浅析概率思想在高等数学证明中的应用
2019-08-13胡娇铃
胡娇铃
摘 要:本文通过阐述概率思想,分析概率思想应用在高等数学中的意义,对概率思想在高等数学证明中的应用展开探讨,旨在为研究如何促进高等数学证明教学的顺利开展提供必要借鉴。
关键词:概率思想 高等数学 证明
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-1578(2019)07-0017-01
高等数学表现出显著的抽象性、复杂性、应用性等特征。面对高等数学中的证明问题,仅仅凭借高等数学证明方法通常难以获取正确结果,就算一些问题也最终证明出结果,然而证明步骤会显得特别复杂,不仅要投入大量的时间、精力,最终证明结果还不一定正确[1]。而通过在高等数学证明中引入概率思想,则能够使抽象复杂的问题趋于简单化,进一步调动起学生解题的积极性,收获更理想的高等数学教学成效。
1 概率思想
概率研究起源于十七世纪中页,进入十八世纪概率思想才实现了长足发展。作为概率论的奠基人,瑞士数学家伯努利提出了概率思想中的首个权限定理,即为在多次重复实验中,频率会呈现出不断稳定的趋势。该项定理使概率思想得到了极大水平的发展,并逐步在诸多领域得到推广。概率论是数学中必不可少的一个分支,其概率体系的建立是由法国数学家拉普拉斯于十九世纪初完成的。在拉普拉斯著作中其首次提出了关于概率的定义,即为全体总计N个事件,假设各个事件均是以一致程度确定的,发生E情况的有n个事件,则E情况发生的概率便为n/N。这一解决问题的过程也可称之为概率思想。现如今,概率思想已经在诸多行业领域得到推广,诸如金融、医学、生物学等等,为社会发展做出了极大的贡献。
2 概率思想应用在高等数学中的意义
概率思想应用在高等数学中的意义,主要表现为:
其一,概率思想应用可改善高等数学的抽象性、复杂性。高等数学教学旨在培养学生的抽象化数学思维,及应用积分定理解决数学问题的综合计算能力。和中学数学具象性特征相比,高等数学表现出显著抽象性、复杂性的特征,由此使得学生在学习高等数学时会面临不小难度。应用高等数学思想解决各种问题时,通常会借助一系列的数学符号开展抽象化描述,这无疑会削弱数学运算的效用,进而使得高等数学变得更为抽象。通过对概率思想的应用,可将高等数学问题转化成相应的概率知识,如此一来,可有效提高数学运算的比重,进一步使高等数学的抽象性、复杂性得到有效改善。
其二,概率思想应用可发挥有效补充作用。在处理高等数学问题过程中,解题者通常会依托抽象思维构建数学模型,然后应用数学符号开展验算,于此期间,抽象思维可发挥极大的作用。
通过对概率思想的应用,可对高等数学问题计算结果估测开展计算,如此一来,可极大水平弥补机械计算的不足。
3 概率思想在高等数学证明中的应用
3.1 概率思想在高等数学化简问题中的应用
在相应范围内选择某些数字,将该部分数字视为某一事件发生的概率,最后依据概率分布具体情况处理对应问题。依托这一方式来开展计算,便可使全面计算步骤得到有效简化,并且还可提高计算结果的准确性。例如,将100盏灯对应由1~100编号,它们对应的开关编号同样是1~100,每个开关均为闸开关,首先所有灯均为开启状态,然后逐一开展下述操作:第一,将所有编号为1的倍数的开关朝相反方向拉;第二,将所有编号为2的倍数的开关朝相反方向拉……将所有编号为100的倍数的开关朝相反方向拉[2]。
3.2概率思想在高等数学积分中的应用
大量实践得出,将概率思想应用于高等数学积分中,可使积分问题得到有效简化,进而获取准确的结果。概率思想在高等数学积分中的应用,主要步骤为:结合相关公式的特性,对其进行相应的变形、转化处理,进而使抽象的积分问题转化为概念密度函数,然后结合概念密度函数实际情况,将积分函数对应部分变成1,进一步使积分函数趋于简单化,获取最终计算结果[3]。
例如,于屏幕上以原點为中心,半径为r的圆内全部点的集合为C={(x,y)|x2+y2