陳茜
[摘 要]教學授課是一個非常靈活的過程。教師在講授課本知識的基礎上,應該在課堂中根據(jù)教學目標、教學對象、課堂氣氛等的需求,及時引入、總結或糾正一些教學知識點,會使得教學課堂更豐富、教學對象更受益、教學效果更良好。應用二重積分的對稱性,對數(shù)學題目可以大大簡化計算過程,提高解題效率。
[關鍵詞]極限 導數(shù) 積分 對稱性
[中圖分類號] O13[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437(2015)12-0120-02
教學授課是一個非常靈活的過程。如果教師在講授課本知識的基礎上,能夠在課堂中根據(jù)教學目標、教學對象、課堂氣氛等的需求,及時引入、總結或糾正一些教學知識點。那么會使得教學課堂更豐富、教學對象更受益、教學效果更良好。基于課堂教學的感受,我們討論了高等數(shù)學教學中的幾個知識點。
一、函數(shù)極限教學內(nèi)容順序的適當調(diào)整
同濟版高等數(shù)學中極限概念的教學是從數(shù)列極限開始的。
由于數(shù)列中自變量只能取正整數(shù)這一種情況,所以數(shù)列的極限只討論n趨于正無窮時數(shù)列收斂的情況。但對于廣義上的函數(shù)來說,自變量x在一維數(shù)軸上運動時,除了x可趨于正無窮外,還有x→-∞,x→∞,x→a,x→a-,x→a+這五種方式。那么學習數(shù)列極限的基礎上,再引入函數(shù)極限時,可以首先引入x→+∞時函數(shù)的極限。原因在于:兩者的自變量都在趨于正無窮,只要將數(shù)列自變量取離散正整數(shù)的狀態(tài)推廣為連續(xù)狀態(tài)下的正實數(shù)就過渡到了函數(shù)的極限;在“ε”語言中,只要將n∈N+改寫為x∈X。
這樣的引入有助于學生理解數(shù)列作為函數(shù)的特殊性,可以加強學生對數(shù)列和函數(shù)極限的區(qū)別和聯(lián)系,鞏固了數(shù)列和函數(shù)極限的概念,又便于函數(shù)更進一步的引入x→-∞,x→∞的情況。同時對于進一步在x→a,x→a-,x→a+下的函數(shù)極限講解就顯得水到渠成了。但在同濟版高等數(shù)學教材中引入函數(shù)極限是從x→a開始的,隨后才是x→∞。這樣就將數(shù)列和函數(shù)在無窮下的極限聯(lián)系斷開,不利于極限概念的深入理解和鞏固,同時對x→a函數(shù)極限的學習就顯得難上加難了。
二、分段函數(shù)求導的誤區(qū)
在講解函數(shù)求導這個知識點時,發(fā)現(xiàn)絕大部分學生遇到分段函數(shù)求導數(shù)的題目,其方法是直接求導,究其原因是高中數(shù)學教學所導致。由于在高等數(shù)學教學中所遇到的分段函數(shù)并非“完美函數(shù)”,即在分段點處不一定可導。。
在課堂教學中對分段函數(shù)的求導,我們一般可以采用最基本的方法:在定義的開區(qū)間內(nèi)直接求導;對分段點處利用導數(shù)的定義:求分段點處的左、右導數(shù)并根據(jù)導數(shù)存在的充要條件來判斷分段點處的情況。
這樣可以讓學生從知識點上理解導數(shù)定義,同時注意讓學生理清極限、連續(xù)與導數(shù)之間的關系;從方法上要求學生從繁到簡,在基礎功扎實的前提下再利用導數(shù)單側極限定理,快速有效的解題。
三、有理函數(shù)積分的常見類型
有理函數(shù)的積分過程比較繁瑣,一道題目的積分除了分成部分分式之和以外,還需要根據(jù)被積函數(shù)的特點選擇不同的積分方法,具有極大的靈活性。根據(jù)課堂教學的經(jīng)驗,我們給出有理函數(shù)幾種常見的積分類型,討論它們被積函數(shù)的特點,并粗略的概括它們的積分方法。以下討論的被積函數(shù)均是真分式的情況。
1.如果分母Q(x)可以分解因式,通常采用裂項法把被積函數(shù)裂成部分分式之和。再分別求積分即可。
我們只是籠統(tǒng)地敘述了三種常見積分的求解過程。現(xiàn)在我們用一道例題給出具體的演算過程。
四、重積分對稱性的引入
利用區(qū)間的對稱性和函數(shù)的奇偶性做積分題,可以大大提高做題效率,簡化做題過程。這在定積分中已有結論。對于二重積分例外。我們可以把積分的對稱性總結為:奇函數(shù)在對稱區(qū)間或者區(qū)域上的積分為零,偶函數(shù)在對稱區(qū)間或者區(qū)域上的積分等于一半?yún)^(qū)間或者一半?yún)^(qū)域上積分的兩倍.二重積分的對稱性可以簡單記為“你對稱,我奇偶”。比如:若積分區(qū)域關于y軸對稱,就把被積函數(shù)f(x,y)看作x的一元函數(shù),y看作常量。如果f(x,y)是x的奇函數(shù),二重積分就為零。
如果應用二重積分的對稱性,這三道題目可以大大簡化計算過程,提高做題效率。但在課本中幾乎沒有涉及二重積分的對稱性的這個知識點,所以在課堂教學時如果能夠給同學適當?shù)奶砑舆@個知識點,并給出幾個具體的題目做一做,講一講,總結一下,我想這不但豐富了同學的積分知識,又可為考研這樣的大型考試添磚加瓦。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 同濟大學數(shù)學系編.《高等數(shù)學》(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2] 劉玉璉,付沛仁.數(shù)學分析講義[M].北京:高等教育出版社,1995.
[3] 黃先開,曹顯兵,施明存,等.全國碩士研究生入學統(tǒng)一考試歷屆試題理工數(shù)學一[M].北京:世界圖書出版社,2004.
[4] 郝海龍.考研數(shù)學復習大全(歷年統(tǒng)考真題分類訓練)(第一版)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2014.
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