浅谈为什么要学习高等数学

如题所述

在经历完高考后学生进入大学学习,很多同学学习高等数学的热情一下锐减,他们认为学习高等数学的意义不大,甚至部分学生认为是“无用的”。实际上学习高等数学不但要掌握现代的数学知识、思想和方法,还要掌握一种高等数学思维模式和数学技能[1]、培养数学应用能力[2],更应该学习将高等数学的思维、方法和技巧,“转移”为解决一般问题(学习、工作、生活中的问题)的思维、方法和技巧,如逻辑思维、灵活思维、创新思维等能力。本文通过几个高等数学学习中的例子,浅谈学习高等数学的意义。
1 从特殊到一般,从具体到抽象,抓“主要矛盾”,培养学生总结、归纳能力,提高解决一般问题的能力
在高等数学中有几个极重要的概念,都是通过解决实际问题开始的,例如导数。
例1 设某点沿直线运动,设动点在时刻t的位置函数s=s(t),求动点在时刻t0时刻的瞬时速度。化“未知”为“已知”。先来求时刻t0到t的平均速度为:v=■=■但动点在时刻t0的速度的精确概念还得让t→t0,即v=■■。
例2 设曲线C是函数y=f(x)的图形,求曲线C在(x0,y0)处曲线的斜率。先求割线的斜率,分析切线的定义,割线斜率的极限就是切线的斜率,得k=■■。
高等数学的精髓在于解决问题的数学思想方法,而这种思想方法往往是通过无限变化(取极限)的过程来实现的,这也是高等数学与初等数学的区别。抛开两者的具体问题,由它们在数量关系上的共性,就得出函数的导数的概念。导数就是一种特殊模式的极限,是函数增量与自变量增量比的极限。由“特殊问题”入手,得到“一般问题”。正如卡克所说“一般化和抽象是数学之最重要的功能。正是由于一般化和抽象,数学才能如此异乎寻常地有效。”在日常生活中也一样,要抓住事物的主要矛盾,遇事多总结、归纳,提高解决一般问题的能力。
2 从积分变换学习“智慧在于变换”
什么是智慧?能够解决看似不能解决的问题的办法就是智慧。“曹冲称象”,把大象“变换”成石头,石头的重量就是大象的总重量。正如《易经》所讲的:“穷则变、变则通、通则久”。智慧在于变化,不直接而间接,于是灵活、东方不亮西方亮,五花八门、神奇巧妙。不定积分虽有一定的方法和技巧,但是变换的方法又是灵活多变,通过以下几个例题,体会智慧在于变换。
例3 求■■dx
解法1:■■dx=■■dx=■■dx-■secxtanxdx=tanx-secx+C
解法2:■■dx=■■dx=■■dx=-■sec2(■-■)d(■-■)=-tan(■-■)+C
解法3:■■dx=■■dx=■■dx=2■■d(1+tan■)=-■+C
解法1,利用分子、分母同乘1-sinx;解法2利用公式cos2x=■变形式;解法3巧用sin2x+cos2x=1变形。虽然结果的形式各不相同,但是结果都是正确的。
例4 求■■dx
解法1:■■dx=■■dx=■1dx-■■dx=x-ln(1+ex)+C
解法2:■■dx=■■dx=-■■d(e-x+1)=-ln(e-x+1)+C
=x-ln(1+ex)+C
解法3:令1+ex=t,x=ln(t-1),dx=■dt
■■dx=■■■dt=■(■-■)dt=ln(t-1)-lnt+C=x-ln(1+ex)+C
例5 求■■.
解法1:■■=■■dx=■■dx-■■■d(x10+1)=lnx-■ln(x10+1)+C
解法2:■■=■■■=■■(■-■)dx10=■[lnx10+ln(x10+1)]+C=lnx-■ln(x10+1)+C
解法3:■■=■■=-■■■=-■ln(1+x-10)+C=lnx-■ln(x10+1)+C
思路不同,考虑问题的角度不同,采用的方法就不同,结果的形式也可能不同。因此不妨把不定积分看作是锻炼思维方式、灵活变形,创新思维的一种方式。
3 做题―做事―做人
韦伊指出:“严格性对于数学家,就如道德之对于人。”学习完重要极限■■=1,及性质有界函数与无穷小量的乘积是无穷小。以下四个极限:(1)■■,(2)■■,(3)■xsin■,(4)■xsin■,同学们经常弄错。(1)(4)是重要极限,结果是1;(2)(3)是利用无穷小的性质,结果是0。又如:(1)■■,(2)■■,(3)■■dx,(4)■■dx,(5)■■,(6)■■,它们形式差不多,但用的方法各不同,一不小心就会出错。学习知识要“知之为知之,不知为不知,是知也”,必须踏踏实实,来不得半点马虎。“失之毫厘,谬以千里”。在高等数学的学习中,不要“好像”“差不多”,否则“一看就会,一做就错”。做人做事也是如此。
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第1个回答  2019-11-22
你这个问题太复杂,一言半语不太好说清楚,就是,怎么说呢,为了拿毕业证吧
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