大学如何选择院校与专业,是很多家长非常纠结的一点。一个好的综合排名能够让学历有亮点,而一个好的专业排名,能够帮助你在专业领域走的更远。今天我们来说一说美国本科热门专业之数学专业介绍。前前后后包含数学专业有哪些以及院校推荐,仅供参考。
一、数学专业概述
数学,是研究数量、结构、变化以及空间等概念的一门学科,透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察而产生。数学是人类对事物的抽象结构与模式进行严格描述的一种通用手段,可以应用于现实世界的任何问题,所有的数学对象本质上都是人为定义的,从这个意义上,数学属于形式科学,而不是自然科学。在人类历史发展和社会生活中,数学发挥着不可替代的作用,同时也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。
由于数学基础学科的性质,美国绝大多数的学校在本科阶段都开设有数学专业,美国US News排名前100的学校中约有90多所开设了数学专业。绝大多数的数学专业开设在文理学院下的数学系,个别学校设有物理、天文以及数学学院,数学专业会设置在这个学院下面,例如加州理工学院就是这样。数学专业的课程因学校而有差异,有的学校一入学就会要求选好是读数学/应用数学/纯数,有的学校是先上通识课程再选感兴趣的方向然后上对应的课程。且数学比较强势的学校会有自己的侧重,像MIT代数比较强,Princeton的图论比较厉害等。
二、数学专业学位设置
数学专业本科阶段的学位绝大多数都是Bachelor of Science in Mathematics,如斯坦福大学的设置就是Bachelor of Science in Mathematics,最后获得的学位是理科学士。也有学校同时开设有BA和BS学位,例如佛罗里达大学,BA的学位的课程设置在本质上和BS没什么区别,选文学学士的方向选课更具有灵活性。
三.数学专业细分
从大类上来说,美国的数学专业分为纯数学和应用数学两大类,也有的学校会根据自己学校的侧重点多一两个方向,如计算机数学,一般数学等。今天我们就纯数学和应用数学两大类做一下解析:
1、纯数学(Pure Mathematics)
纯数学是一门专门研究数学本身,不以应用为目的的数学专业方向。纯数学以数论、数理逻辑为代表。不管是课程还是小方向,以下都属于纯数学的范畴:代数,代数几何,数论,概率论,拓扑学,微分方程,几何分析,图论,离散数学,表示论等
①、算术(Arithmetic)
算术主要学习的是数字的性质和运算,如数字分为整数和非整数等,加减乘除运算,指数,质数等。
②、代数(Algebra)
除数字之外,代数还研究各种抽象化的结构,如群、环、域、模、线性空间等。
③、数论(Number Theory)
数论主要研究整数的性质,也是“最纯”的纯数学的方向。
④、组合数学(Combinatorics)
组合数学其实就是离散数学(Discrete Mathematics),是一门研究可数或离散对象的科学,主要内容有组合计数、组合设计、矩阵、组合优化(最佳组合)等。
⑤、几何学(Geometry)
主要研究形状、大小、图形的相对位置等空间区域关系以及空间形式的度量。
⑥、拓扑学(Topology)
拓扑学是由几何学与集合论里发展出来的学科,主要研究空间内,在连续变化(如拉伸或弯曲,但不包括撕开或黏合)下维持不变的性质。
⑦、数学分析(Mathematical Analysis)
数学分析也称分析学或解析学,与数学专业的高等数学课程内容相近,但内容更加深入。数学分析研究的内容包括实数、复数、实数及复变函数。数学分析是由微积分演进而来,且在微积分发展至现代阶段中,从应用的方法总结升华为一类综合性分析方法。
⑧、微分方程(Differential Equation)
微分方程是一种数学方程,用来描述某一类函数与其导数之间的关系。微分方程的解是一个符合方程的函数。微分方程又分为常微分方程(Ordinary Differential Equation)和偏微分方程(Partial Differential Equation)。常微分方程(ODE)是指一微分方程的未知数是单一自变量的函数;偏微分方程(PDE)是指一微分方程的未知数是多个自变量的函数,且方程中有未知数对自变量的偏微分。
2、应用数学(Applied Mathematics)
是以应用为目的的明确的数学理论和方法的总称,研究如何应用数学知识到其他范畴(尤其是科学)的数学分支,可以说是纯数学的相反,应用纯数学中的结论扩展到物理学等其他科学中,应用数学的发展是以科学为依据,作为科学研究的后盾。应用数学大部分的教学范畴都是以物理的模型为基础进行分析,当中或许搭配了各种数学工具,就为了更贴近物理的系统。像以下方向其实都属于应用数学的范畴:数值分析、微分几何、偏理论与动力系统、数学物理、计算数学等。
①数学物理(Mathematical Physics)
数学物理是数学和物理学的交叉领域,指应用特定的数学方法来研究物理学的某些部分。
②数值分析(Numerical Analysis)
数值分析是指在数学分析的问题中,对使用数值近似(相对于一般化的符号运算)算法的研究。
③计算数学
计算数学包括设计和分析算法以及数学建模等,目的是为了在实际工程中利用快速稳定的算法得到精确值的近似值。
④动力系统
动力系统描述一个给定空间(如某个物理系统的状态空间)中所有点随时间的变化情况。
⑤数学模型
数学模型是使用数学来将一个系统简化后予以描述,广泛应用于工程、社会学科、自然科学中。常见的模型包括动力系统、概率模型、微分方程或赛局模型等等。
四、美国留学数学专业就业前景
1、教育领域:数学专业毕业后,如果想从事一项相对稳定的工作,可以考虑从事教师的职业。美国高中教师的平均年薪是5.4万,初中教师的平均薪资是5.3万,小学教师的平均薪资是5.2万。
2、金融领域:如果学生能够承受比较大的工作压力,可以进入高薪的金融领域,比如银行、风投公司、保险公司,从事金融分析、风险分析这样的工作,比如金融分析员、精算师,这一领域的平均年薪在美国达到了8万美元,75%的从业人员的年薪达到10万多美金。
3、计算机领域:数学专业毕业的学生有一大部分会从事数据分析、软件编程、算法的工作,比如程序员,当然,这一领域的薪资也是相当可观的,推荐企业微软、新浪、中科院计算所等。
4、科研领域:对于部分学生来说,想从事数学科研工作,这就需要学生具备更高的学历,一般读研、读博士最基本的途径。
五、美国数学本科专业大学推荐
1.MIT 麻省理工学院:
麻省理工学院的数学系是世界上最强大的系之一,代表着广泛的领域,从纯数学的传统领域,如分析、代数、几何和拓扑学,到应用数学领域,如组合数学、计算生物学、流体力学、理论计算机科学,和理论物理。MIT的数学系提供以下专业的数学理学学士学位:应用数学、纯数学、普通数学。
2.Stanford University 斯坦福大学:
斯坦福大学本科的课程任务是让学生对数学有广泛的理解,包括逻辑推理、概括、抽象和形式证明。项目中的数学课程教授学生创建、分析和解释数学模型。
3.Princeton University 普林斯顿大学:
普林斯顿大学数学系是世界顶级的数学系之一,学校将数学知识和计算机知识紧密结合。
4.UC Berkeley 加州大学伯克利分校:
伯克利的数学系开设本科数学专业,该专业为数学、物理科学、经济学和工业工程的硕士、博士学位以及商业、教育、法律和医学的研究生学习提供了扎实的学术基础。该项目还为学生们未来在商业、技术、工业、教学、政府和金融等领域的就业做好准备。
5.Harvard University 哈佛大学:
哈佛大学数学系是世界领先的纯数学研究和教育中心之一。学校数学系开拓了很多新领域:现代拓扑学、动力系统、遍历论(Ergodic Theory)、信息论、非线性偏微分方程、几何观点的复变分析(Complex Analysis)、基于代数的代数几何基础、群论、数论等,这几乎包括所有对数学具有根本重要性的领域。其次,该校教授与学生投入很多精力专注于原创性的数学研究。
其次还有芝加哥大学、哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校、加州理工学院、纽约大学
六、美国本科数学专业申请要求
1、具备高的GPA成绩:
高中gpa绩点3.8以上,核心课程A等级。
2、标化成绩不要踩最低线:
不要满足最低录取分数,建议可以达到平均水平以上,例如:sat:1500以上;act:32以上
3、展现强大的挑战能力:
AP微积分AB(必修)、AP微积分BC(必修)、AP统计、AP物理C电磁学&力学、AP计算机科学A等科目。
4、数学相关的软背景加持:
学术竞赛:
(1) The American Regions Mathematics League美国地区数学联盟(ARML)
(2) Princeton University Mathematics Competition普林斯顿大学数学竞赛(PUMaC)
(3)The Harvard-MIT Math Tournament哈佛-麻省理工学院数学锦标赛(HMMT)
(4)American Mathematics Competitions美国高中生数学竞赛 (AMC)
(5)High School Mathematical Contest in Modeling美国高中生数学建模竞赛 (HiMCM)
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