高等数学中的发散性思维例证

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ghz2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】以常见问题的求解与思考为例,通过一题多解、一题多变的形式,引导学生在高等数学的学习过程中加深对发散性思维能力的训练与培养.
  【关键词】一题多解;一题多变;发散性思维
  众所周知,数学一向被称为探索和发明的乐土,是一种理性的思维.对数学理性思维的训练,其作用是其他学科难以替代的,而这种理性思维的培养对大学生全面素质的提高、分析问题能力的加强、创新意识的启迪都是至关重要的.
  数学理性思维包括多种形式,其中之一就是发散性思维.在高等数学中“一题多解”和“一题多变”就是典型的发散性思维.
  一、一题多解
  例1 求∫dxx21+x2(x>0).
  解法一 用凑微分法
  ∫dxx21+x2=∫dxx31x2+1=-12∫d1x2+11x2+1
  =-1x2+1+C=-1+x2x+C.
  解法二 用双曲函数代换,设x=sht,则dx=chtdt,于是
  ∫dxx21+x2=∫chtdtsh2tch2t=∫1sh2tdt
  =-chtsht+C=-1+x2x+C.
  解法三 用倒代换,令x=1u,则dx=-1u2du,于是
  ∫dxx21+x2=-∫uduu2+1=-u2+1+C
  =-1+x2x+C.
  解法四 用三角函数代换,设x=tant,则dx=sec2tdt,于是
  ∫dxx21+x2=∫sec2tdttan2t•sect=∫costsin2tdt
  =∫d(sinx)sin2x=-1sinx+C
  =-1+x2x+C.
  从上例我们可以看到积分方法灵活多样,通过计算这样一个题目,不但使读者运用了多种计算不定积分的方法,更重要的是培养了读者发散式思考问题的思维方法.
  二、一题多变
  例2 试求微分方程xy″-y′=x2的通解.
  解法一(降阶法) 令y′=p,y″=p′,则原方程变为
  xp′-p=x2p′-1xp=x.
  它是关于p的一阶线性微分方程,
  解得p=e∫1xdxxe∫-xdx+C+C1=x(x+C1).
  即y′=x2+xC1,dy=(x2+xC1)dx,
  两边积分,得原方程的通解y=x33+C1x2+C2.
  解法二 将方程两边同时乘以x,则原方程可变为欧拉方程x2y″-xy′=x3,从而用欧拉方程的解法求出通解.
  即令x=et,则可化成常系数线性方程d2ydt2-2dydt=e3t,
  解得y=C1+C2e2t+13e3t,
  代回原变量,得原方程通解y=x33+C1x2+C2.
  解法三 将原方程改写成(xy′-2y′)′=x2,两边积分,
  得xy′-2y′=13x3+C.
  此方程是关于y的一阶线性微分方程,
  解得通解y=x33+C1x2+C2.
  解法四 若将原方程改写为xy″-y′x2=1,
  即y′x′=1,两边积分,得y′x=x+C.
  分离变量再积分,则原方程的通解为
  y=x33+C1x2+C2.
  此题的演算主要应用了:降阶法、欧拉方程的解法、线性微分方程的解法等等,通过一题多变的解法培养了学生在高等数学学习过程中的发散思维.
  【参考文献】
  [1]徐文雄.高等数学(上册).北京:高等教育出版社,2004.
  [2]李心灿.高等数学专题十二讲.北京:化学工业出版社,2001.
  注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
其他文献
“问题引导,过程探究”是由教师刻意创设的一种教学流程设计,它强调课堂教学以问题为中心,设计基于问题情境的数学探究环境,让学生通过主动探索研究而获取知识的一种教学形式,是提
【正】 私立初中、高中接受入学申请虽是从本月下旬开始的,但东京私立学校教职员工会联合会(私教联、中田铁太郎委员长)早在七日就统计了都内约二百二十所私立高中的授业费、
笔者发现,很多学生解决二次曲线问题时,常忽视对图形几何性质的研究,从而陷入繁杂的代数运算当中,即只着重“数”,而忽视“形”,不能真正实现数与形的结合。从数学解题追求解法简捷和思维优化的角度看。对学生能力的发展是不利的,限于篇幅,仅举以下几例,希望一线师生能从中得到一些启示。
【正】 今年的报告季节又到来了。东京都内祭祀天神的神社境内,到处都响起向天神俸献“祈愿考试合格”纸马子(注)的铃声,但近几年,俸献给文京区湯岛天神的纸马子发生了“变化
近期,由广东省增材制造协会(筹)、广州市增材制造行业技术协会主办,广东省科技厅指导,广州市工信委、广州市科创委、广州市商务委和荔湾区人民政府支持的2015广州国际3D打印产业应
以全省农业科研院所、农业企业、政府涉农部门中的农业科技人才作为调研对象,全面分析广东农业产业发展基本情况;分析科技人才与农业产业增长的相关性,预测广东农业产业进一步发
一直以来,佛山南海区政府通过积极举措,为科技型中小企业的长足发展创造了有利土壤。2008年,南海区政府出台了《佛山市南海区“雄鹰计划”实施意见》,旨在引导并扶持南海区具有良
【正】 碰上国营铁路罢工、教师和学生都担心到校问题。小学、初级中学在不能上课的情况下,采取课外活动小组、自学等措施。高级中学学生不能上学,有相当数量停课的,如日比谷
数学是一门自然学科,具有抽象性、应用性特点.对职高生来说,学习数学是枯燥无味的,由于基础差听不懂产生畏难情绪,甚至衍生厌学心理,丧失学习的兴趣.因此,如何培养学生学习数
教学片段一师:最近老师家里的电话有点问题,想换一部新的,于是到超市去看了一下.同一型号的电话在不同的超市价格不一样,你们看,下面是苏果超市和华联超市步步高电话机的定价.