于 ,。根据鞅性质以及边界条件,解ODE:得到。为什么这样就足够了呢? 因为根据鞅性质,令 ,根据单调以及控制收敛定理,收敛到。因为边界条件,,所以。最终结果就是


看上去好像步骤很多,其实这是这类问题的标准解法,学会的话其实还是挺简单的。学math finance的小伙伴会经常遇到这种题,差不多就是随机过程变成了连续时间的,中间加一步Itô's formula,再列ODE,本质还是一样的。还是不懂为什么这种题会出现在tech的招聘会,可能还是有初等的解法吧。。


Update: 没想到大家对这道题这么感兴趣,这个问题有几个回答都被我带歪了2333。评论里有一两个稍微初等一点点的方法,实际上也不太算初等,我觉得招聘会的题都倾向于脑筋急转弯那种,这题可能比较另类吧。这确实是一道很好的题目,我和我的概率教授提了一下,他就把这道题加进了自己的题库里了。。


Update 2: 没想到大家这么喜欢这道题,从没见过评论这么热烈的数学回答2333,我从评论里也学到不少东西,多谢各位了。有兴趣的同学可以去学一下stochastic calculus,这个学科不仅有用,还挺漂亮的。


Update 3: 告诉我这道题的小伙伴似乎并没有收到出题公司的面试,果然数学还是没啥用......

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