浅析不定积分中的一题多解
2019-12-05王雅萍
王雅萍
(江苏商贸职业学院,江苏 南通 226001)
根据新课改的要求,在高职数学的教学过程中要注重对学生能力素养的培养,加强逻辑推理能力、抽象思维能力和创造创新力的培养,体验解决问题方法的多样性,提高学生的科学实践能力和探索创新精神。[1-2]
1 高职数学教学中存在的问题及解决策略
现实教学过程中,教师由于课时限制,为了紧扣教学任务,往往遵循先介绍概念公式,再讲解例题,最后练习巩固的学习程序,解题的方法通常只是教材上常见的一些常规解法。而学生在解答问题时只会单纯的模仿例题的解法,直接套用现成的公式,统一思路、统一方法、采用同样的格式,思维固化,对知识脉络理解不透彻,不能举一反三。
如果教学时注意“一题多解、一题多变、一题多问”,则可以打破学生思维的僵化,开拓新思路,对培养学生的发散思维能力,对知识融会贯通,从而锻炼思维的敏捷性,提高解决问题的灵活性,克服思维定式、思维僵化,形成丰富多彩的思维意识网,遇到问题可以灵活迅速地提出解决问题的各种方案。[3]
一题多解训练的方法有很多种,如纵横思维、变更命题发散、逆向思维、分解思维、构造思维等。通过一题多解,使学生能够思路开阔,探寻变异,多角度、多变化、多层次的将已知信息转换改造,扩散形成新的知识结构,这是一种开放性、立体性、灵活性、独创性的思维,是培养创新能力的核心。[4]练习不在多而在于精,将每道经典题目做深、做透,做广,这样才能全面、系统的整合知识脉络,理解各知识点之间的联系,使所学内容得到升华、深化,从而达到举一反三、触类旁通。
2 两类不定积分问题的解法分析
不定积分是高职数学中的教学重难点之一,这一节的题目千变万化,要学好这部分内容,学生一定要打好基础,掌握常用的一些积分基本公式以及求不定积分的常用方法:第一类换元积分法、第二类换元积分法、分部积分法等。接下来以不定积分中的“一题多解”为例,尽可能多地提出多种思路、寻求多种解答方法。[5]
方法1:第一换元法
这种方法通过分子分母同时乘以sinx,从而“无中生有”,凑出微分,达到换元的目的,这是一种常用的解题技巧。
方法2:
该方法2中利用三角函数的恒等公式将1变成了sin2x+cos2x,看似复杂了,却能很好的解决这类三角函数的积分问题。
方法3:
方法4:
方法3与4做法比较类似,分子分母同时乘以一个新的函数,这种看似“化简为繁”的做法往往可以很好地解决一些难题。
方法5:
这里涉及到有理函数的积分,采用待定系数法得
方法5用到了三角函数的半角公式,换元后,用到了有理函数的待定系数积分法,对学生拓宽结题思路有很好的帮助。
方法6:
方法6做法显然比方法5更简练清晰。
方法7:万能代换
万能代换也是一种常用的解法。
方法1:第一换元法
这种换元法是解决此类问题时比较常用的一种方法。
下面我们考虑利用第二类换元积分法。
方法3:无理代换[7]
无理代换是除去被积函数中的根号的常见做法,这样可以降低积分难度。
方法4:三角代换(割代换)
令x=tant,dx=sec2tdt
方法4中的三角代换也是除去被积函数中根式的一种做法。
方法5:双曲代换
双曲代换是去除根式的好办法,在有些问题中比三角代换计算更简练。
方法6:欧拉第一代换
欧拉第一代换的解题做法换元过程相对复杂一点。
方法7:欧拉第二代换
方法8:待定系数法
3 结 论
通过以上两类问题的求解过程,可以看到不定积分的解题技巧有很多种,不同的解题思路,表面上看是相互独立的,实际上知识点之间有着千丝万缕的联系.高等数学中还有很多题目可以发散思维、一题多解,我们应当打破解题思维的局限,精选例题,创设问题情境,鼓励学生以乐于求异作为一种重要的内驱力,注重观察积累,锻炼学生丰富、灵活、敏捷的思维方式,形成生动的多样性的意识网,迅速、从而提高学生的创新意识和创造能力。