梁月亮+續(xù)曉欣
【摘要】定積分的計算、二重極限的計算、函數(shù)導數(shù)的計算以及微分方程的求解是高等數(shù)學的重要組成部分,這些內容既是重點也是難點.本文結合作者的教學經(jīng)驗和學生的探討總結,將變量替換的簡單應用做了典例分析,希望能對理工科學生學習高等數(shù)學有所幫助.
【關鍵詞】定積分;二重極限;微分方程
【基金項目】資助項目:中北大學教學教育改革項目。
文獻[1-2]通過具體例子說明了變量替換在不定積分計算方面的廣泛應用.本文作者通過典型例題分析了變量替換在定積分的計算、二重極限的計算、變限積分函數(shù)的求導,以及微分方程的求解等方面的廣泛應用.以下例題是筆者在高等數(shù)學授課過程中學生們經(jīng)常遇到的問題.
一、變量替換在定積分計算中的應用
所給定積分按照(分部積分等)常規(guī)思路很難解決,但是通過適當?shù)淖兞刻鎿Q問題就變得很簡單.事實上,在證明定積分“偶倍奇零”時就是通過做變量替換t=-x獲證的.
二、變量替換在二重極限計算中的應用
變量替換除了在一元函數(shù)定積分的計算中表現(xiàn)出很重要的地位,同時在計算函數(shù)極限時有時也會突顯其作用,有時甚至可以將二元函數(shù)的極限問題簡化,即將二元函數(shù)的極限問題轉換成一元函數(shù)的極限問題.
三、變量替換在偏微分方程求解中的應用
變量替換除了在計算函數(shù)極限與積分時用來簡化問題之外,在求方程解時,往往也通過變量替換來化簡方程.大家熟知的伯努利方程就是通過變量替換z=y1-n化成一階線性非齊次方程后進而求出其通解的.事實上,在偏微分方程的求解過程中,變量替換也會起到關鍵作用.
四、變量替換在偏微分方程求解中的應用
即便是大家熟知的比較簡單的函數(shù)求導問題,有時也有必要通過做相應的變量替換來化簡問題.特別是被積函數(shù)為復合函數(shù)的變上(下)限積分函數(shù)的求導問題,往往需要通過變量替換來計算.
【參考文獻】
[1]雷彩明.積分計算中變量代換研究[J].現(xiàn)代商貿工業(yè),2011(5):223-224.
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