数学在电气自动化的应用分析

曾海鹏

【摘 要】高等数学在电气自动化中的应用是非常广泛的。高等数学是学校电气自动化专业学生所需要学习的重要学科。本文主要阐述了高等数学的特点以及地位，然后具体通过实际教学中的案例分析了高等数学在电气自动化中的具体应用，希望对电气自动化专业的学生学习高等数学有一定的借鉴性意义。

【关键词】高等数学；学校；电气自动化；应用分析

1 高等数学概述

1.1 高等数学的特点

高等数學与初等数学的研究对象是不同的，初等数学研究的是常量与匀变量，高等数学研究的则是不匀变量。高等数学在高等教育的教学中是作为一门重要的公共基础课的形式而存在的，对理科和工科专业的学生学习专业课有重要的促进作用。作为一门重要的学科，高等数学与其它学科相比，具有自己独特的特点，一般来说，高等数学具有高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性。抽象性是所有数学知识都具有的普遍特点，高等数学与初等数学相比，具有更高的抽象性，这就要求学习高等数学的学生有一定的数学基础，与此同时，还要求有抽象的思维能力，这样才能在此基础上更好地学习高等数学。严密的逻辑性指的是高等数学是作为一门严谨的学科而存在的，不同于其它的学科，高等数学的推理证明、结果论证都需要严格遵循一定的步骤，并且推论的结果一般具有确定性。

1.2 高等数学的重要地位

在数学领域中，有这样一个形象的比喻用来形容各等级数学在数学领域中的地位。我们可以把整个数学比喻成一颗高大的、枝繁叶茂的大树，其中，初等数学就是这颗参天大树的树根，也代表了它是学习其它数学知识的前提和基础，各种各样的数学分支就是这颗参天大树的树枝，而树干则表示数学中的“数学分析、高等代数、空间几何”。高等数学就属于这颗参天大树的树干，可见其在数学领域中的重要位置。另外，我们还可以通过高等数学在高等教育教学课程中的位置来看出其重要性。一般来说，高等数学在工科、理科、经济学等专业的学习中，都是作为公共的必修课目来学习的，可见其在学生学习专业课中的重要作用。高等数学主要包括简单的微积分学、概率论与数理统计，除此之外，还包括在初等数学基础上深入学习的代数、几何知识。虽然高等数学包括很多内容，但高等数学的主要学习内容为微积分。微积分的创立是数学史上划时代的大事，是由牛顿和莱布尼茨各自独立创立的。恩格斯曾说：“在一切理论成就中，未必再有什么像十七世纪下半叶微积分学的发明那样被看作人类精神的最高胜利了。”美国著名的数学家柯郎也指出，“微积分，或曰数学分析，是人类思维的伟大成果之一。”古今中外，在有大学教育以来，高等数学都是作为一门非常重要的基础性学科来让学生学习。

2 高等数学在电气自动化领域中的应用

在电气自动化专业中，高等数学在电气自动化专业中的应用非常广泛。下面主要列举两个案例来说明高等数学在电气自动化领域中的应用。

2.1 电气自动化中的级数与高等数学的应用

学过电气自动化专业的人都知道，级数是电气自动化专业学习中的重要内容。级数的学习内容主要包括级数的基本概念、级数的类别以及判别级数的方法等。级数是一门理论性极强的学习，在教学过程中需要教师结合应用实例来给学生讲解，将会有更好的学习效果。

例，应用级数的相关知识来求某雪花的面积。这里的雪花当然不可能是真实的雪花，而是学生通过实际操作自己用纸或其他材料制作出来的雪花。雪花的制作过程是一项异常复杂且需要耐心的工作，在制作时，先要确定一个正三角形，然后在每条边上对称的产生边长为原边长三分之一小正三角形，在每条边的凸边上重复以上动作，就可以制作出周长无限、面积有限的纸质雪化了。制作雪花的过程是非常复杂的，如果学生能够独立地成功制作出纸质雪花，那也将是一件很有成就感的事情，也有利于培养学生的动手能力和实践操作能力。

假设原正三角形的周长是C=3，面积是S=4，当第一次被分成小正三角形时，此时的周长变为C1=（4/3）*C，面积变为S1=S∮（1/9）S，在重复分割n次后，再次得到的图形的周长：

Cn=（4/3）n-1*p，面积变为Sn=S∮（1/9）S∮4（1/9）2S。

为了求出雪花的面积，一方面需要理解级数的概念，另一方面需要掌握常数项级数的性质。当学生理解以上知识后，雪花的面积自然就能求解出来，这里的求解过程这里不详细赘述。

2.2 电路中的高等数学知识的应用

在电气自动化专业中，不可避免的会涉及到电路的相关知识，学习电路时也会涉及到与高等数学相关的知识，如在学习一阶、二阶电路时会有微积分方程的求解问题。这些微积分方程看起来非常复杂，但实质上如果懂得了其中的方法与规律，计算起来就会非常简单了。这里以一个教学中的实例来分析怎么处理这类问题。

数学在电气自动化中的应用看似非常复杂，实际上都是可以通过简化计算步骤来获得其中共同的规律，这样再计算就相对容易了，有的只需要在得出共同的应用公式后套用即可。这就要求教师在将高等数学与电气自动化应用时，需要引导学生注意思考的过程，找出其中的共同的规律，而不是通过反复的做题，这样不注重方法的学习反而会起到相反的效果，导致学生对高等数学的学习失去学习兴趣。

3 结语

综上所述，高等数学是初等数学之外的数学，主要学习内容包括微积分、概率论与数理统计，除此之外，还包括在初等数学基础上深入学习的代数、几何知识。高等数学的相关专业的学习中占有非常重要的位置，学好它是学习其它专业的前提和基础。在电气自动化中，高等数学有广泛的应用，其中包括的重要应用就包括高等数学在电气自动化中的级数的应用、高等数学在电气自动化中的电路中的应用。作为学习电气自动化专业的学生，理应努力学好高等数学知识，为学习电气自动化的专业课知识打好基础。

【参考文献】

[1]刘大朋.电气自动化技术在电气工程中的应用分析[J].佳木斯教育学院学报，2013（12）.

[2]王伟.浅谈电气自动化技术在电气工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2013（24）.

[3]张燕.电气自动化在电气工程中的应用探讨[J].电子技术与软件工程，2013，17：199.

[责任编辑：田吉捷]