【摘要】數(shù)學教學是數(shù)學思維活動的教學,除了掌握基本知識、基本技能外,還要培養(yǎng)學生的思維能力。不同的解題方法,可以培養(yǎng)學生不同的思維方式。本文通過一些典型問題的一題多解來培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新精神,開闊解題思路,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。
【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學 一題多解 發(fā)散思維
【基金項目】陜西省教育廳科學研究項目(17JK0962);陜西省職業(yè)技術(shù)教育學會2016 年度教育科研規(guī)劃課項目(SZJY-1657);商洛職業(yè)技術(shù)學院2017 年度重大課題(2017JXKT06)。
【中圖分類號】O13 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)27-0114-02
高等數(shù)學是大學里一門十分重要的公共基礎(chǔ)課程,但在實際教學中,很多學生的解題能力往往得不到提高,分析其原因主要就是學生解題思維得不到鍛煉,為了做題而做題,不能舉一反三。對同一道題,如果從不同的角度去分析,采用不同的處理方法,則可得到不同的解法,通過比較,可選擇最優(yōu)的解法,這對培養(yǎng)學生分析問題,解決問題以及綜合運用知識的能力有極大的好處。為此,以下通過高等數(shù)學中幾個“一題多解”的例子,給出發(fā)散思維在高等數(shù)學中的應(yīng)用。
1.重要極限的計算
例1 求極限 (1+ )
解法1:當x=n(正整數(shù))時,設(shè)數(shù)列u =(1+ ) ,只需證該數(shù)列是單調(diào)有界的即可。為此計算:
u =(1+ ) =1+n + + +…+
=1+1+ (1- )+ (1- )(1- )+…+
(1- )(1- )+…+(1- )
類似地可計算
un+1=(1+ )n+1=1+1+ (1- )+ (1- )(1- )+…+ (1- )(1- )+…+(1- )+ (1- )(1- )…(1- )
比較u 與u 的展開式,可知除前兩項外,u 中的每一項都小于u 中的對應(yīng)項,且u 比u 多了最后的正數(shù)項。所以
u
把u 中每個括號內(nèi)用1代替,則
u ≤1+1+ + +…+
≤1+1+ + + +…+
=1+ <1+ =3
即數(shù)列u 有界。從而知,當n→∞時,數(shù)列un=(1+ ) 的極限存在,其極限用e表示。
解法2:
(1+ ) = e = e =e
=e =e =e =e
2.函數(shù)的反常積分
例2 xe dx
解法1:
xe dx=- e d(-x )=- e +∞-∞=- +∞-∞=0
解法2:設(shè)f(x)=xe ,則f(-x)=-xe ,f(-x)=-f(x)
所以f(x)是奇函數(shù)。
由f(x)是偶函數(shù)時 f(x)dx=2 f(x)dx,是奇函數(shù)時 f(x)dx=0得 xe dx=0
例3 dx
解法1:
dx= dx= t1= (- + )=
解法2:
dx=- +c
dx= (- )-(- )=
解法3:
由當x≤1時, dx發(fā)散;當x>1時, dx= 得 dx= =
3.函數(shù)的定積分
例4 求定積分 dx
解法1:結(jié)合定積分的幾何意義,該定積分為由曲線 y= ,x=0,x=R及x軸所圍圖形的面積,即以R為半徑的四分之一圓的面積,故 dx= πR 。
解法2:令x=Rsint,則dx=Rcostdt,且當x=R時,t= ,于是:
dx= ·Rcostdt=R cos tdt=R dt=R ( t+ sin2t) 0= πR
高等數(shù)學中,能利用一題多解例子還有很多,在平時教學
中,教師要積極引導學生進行這方面的訓練,不僅能鞏固基本
知識,掌握基本技能技巧,而且有助于培養(yǎng)全面分析問題的能
力,培養(yǎng)具有靈活性和多向思維能力。
參考文獻:
[1]同濟大學數(shù)學系.高等數(shù)學(六版)[M].北京:高等教育出版社,2013.
[2]崔宏志.高等數(shù)學[M].北京:機械出版社,2013.
[3]黃煒.經(jīng)濟學[M].北京:高等教育出版社,2011.
[4]崔宏志.高等數(shù)學[M].北京:北京師范大學出版社,2016.
作者簡介:
龔加安(1975-),男,陜西商州人,碩士,商洛職業(yè)技術(shù)學院副教授,研究方向:不確定性推理和數(shù)學教育教學。