浅谈高数中的极限思想
2015-06-25周江霖
摘要:极限是学习高等数学的基础,本文主要介绍了极限概念和教学中如何把握极限思想的传递,从而培养学生的数学思维。
文献标识码:A
文章编号:1671-864X(2015)03-0101-01
极限思想是近代数学的一种重要思想,高等数学就是以极限概念为基础、极限理论为主要工具来研究函数的一门学科。极限思想在我国古代就出现了,例如春秋战国时期,这个时期思想特别活跃,墨子提出过不少有深刻思想的命题,其中就有“莫不容尺,无穷也。”就是说,用尺永远量不尽的量叫做“无穷”。庄子也提出了:“一尺之锤,日取其半,万世不竭”。
古希腊也是学术思想特别活跃的时期。诡辩派代表人物芝诺,就提出一个悖论“阿基里斯永远追不上乌龟”。阿基里斯是古希腊奥运会长跑冠军,怎么会追不上乌龟呢?岂非荒谬!阿基里斯这样解释的,假设最开始,乌龟在阿基里斯前100米的位置,阿基里斯每分钟走10米,乌龟走1米,这种情况下其就永远不会追上乌龟,最主要的原因是当其走完了100米的时候,乌龟已经向前走了10米,而其向前再走10米,乌龟也向前走1米,当其向前走1米的时候,乌龟则向前走0.1米,其向前走0.1米,乌龟则向前走0.01米,如此循环,阿基里斯永远也不会追上乌龟。通过这一例子可以看出,阿基里斯和无轨之间的距离越来越小,其追上乌龟一次的终点所消耗的时间则越来越短,但是无论如何不能够完全追上乌龟,与其之间总是存在着一定的距离,保持着一种无限接近的状态,这就是极限思想的射影。
课堂中,如何给学生传递极限的思想,这是一个难点,首先,对于所有微积分理论的初学者来讲,极限是既简单又存在一定困惑的问题,必须要对其进行深入分析。所谓极限,就是用来描述变量在一定变化过程中的终极状态的量,在这个过程中,自变量在不断变化,变量则会无限的接近一个确定的数值,而这个数值则被称为此变化过程中的极限。
书中给出这样的理论概念:设函数f(x)在点x 0的某一去心领域内有定义.如果存在常数A,对于任意给定的正数 (不论它多么小),总存在着正数,使得当x满足不等式0< x− x 0< δ时,对应的函数值f(x)都满足不等式f(x)− A< ε ,那么常数A就叫函数f(x)当x→ x 0时的极限,记作 xli
→m xf (x)= A 或f(x)→ A(当x→ x 0)。
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设函数在点课堂中应该主要讲解三点:1.在x 0处不一定要有定义,只要当x→ x 0时,有相应的函数值存在。2.存在一确定常量A 是f(x)以A为极限的条件。极限就是在函数变化过程中始终不能够超越而只能接近的度。3.如果对任意给定的正数总存在一个正数,使得当x在满足不等式0< x− x 0< δ时,f(x)− A< ε恒成立。其中ε刻画f(x)与常数A接近程度,δ刻画x与x 0的接近程度,ε是任意给定的,δ是随ε而确定的。当x越来越靠近x 0时,ε越来越小,可以小到任意,或者说ε没有尽头,这样才能体现f(x)无限接近于A的含义。另外x→ x 0渐变过程及f(x)→ A的渐变过程都是无限永不停止的过程,所以每一个x都还能想x 0靠近,但永远取不到x 0。同理f(x)若趋近与A,则只能越来越近,永远不可能到达A。
总之,极限思想是学习高等数学的基础,在实际教学的过程中,老师能够通过实例更多的去挖掘极限思想,并渗透在教学过程中,让学生能够更好的去感受这一数学思想,为其今后数学知识体系的构建奠定坚实的基础,并更好的培养学生的数学思维能力。