江衛(wèi)華 謝彩會
【摘要】通常而言,對函數(shù)進行手繪并不易準確刻畫其形態(tài)、性質(zhì)與特征.結(jié)合MATLAB軟件的可視化功能,能夠讓學(xué)生更直觀地了解復(fù)雜的函數(shù)圖形,并由此加強學(xué)生對復(fù)雜函數(shù)的認知水平與數(shù)學(xué)實驗?zāi)芰?
【關(guān)鍵詞】MATLAB;函數(shù)作圖
【基金項目】全國教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度單位資助教育部規(guī)劃課題“拉薩市中小學(xué)數(shù)學(xué)教育技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀研究”(課題批準號:FCB150515)階段性成果;西藏自治區(qū)教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度單位資助課題“西藏基礎(chǔ)教育信息化改革與實踐研究”(課題編號:XZJKY41716)階段性成果;西藏大學(xué)2017教改項目“西藏大學(xué)數(shù)學(xué)教育技術(shù)應(yīng)用情況調(diào)查研究” (項目編號:XZDXJXYJ201714)階段性成果.
17世紀伽利略在《兩門新科學(xué)》一書中,用文字和比例的語言表達函數(shù)的關(guān)系.1637年前后笛卡兒在他的解析幾何中,已注意到一個變量對另一個變量的依賴關(guān)系,但因當(dāng)時尚未意識到要提煉函數(shù)概念,因此,直到17世紀后期牛頓、萊布尼茲建立微積分時還沒有人明確函數(shù)的一般意義,大部分函數(shù)是被當(dāng)作曲線來研究的.中文數(shù)學(xué)書上使用的“函數(shù)”一詞是轉(zhuǎn)譯詞,是我國清代數(shù)學(xué)家李善蘭在翻譯《代數(shù)學(xué)》(1859)一書時,把“function”譯成“函數(shù)”的.
由于函數(shù)圖形的繪制更多地體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想與方法,因而其在數(shù)學(xué)教育中的重要性顯而易見.面對復(fù)雜的函數(shù),人們通過解析法或列表法很難直觀想象和描述該函數(shù)性質(zhì)與圖形特征,而通過圖像法,師生手工繪制函數(shù)圖形又存在一定的難度.MATLAB作為一款計算軟件,具有強大的圖形輸出功能,用簡單的命令就能夠繪制出許多函數(shù)的幾何圖形,這樣,比較契合我國少數(shù)民族地區(qū)學(xué)生傾向于具體、直觀的思維特點,能夠有效降低學(xué)習(xí)函數(shù)過程中的認知困境.
為了更直觀地了解該函數(shù)性質(zhì)與圖形特征,可以在MATLAB軟件中新建M文件來輸入指令進行圖形描述的程序編輯、保存與執(zhí)行,實現(xiàn)該函數(shù)圖形的可視化,能夠?qū)η蠼膺^程進行有效驗證,其操作與實際的具體步驟如下:
首先,在電腦上安裝完MATLAB軟件后,打開MATLAB應(yīng)用程序圖標 ,在該軟件界面左上角點擊新建按鈕創(chuàng)建M文件,輸入函數(shù)y=cosxcos2x的程序代碼如下:
MATLAB上y=cosxcos2x的函數(shù)圖形
從上圖人們可以很直觀地看出函數(shù)y=cosxcos2x的奇偶性、周期性、單調(diào)性、凹凸性等重要的函數(shù)屬性以及極值點、拐點、漸近線等基本圖形特征.可見,借助于MATLAB軟件的數(shù)據(jù)可視化功能,學(xué)生可以更高效地學(xué)習(xí)函數(shù)的相關(guān)知識,也能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲并提高其探究學(xué)習(xí)能力.
【參考文獻】
[1]楊丹,趙海濱.MATLAB從入門到精通[M].北京:中國鐵道出版社,2013:2.