摘要:有限與無限思想是數(shù)學(xué)中的重要思想,在新課標(biāo)高中數(shù)學(xué)教材中有許多地方都體現(xiàn)著這一思想,本文就有限與無限思想在教材中的體現(xiàn)進(jìn)行總結(jié),并對這一思想給出相應(yīng)的高考題舉例。
關(guān)鍵詞:有限;無限;極限;二分法
數(shù)學(xué)中有限與無限的聯(lián)系是非常緊密的,無限是有限的基礎(chǔ);無限是由有限構(gòu)成的;無限是有限的延伸。在新課標(biāo)高中數(shù)學(xué)教材中有許多地方都體現(xiàn)著這一思想。
一、集合中的有限集與無限集
集合中的有限集與無限集是有限與無限思想的直接體現(xiàn)。在高考中有相應(yīng)的命題。
例1. (2010湖北.文1)設(shè)集合 ={1,2,4,8}, ={ ︱ 是2的倍數(shù)},則 =( C )
A.{2,4}B.{1,2,4}C.{2,4,8}D.{1,2,4,8}
評注:已知集合 是有限集,集合 是無限集,所求集合 是有限集。
二、數(shù)列中有窮數(shù)列與無窮數(shù)列
數(shù)列中有窮數(shù)列與無窮數(shù)列也明顯地反映出有限與無限思想。
三、極限理論中深刻體現(xiàn)著有限與無限思想。
數(shù)列的極限是指當(dāng)項(xiàng)數(shù) 趨近于 時,數(shù)列的項(xiàng)趨近于一個確定的數(shù)值,即極限。可見,數(shù)列的極限本質(zhì)上是數(shù)列的項(xiàng)從有限到無限的一種飛躍,它深刻地反映著有限與無限思想,所以極限理論是整個微積分的基礎(chǔ)。
四、導(dǎo)數(shù)概念的引入
平均變化率是有限分割得到的概念,易于大家理解;瞬時變化率是平均變化率在分割很細(xì)(無限分割)時,變化率從平均值逼近瞬時值。這本身是個極限的過程,也是一個有限到無限的飛躍。
例2.(2018全國Ⅰ卷.理科.5)設(shè)函數(shù) ,若 為奇函數(shù),則曲線 在點(diǎn) 處的切線方程為( D )
A. B.
C. D.
評注:近幾年高考對導(dǎo)數(shù)的考查不僅僅局限在選擇題和填空題上,也經(jīng)常出現(xiàn)在解答題中。
五、定積分概念的引入
新教材從曲邊梯形面積的求法展開討論,通過分割、近似代替、求和、取極限的過程,來對定積分下定義。對曲邊梯形的分割是有限的,而取極限的過程是從有限向無限的飛躍,這個過程深刻地體現(xiàn)著有限與無限的轉(zhuǎn)化過程。
六、“割圓術(shù)”中圓周率的求法。
“割圓術(shù)” 是用圓內(nèi)接正多邊形的周長去無限逼近圓周并以此求取圓周率的方法,這顯然是極限的思想,是有限與無限的轉(zhuǎn)化。
七、二分法求函數(shù)的零點(diǎn)。
用二分法求函數(shù)的零點(diǎn),需要用到函數(shù)零點(diǎn)存在定理。二分法的求解過程在數(shù)值計(jì)算中深刻反映了有限與無限的思想。
例3.(2011上海.理科.14)已知點(diǎn) 、 和點(diǎn) ,記 的中點(diǎn)為 ,取 和 中的一條,記其端點(diǎn)為 、 ,使之滿足 ,記 的中點(diǎn)為 ,取 和 中的一條,記其端點(diǎn)為 、 ,使之滿足 依次下去,得到 則 =___
評注:新課標(biāo)教材上二分法是用來求函數(shù)的零點(diǎn),這一題考查了學(xué)生的基本功和應(yīng)變能力,它把二分法用到幾何上。
八、概率論中古典概型與幾何概型
古典概型成立的條件是:①等可能性;②有限性。
幾何概型成立的條件是:①等可能性;②無限性。
總之,有限與無限思想在新課標(biāo)高中數(shù)學(xué)中得到了深刻的體現(xiàn),高考這幾年對有限與無限思想考查力度不斷加大,應(yīng)給予高度的重視。
參考文獻(xiàn):
[1]}普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書數(shù)學(xué)必修(A版)[M]. 北京:人民教育出版社. 2007.
【作者簡介:吳旭亭( 1979.3—)男,籍貫:云南墨江,職稱:中學(xué)一級教師,學(xué)歷:碩士,研究方向:運(yùn)籌學(xué)與控制論?!?/p>