【摘要】 構(gòu)造思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想,具有較強的靈活性與創(chuàng)造性.通過構(gòu)造數(shù)列對數(shù)學(xué)分析中的二個重要定理進行了證明,不僅加深了知識點的理解,而且對提高學(xué)生解決問題的能力有重要意義.
【關(guān)鍵詞】 數(shù)學(xué)思想方法;構(gòu)造數(shù)列;輔助元素
【課題名稱】 獨立學(xué)院數(shù)學(xué)分析的教學(xué)方法探究與改革 【課題編號】 JG2014014
一、引 言
數(shù)學(xué)分析蘊含著豐富的數(shù)學(xué)思想方法,如類比、變換、化歸轉(zhuǎn)化、構(gòu)造、遞推歸納、數(shù)形結(jié)合等,構(gòu)造思想是層次較高的一種,靈活運用可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高解決問題的能力.
二、構(gòu)造思想的涵義
在解決問題時,根據(jù)問題的條件和結(jié)論或問題的性質(zhì)和特點,構(gòu)造出一個與研究對象緊密相關(guān)的輔助元素,架起一座連接條件和結(jié)論的橋梁,從而使原問題得以解決;或者構(gòu)造出一個符合條件但是不滿足結(jié)論的反例來否定結(jié)論.
三、構(gòu)造思想的應(yīng)用
該思想在數(shù)學(xué)分析中的應(yīng)用廣泛,如通過構(gòu)造函數(shù)證明微分中值定理、通過構(gòu)造圖像證明不等式、通過構(gòu)造不等式證明重要極限、通過構(gòu)造反例證明發(fā)散等,在此主要介紹構(gòu)造數(shù)列的應(yīng)用.
1.在數(shù)列與其子列的關(guān)系中的應(yīng)用
數(shù)列及其數(shù)列的子列有以下的性質(zhì)定理:
數(shù)列{an}收斂當(dāng)且僅當(dāng)數(shù)列{an}的任何子列都收斂,且極限值相等.即
lim n→∞ an=a任意子列{ank},有l(wèi)im k→∞ ank=a
該定理在分析數(shù)列收斂性,特別是證明數(shù)列發(fā)散中有非常重要的作用,只要找到一個發(fā)散的子列或者是找到兩個收斂的子列極限值不同即可說明,如數(shù)列 -1 n ,其偶數(shù)項組成的子列收斂于1,奇數(shù)項組成的子列收斂于-1,從而 -1 n 發(fā)散.
該定理的應(yīng)用較多,但其充分性的證明在教材中大都沒有給出具體證明,下面通過構(gòu)造的思想對其充分性進行詳細的證明,方便學(xué)生加深理解.
例1 對于數(shù)列{an},若{an}的任意子列{ank}都有l(wèi)im k→∞ ank=a,則lim n←∞ an=a
分析 題目的條件情況太多我們不好入手,且已知若{an}收斂,則{an}的任何子列都收斂,且極限值相等,故選擇反證法,假設(shè){an}不收斂于a,只要可以構(gòu)造出一個子列不收斂于a即可.
2.在海涅定理中的應(yīng)用
海涅定理是連接函數(shù)極限與數(shù)列極限的橋梁,有24種形式,但教材中一般只給x→x0這一種證明,其他的只給出結(jié)論或留給讀者.下面通過構(gòu)造的思想對x→∞的情況的充分性進行證明.
四、小 結(jié)
通過以上的結(jié)果,可知構(gòu)造思想比較靈活,但在解題過程中,只要弄清楚條件與結(jié)論的本質(zhì)特點,找出其中的聯(lián)系便可構(gòu)造出實現(xiàn)目的的輔助元素.其次海涅定理的其余幾種形式的證明可參考上述證明過程.
【參考文獻】
[1]明清河.數(shù)學(xué)分析的思想與方法[M].濟南:山東大學(xué)出版社,2004,7.
[2]劉江蓉.用構(gòu)造思想鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維[J].高等函授學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,6.
[3]王兵.概率統(tǒng)計的思想方法[M].濟南:山東教育出版社,2007,8.
[4]劉玉璉,傅沛仁等.數(shù)學(xué)分析講義(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2008.5.
[5]華東師范大學(xué)數(shù)學(xué)系.數(shù)學(xué)分析(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2011.