利用导数证明不等式的方法:
1、差值函数法:
主要步骤是: ①构造新函数h(x)= A(x)-B(x); ②求导h′(x)= A′(x)-B′(x); ③研究函数h(x)的单调性、极值、图象等(无法进行时,继续求导h′′(x)= A′′(x)-B′′(x), 研究h′(x)的单调性、极值、图象等); ④通过h′(x)或h′′(x),获得h(x)的性质,进而实现证明不等式A(x)>B(x)的目标。
2、切线放缩法
直线y = x+1 是曲线y = ex 在(0,1)处的切线, 且在曲线y = ex 的下方, 所以有ex ≥x + 1(当且仅当x = 0 时等号成立)直线y = x - 1 是曲线y = ln x在(1,0)处的切线, 且在曲线y = ln x 的上方, 所以有ln x ≤x - 1(当且仅当x = 1 时等号成立)。
3、换元法
先将待证的不等式>0 等价变形为>0, 而此不等式中有两个字母参数x1,x2, 不好处理.继续将其等价变形为为新元t,通过换元,则问题立即化为关于t 的一元不等式,利用差值函数法证明即可实现目标。
答案如下:1.图像法导数在不等式中参数的应用 已知函数f(x)=1-,g(x)=+-bx,若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)的一个公共点是A(1,1),且在点A处的切线互相垂直.(1)求a,b的值;(2)证明:当x≥1时,f(x)+g(x)≥.角度2 适当放缩构造函数证明不等式2.已知函数f(x)=aex-ln x-1.(1)设x=2是f(x)的极值点,求a,并求f(x)的单调区间!
函数的导数表示函数在一点处(瞬时)随自变量变化快慢的程度。利用它,可以直接研究函数及其图像在一点处的变化性质(例如瞬时速度、切线斜率等)。为了应用导数研究函数在区间上的变化性质,先要熟悉微分学的中值定理。1. 中值定理微分学中有费马引理、罗尔定理和拉格朗日中值定理。拉格朗日定理 如果函数 满足:(ⅰ)在闭区间 , 上连续;(ⅱ)在开区间 , 内可导,则在 , 内至少存在一点 ,使或由图3容易理解,当函数 满足(ⅰ)、(ⅱ),即 是条连续曲线并且在 , 内的每点处有切线时,那么在曲线上(只要把弦AB平行移动)至少有一点P(在图中是 ),使得曲线在该点处的切线与弦AB平行,也就是说,P点处的切线斜率 和弦AB的斜率 相等。需要注意的是,拉格朗日定理并没有给出求 值的具体方法,它只是肯定了 值的存在,并且至少有一个。如图3中的函数 ,在 , 有 与 两个。拉格朗日定理的意义是:建立了函数 在区间 , 上的改变量 与函数在区间 , 内某一点 处的导数之间的关系,从而为用导数去研究函数在区间上的性质提供了理论基础。2. 用导数研究函数的性质为了使论述方便,我们将使用记号 和 ,它们分别表示开区间 , 和闭区间 , 。现在我们利用导数来研究函数的单调性。设函数 在 上连续,在 上可导。如果函数 在 上单调增加,那么,它的图形是一条沿 轴正向上升的曲线,如图(a)所示,这时曲线上各点的切线斜率大于等于零( );如果函数 在 上单调减少,那么,它的图形是一条沿 轴正向下降的曲线,如图(b)所示,这时曲线上各点的切线斜率小于等于零( )。由此可见,函数的单调性与其导数的符号有着密切的联系。反过来,我们是否可以有导数的符号来判定函数的单调性呢?一阶导数的符号在 上任取两点 、 ,其中 < ,在区间[ , ]上应用微分中值定理,得到 ( < < )有上式可见,若 , ,就有 ,于是 , , 在区间 上单调递增。同理可以说明 在区间 上单调递减。由此我们可以归纳出函数单调性的判别法。设 在区间 上连续且在区间 上可导,则(1) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递增函数;(2) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递减函数。(3) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为常数。此外,导数的绝对值告诉我们变化率的大小。当 绝对值较大时,函数曲线就陡峭一些; 绝对值较小时,函数曲线就平坦一些。记住这些,你就可以从一个函数的导数情况判断出函数的一些性态。曲线的上下凹性设 在某一区间内可微,一阶导数告诉我们,如果在某一区间内 ,那么 在该区间式递增的;如果在某一区间内 ,那么 在该区间式递减的。如果 在某一区间内递增,则它的函数曲线向上弯曲或称为上凹,如果 在某一区间内递减,则它的函数曲线向下弯曲或称为下凹。当 向上弯曲时,曲线切线的斜率随着 增加而增加,如图所示;当 向下弯曲时,曲线切线的斜率随着 增加而减少, 点 为函数 的拐点,即函数曲线在区域内点 的左边向上凹,在点 的右边向下凹,它是曲线由向上凹变为向下凹的分界点。二阶导数的符号函数曲线的向上凹或向下凹、曲线的拐点可以用函数的二阶导数来确定。设 在区间 上连续且在区间 上可导,则(1) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递增函数,函数曲线上凹;(2) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递减函数,函数曲线下凹。局部极值性我们说 在点 达到极大值,指的是在 的领域内 为最大,如图所示。 在点 处达到极大值,虽然 = 在整个图像中不是最大,它只是在点 领域内为最大,另一个最大值是B= ,它只是函数在区间[ , ]端点 的函数值,而 = 则是整个图像的最大值。同样, 在点 达到极小值,指的是在 的领域内 为最小,如图所示。 在点 处达到极小值,虽然 = 在整个图像中不是最小,它只是在点 领域内为最小,另一个最小值是A= ,它只是函数在区间[ , ]端点 的函数值,而 = 则是整个图像的最小值。函数的极大值和极小值概念是局部性的。如果 是函数 的一个极大值(或极小值),那只是就点 附近一个局部范围来说, 是函数 的一个极大值(或极小值),如果就函数 整个定义域来说, 不见得是函数 极大值(或极小值)。我们在微分中值定理一节曾经提到,如果函数 可导,并且点 是它的极值点,那么点 必定是它的驻点,但是函数的驻点未必是它的极值点。如函数 ,点 =0是它的驻点,但是在 内函数 是单调增加的,所以点 =0不是它的极值点,可见,函数的驻点只是可能的极值点。此外,函数在它不可导点处也可能取得极值,如函数 在点 =0处不可导,但是在该点取得极小值。最大值与最小值在前面讨论极值的基础上我们进一步讨论函数在一个区间上的最大值与最小值的求法。最大值与最小值的应用很广泛,人们做任何事情,小到日常用具的制作,大至生产科研和各类经营活动,都要讲究效率,考虑怎样以最小的投入得到最大的产出,这类问题在数学上往往可以归纳为求某一函数在某个区间内的最大与最小值的问题。现在设函数 在闭区间 , 上连续,在开区间 , 可导,根据闭区间上连续函数的性质可知,函数 在闭区间 , 的最大值、最小值必定存在;其次,如果最大值或最小值在开区间 , 内的某一点 取得,那么这个最大值或最小值 必定是函数 的一个极大值或极小值。于是,点 必定为函数 的驻点;最后,函数 的最大值或最小值也可能是在 或 处取得。我们通过一个例子来看一看最大值或最小值的求法过程。例5 求函数 在闭区间 , 上的最大值与最小值。
还有三个月就是毕业生们答辩的时间了,但是很多毕业生们目前连选题都还没有选好。时间紧迫,我立马为大家精心整理了一些大学数学系本科毕业论文题目,供毕业生们参考! 1、导数在不等式证明中的应用 2、导数在不等式证明中的应用 3、导数在不等式证明中的应用 4、等价无穷小在求函数极限中的应用及推广 5、迪克斯特拉(Dijkstra)算法及其改进 6、第二积分中值定理“中间点”的性态 7、对均值不等式的探讨 8、对数学教学中开放题的探讨 9、对数学教学中开放题使用的几点思考 10、对现行较普遍的彩票发行方案的讨论 11、对一定理证明过程的感想 12、对一类递推数列收敛性的讨论 13、多扇图和多轮图的生成树计数 14、多维背包问题的扰动修复 15、多项式不可约的判别方法及应用 16、多元函数的极值 17、多元函数的极值及其应用 18、多元函数的极值及其应用 19、多元函数的极值问题 20、多元函数极值问题 21、二次曲线方程的化简 22、二元函数的单调性及其应用 23、二元函数的极值存在的判别方法 24、二元函数极限不存在性之研究 25、反对称矩阵与正交矩阵、对角形矩阵的关系 26、反循环矩阵和分块对称反循环矩阵 27、范德蒙行列式的一些应用 28、方阵A的伴随矩阵 29、放缩法及其应用 30、分块矩阵的应用 31、分块矩阵行列式计算的若干方法 32、辅助函数在数学分析中的应用 33、复合函数的可测性 34、概率方法在其他数学问题中的应用 35、概率论的发展简介及其在生活中的若干应用 36、概率论在彩票中的应用 37、概率统计在彩票中的应用 38、概率统计在实际生活中的应用 39、概率在点名机制中的应用 40、高阶等差数列的通项,前n项和公式的探讨及应用 41、给定点集最小覆盖快速近似算法的进一步研究及其应用 42、关联矩阵的一些性质及其应用 43、关于Gauss整数环及其推广 44、关于g-循环矩阵的逆矩阵 45、关于二重极限的若干计算方法 46、关于反函数问题的讨论 47、关于非线性方程问题的求解 48、关于函数一致连续性的几点注记 49、关于矩阵的秩的讨论 _ 50、关于两个特殊不等式的推广及应用 51、关于幂指函数的极限求法 52、关于扫雪问题的数学模型 53、关于实数完备性及其应用 54、关于数列通项公式问题探讨 55、关于椭圆性质及其应用地探究、推广 56、关于线性方程组的迭代法求解 57、关于一类非开非闭的商映射的构造 58、关于一类生态数学模型的几点思考 59、关于圆锥曲线中若干定值问题的求解初探 60、关于置信区间与假设检验的研究 61、关于周期函数的探讨 62、函数的一致连续性及其应用 63、函数定义的发展 64、函数级数在复分析中与在实分析中的关系 65、函数极值的求法 66、函数幂级数的展开和应用 67、函数项级数的收敛判别法的推广和应用 68、函数项级数一致收敛的判别 69、函数最值问题解法的探讨 70、蝴蝶定理的推广及应用 71、化归中的矛盾分析法研究 72、环上矩阵广义逆的若干性质 73、积分中值定理的再讨论 74、积分中值定理正反问题‘中间点’的渐近性 75、基于高中新教材的概率学习 76、基于最优生成树的'海底油气集输管网策略分析 77、级数求和的常用方法与几个特殊级数和 78、级数求和问题的几个转化 79、级数在求极限中的应用 80、极限的求法与技巧 81、极值的分析和运用 82、极值思想在图论中的应用 83、几个广义正定矩阵的内在联系及其区别 84、几个特殊不等式的巧妙证法及其推广应用 85、几个重要不等式的证明及应用 86、几个重要不等式在数学竞赛中的应用 87、几种特殊矩阵的逆矩阵求法
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【柯西不等式的简介】 柯西不等式是由大数学家柯西(Cauchy)在研究数学分析中的"留数"问题时得到的.但从历史的角度讲,该不等式应当称为Cauchy-Buniakowsky-Schwarz不等式,因为,正是后两位数学家彼此独立地在积分学中推而广之,并将这一不等式应用到近乎完善的地步。 柯西不等式是一个非常重要的不等式,灵活巧妙的应用它,可以使一些较为困难的问题迎刃而解。可在证明不等式,解三角形相关问题,求函数最值,解方程等问题的方面得到应用。[编辑本段]【柯西不等式的证法】 柯西不等式的一般证法有以下几种: ■①Cauchy不等式的形式化写法就是:记两列数分别是ai, bi,则有 (∑ai^2) * (∑bi^2) ≥ (∑ai *bi)^2. 我们令 f(x) = ∑(ai + x * bi)^2 = (∑bi^2) * x^2 + 2 * (∑ai * bi) * x + (∑ai^2) 则我们知道恒有 f(x) ≥ 0. 用二次函数无实根或只有一个实根的条件,就有 Δ = 4 * (∑ai * bi)^2 - 4 * (∑ai^2) * (∑bi^2) ≤ 0. 于是移项得到结论。 ■②用向量来证. m=(a1,a2......an) n=(b1,b2......bn) mn=a1b1+a2b2+......+anbn=(a1^2+a2^2+......+an^2)^(1/2)乘以(b1^2+b2^2+......+bn^2)^(1/2)乘以cosX. 因为cosX小于等于1,所以:a1b1+a2b2+......+anbn小于等于a1^2+a2^2+......+an^2)^(1/2)乘以(b1^2+b2^2+.....+bn^2)^(1/2) 这就证明了不等式. 柯西不等式还有很多种,这里只取两种较常用的证法.[编辑本段]【柯西不等式的应用】 柯西不等式在求某些函数最值中和证明某些不等式时是经常使用的理论根据,我们在教学中应给予极大的重视。 ■巧拆常数: 例:设a、b、c 为正数且各不相等。 求证: 2/(a+b)+2/(b+c)+2/(c+a)>9/(a+b+c) 分析:∵a 、b 、c 均为正数 ∴为证结论正确只需证:2*(a+b+c)[1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]>9 而2(a+b+c)=(a+b)+(a+c)+(c+b) 又 9=(1+1+1)(1+1+1) 证明:Θ2(a+b+c)[1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]=[(a+b)+(a+c)+(b+c)][1/(a+b)+1/(b+c)+1/(c+a)]≥(1+1+1)(1+1+1)=9 又 a、b 、c 各不相等,故等号不能成立 ∴原不等式成立。 像这样的例子还有很多,词条里不再一一列举,大家可以在参考资料里找到柯西不等式的证明及应用的具体文献.[编辑本段]【柯西简介】 柯西1789年8月21日生于巴黎,他的父亲路易·弗朗索瓦·柯西是法国波旁王朝的官员,在法国动荡的政治漩涡中一直担任公职。由于家庭的原因,柯西本人属于拥护波旁王朝的正统派,是一位虔诚的天主教徒。 他在纯数学和应用数学的功力是相当深厚的,很多数学的定理和公式也都以他的名字来称呼,如柯西不等式、柯西积分公式...在数学写作上,他是被认为在数量上仅次于欧拉的人,他一生一共著作了789篇论文和几本书,其中有些还是经典之作,不过并不是他所有的创作质量都很高,因此他还曾被人批评高产而轻率,这点倒是与数学王子相反,据说,法国科学院''会刊''创刊的时候,由于柯西的作品实在太多,以致于科学院要负担很大的印刷费用,超出科学院的预算,因此,科学院后来规定论文最长的只能够到四页,所以,柯西较长的论文只得投稿到其他地方。 柯西在代数学、几何学、误差理论以及天体力学、光学、弹性力学诸方面都有出色的工作。特别是,他弄清了弹性理论的基本数学结构,为弹性力学奠定了严格的理论基础。
额 可以看一下中等数学2008年第12期和2009年第一期
毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析,解决实际问题的能力,你知道本科数学论文题目都有哪些吗?接下来我为你推荐本科数学毕业论文题目,仅供参考。
本科数学毕业论文题目
★浅谈奥数竟赛的利与弊
★浅谈中学数学中数形结合的思想
★浅谈高等数学与中学数学的联系,如何运用高等数学于中学数学教学中 ★浅谈中学数学中不等式的教学
★中数教学研究
★XXX课程网上教学系统分析与设计
★数学CAI课件开发研究
★中等职业学校数学教学改革研究与探讨
★中等职业学校数学教学设计研究
★中等职业学校中外数学教学的比较研究
★中等职业学校数学教材研究
★关于数学学科案例教学法的探讨
★中外著名数学家学术思想探讨
★试论数学美
★数学中的研究性学习
★数字危机
★中学数学中的化归方法
★高斯分布的启示
★a二+b二≧二ab的变形推广及应用
★网络优化
★泰勒公式及其应用
★浅谈中学数学中的反证法
★数学选择题的利和弊
★浅谈计算机辅助数学教学
★论研究性学习
★浅谈发展数学思维的学习方法
★关于整系数多项式有理根的几个定理及求解方法
★数学教学中课堂提问的误区与对策
★怎样发掘数学题中的隐含条件
★数学概念探索式教学
★从一个实际问题谈概率统计教学
★教学媒体在数学教学中的作用
★数学问题解决及其教学
★数学概念课的特征及教学原则
★数学美与解题
★创造性思维能力的培养和数学教学
★教材顺序的教学过程设计创新
★排列组合问题的探讨
★浅谈初中数学教材的思考
★整除在数学应用中的探索
★浅谈协作机制在数学教学中的运用
★课堂标准与数学课堂教学的研究与实践
★浅谈研究性学习在数学教学中的渗透与实践
★关于现代中学数学教育的思考
★在中学数学教学中教材的使用
★情境教学的认识与实践
★浅谈初中代数中的二次函数
★略论数学教育创新与数学素质提高
★高中数学“分层教学”的初探与实践
★在中学数学课堂教学中如何培养学生的创新思维
★中小学数学的教学衔接与教法初探
★如何在初中数学教学中进行思想方法的渗透
★培养学生创新思维全面推进课程改革
★数学问题解决活动中的反思
★数学:让我们合理猜想
★如何优化数学课堂教学
★中学数学教学中的创造性思维的培养
★浅谈数学教学中的“问题情境”
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★中学数学教学设计前期分析的研究
★数学课堂差异教学
★一种函数方程的解法
★浅析数学教学与创新教育
★数学文化的核心—数学思想与数学方法
★漫话探究性问题之解法
★浅论数学教学的策略
★当前初中数学教学存在的问题及其对策
★例谈用“构造法”证明不等式
★数学研究性学习的探索与实践
★数学教学中创新思维的培养
★数学教育中的科学人文精神
★教学媒体在数学教学中的应用
★“三角形的积化和差”课例大家评
★谈谈类比法
★直觉思维在解题中的应用
★数学几种课型的问题设计
★数学教学中的情境创设
★在探索中发展学生的创新思维
★精心设计习题提高教学质量
★对数学教育现状的分析与建议
★创设情景教学生猜想
★反思教学中的一题多解
★在不等式教学中培养学生的探究思维能力
★浅谈数学学法指导
★中学生数学能力的培养
★数学探究性活动的内容形式及教学设计
★浅谈数学学习兴趣的培养
★浅谈课堂教学的师生互动
★新世纪对初中数学的教材的思考
★数学教学的现代研究
★关于学生数学能力培养的几点设想
★在数学教学中培养学生创新能力的尝试
★积分中值定理的再讨论
★二阶变系数齐次微分方程的求解问题
★浅谈培养学生的空间想象能力
★培养数学能力的重要性和基本途径 ★课堂改革与数学中的创新教育
★如何实施中学数学教学中的素质教育 ★数学思想方法在初中数学教学中的渗透 ★浅谈数学课程的设计
★培养学生学习数学的兴趣
★课堂教学与素质教育探讨
★数学教学要着重培养学生的读书能力 ★数学基础知识的教学和基本能力的培养 ★初中数学创新教育的实施
★浅谈数学教学中培养学生的数学思维能力 ★谈数学教学中差生的转化问题
★谈中学数学概念教学中如何实施探索式教学 ★把握学生心理激发数学学习兴趣
★数学教学中探究性学习策略
★论数学课堂教学的语言艺术
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★优化课堂教学推进素质教育
★数学教学中的情商因素
★浅谈创新教育
★培养学生的数学兴趣的实施途径
★论数学学法指导
★学生能力在数学教学中的培养
★浅论数学直觉思维及培养
★论数学学法指导
★优化课堂教学焕发课堂活力
★浅谈高初中数学教学衔接
★如何搞好数学教育教学研究
★浅谈线性变换的对角化问题
本科数学毕业论文范文:高等数学教学中体现数学建模思想的方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,以下是我搜集整理的一篇探究高等数学教学中体现数学建模思想的方法的范文,欢迎阅读参考。
1数学建模在煤矿安全生产中的意义
在瓦斯系统的研究过程中,应用数学建模的手段为矿井瓦斯构建数学模型,可以为采煤方案的设计和通风系统的建设提供很大的帮助;尤其是对于我国众多的中小型煤矿而言,因为资金有限而导致安全设施不完善,有的更是没有安全项目的投入,仅仅建设了极为少量的给风设备,通风系统并不完善。这些煤矿试图依靠通风量来对瓦斯体积分数进行调控,这是十分困难的,对瓦斯体积分数进行预测更是不可能的。很多小煤矿使用的仍旧是十分原始的采煤方法,没有相关的规划;当瓦斯等有害气体体积分数升高之后就停止挖掘,体积分数下降之后又继续进行开采。这种开采方式的工作效率十分低下。
只要设计一个充分合理的通风系统的通风量,与采煤速度处于一个动态的平衡状态,就可以在不延误煤炭开采的同时将矿井内的瓦斯气体体积分数控制在一个安全的范围之内。这样不仅可以保障工人的安全,还可以保证煤炭的开采效率,每个矿井都会存在着这样的一个平衡点,这就对矿井瓦斯涌出量判断的准确性提出更高的要求。
2煤矿生产计划的优化方法
生产计划是对生产全过程进行合理规划的有效手段,是一个十分繁复的过程,涉及到的约束因素很多,条理性很差。为了成功解决这个复杂的问题,现将常用的生产计划分为两个大类。
2.1基于数学模型的方法
(1)数学规划方法这个规划方法设计了很多种各具特点的手段,根据生产计划做出一个虚拟的模型,在这里主要讨论的是处于静止状态下所产生的问题。从目前取得的效果来看,研究的方向正在逐渐从小系统向大系统推进,从过去的单个层次转换到多个层次。
(2)最优控制方法这种方式应用理论上的控制方法对生产计划进行了研究,而在这里主要是针对其在动态情况下的问题进行探讨。
2.2基于人工智能方法
(1)专家系统方法专家系统是一种将知识作为基础的为计算机编程的系统,对于某个领域的繁复问题给出一个专家级别的解决方案。而建立一个专家系统的关键之处在于,要预先将相关专家的知识等组成一个资料库。其由专家系统知识库、数据库和推理机制构成。
(2)专家系统与数学模型相结合的方法常见的有以下几种类型:①根据不同情况建立不同的数学模型,而后由专家系统来进行求解;②将复杂的问题拆分为多个简单的子问题,而后针对建模的子问题进行建模,对于难以进行建模的问题则使用专家系统来进行处理。在整体系统中两者可以进行串行工作。
3煤矿安全生产中数学模型的优化建立
根据相关数据资料来进行模拟,而后再使用系统分析来得出适合建立哪种数学模型。取几个具有明显特征的采矿点进行研究。在煤矿挖掘的过程中瓦斯体积分数每时每刻都在变化,可以通过通风量以及煤炭采集速度来保证矿中瓦斯体积分数处在一个安全的范围之内。假设矿井分为地面、地下一层与地下二层工作面,取地下一层两个矿井分别为矿井A、矿井B,地下二层分别为矿井C、矿井D.然后对其进行分析。
3.1建立简化模型
3.1.1模型构建表达工作面A瓦斯体积分数x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w2(1)式中x1---A工作面瓦斯体积分数;u1---A工作面采煤进度;w1---A矿井所对应的空气流速;w2---相邻B工作面的空气流速;a1、b1、c1、d1---未知量系数。
很明显A工作面的通风量对自身瓦斯体积分数所产生的影响要显着大于B工作面的风量,从数学模型上反映出来就是要求c1>d1.同样的B工作面(x·2)和工作面A所在的位置很相似,也就应该具有与之接近的数学关系式
式中x2---B工作面瓦斯体积分数;
u2---B工作面采煤进度;
w1---B矿井所对应的空气流速;
w2---相邻A工作面的空气流速;
a2、b2、c2、d2---未知量系数。
CD工作面(x·3、x·4)都位于B2层的位置,其工作面瓦斯体积分数不只受到自身开采进度情况的影响,还受到上层AB通风口开阔度的影响。在这里,C、D工作面瓦斯体积分数就应该和各个通风口的通风量有着密不可分的联系;于是C、D工作面瓦斯体积分数可以表示为【3】
式中x3、x4---C、D工作面的瓦斯体积分数;
e1、e2---A、B工作面的瓦斯体积分数;
a3、b3、c3、d3---未知量系数:
f1、f2---A、B工作面的瓦斯绝对涌出量。
3.1.2系统简化模型的辨识这个简化模型其实就是对于参数的最为初步的求解,也就是在一段时间内的实际测量所得数据作为流通量,对上面方程组进行求解操作。而后得到数学模型,将实际数据和预测数据进行多次较量,再加入相关人员的长期经验(经验公式)。修正之后的模型依旧使用上述的方法来进行求解,因为A、B工作面基本不会受C、D工作面的影响。
3.2模型的转型及其离散化
因为这个项目是一个矿井安全模拟系统,要对数学模型进行离散型研究,这是使用随机数字进行试数求解的关键步骤。离散化之后的模型为【1】
在使用原始数据来对数学模型进行辨识的过程中,ui表示开采进度,以t/d为单位,相关风速单位是m/s,k为工作面固定系数,h为4个工作面平均深度。为了便于将该系统转化为计算机语言,把开采进度ui从初始的0~1000t/d范围,转变为0~1,那么在数字化采煤中进度单位1即表示1000t/d,如果ui=0.5就表示每日产煤量500t.诸如此类,工作面空气流通速度wi的原始取值范围是0~4m/s,对其进行数字化,其新数值依旧是0~1,也就表示这wi取1时表示风速为4m/s,若0.5表示通风口的开通程度是0.5,也就是通风口打开一半(2m/s),wi如果取1则表示通风口开到最大。
依照上述分析来进行数字化转换,数据都会产生变化,经过计算之后可以得到新的参数数据,在计算的过程之中使用0~1的数据是为了方便和计算机语言的转换,在进行仿真录入时在0~1之间的一个有效数字就会方便很多。开采进度ui的取值范围0~1表示的是每日产煤数量区间是0~1000t,而风速wi取值0~1所表示的是风速取值在0~4m/s这个区间之内。
3.3模型的应用效果及降低瓦斯体积分数的措施
以上对煤矿生产中的常见问题进行了相关分析,发现伴随着时间的不断增长瓦斯涌体积分数等都会逐渐衰减,一段时间后就会变得微乎其微,这就表明这类资料存在着一个衰减周期,经过长期观测发现衰减周期T≈18h.而后,又研究了会对瓦斯涌出量产生影响的其他因素,发现在使用炮采这种方式时瓦斯体积分数会以几何数字的速度衰减,使用割煤手段进行采矿时瓦斯会大量涌出,其余工艺在采煤时并不会导致瓦斯体积分数产生剧烈波动。瓦斯的涌出量伴随着挖掘进度而提升,近乎于成正比,而又和通风量成反比关系。因为新矿的瓦斯体积分数比较大,所以要及时将煤运出,尽量缩短在煤矿中滞留的时间,从而减小瓦斯涌出总量。
综上所述,降低工作面瓦斯体积分数常用手段有以下几种:①将采得的煤快速运出,使其在井中停留的时间最短;②增大工作面的通风量;③控制采煤进度,同时也可以控制瓦斯的涌出量。
4结语
应用数学建模的手段对矿井在采矿过程中涌出的瓦斯体积分数进行了模拟及预测,为精确预测矿井瓦斯体积分数提供了一个新的思路,对煤矿安全高效生产提供了帮助,有着重要的现实意义。
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[3]李莉娜,胡新颜,刘春峰.煤矿电网谐波分析与治理研究[J].煤矿机械,2011,32(6):235-237.
极限思想了,求最大最小值方面的问题;构造函数的思想,解决不等式方面的问题;...........
引言
一直以来,数学都被公认为是锻炼学生逻辑思考能力、分析问题能力的一门工具性极强的学科,因此,教师在高等数学的教学过程中要尤其注重对学生数学应用能力的培养,发挥数学的实用性价值。目前,国内不少高校都已将高等数学学科作为新生第一学年的基础必修课程,其目的不仅仅是为了丰富学生的专业课程学习,更重要的是培养学生的逻辑思考能力,锻炼他们独立思考的能力,学会用数学去解决更多的实际应用问题。因此大多数高校都以培养基础知识扎实,实践应用能力强的专业化人才为高等数学的教学目标。不少专家学者在关于数学应用能力各方面的分析报告中指出:阅读与建模能力、近似计算与估算能力、检验、讨论与评价能力等是影响数学能力形成的主要因素要,所以想真正实现提升学生的数学应用能力,有必要从以上各个要素上进行逐一突破。高等数学教师在平时的课程教学过程中可以根据以上影响学生数学应用能力的主要因素,结合自身的教学经验,辅以计算机网络等先进的多媒体教学技术,将数学与实际生产活动紧密联系在一起,有针对性地增强大学生的高等数学应用能力。
1 高校学生数学应用能力培养现状分析
受根深蒂固的传统教学观念影响,目前大多数的高校数学教师在高等数学的教学过程中仍然以理论性与严谨性为主,而对于应用型教学的重视程度却不够,具体体现在学分制形式的考试制度以及课时安排等方面。目前高校大多采取学分制的考试制度,即达到合格分数线便可取得学分,学生只要获取到足够的学分便可顺利毕业。在这种情况下,学生很容易对高数的学习产生懈怠心理,认为只要及格就够了,不重视高数的学习。此外,学校在制订人才培养计划时,往往将所有的基础必修课程与专业选修课程大多集中安排在第一、第二学年,以便后期安排学生的实践实习活动,加上高数对其他学科的学习奠定基础的重要性,学校往往将高数课程安排在第一学年,也是课程最多的一学年,这就导致高数课程的教学课时被安排得很紧凑,学生学习高数内容的时间有限,教师要在规定时间内讲完所有考试需要用到的知识点,并没有太多时间去培养学生的应用能力。
从教师自身角度而言,在如今的考试制度下,不少高等数学教师在教学过程中过于强调对计算能力、逻辑分析能力等内容的讲解,导致学生对高等数学知识内容体系的掌握变得片面化,弱化了学生的数学应用能力。此外,受教师教学方式的影响,学生在学习或者解题时也往往依赖技巧或大量背诵习题答案等方式来满足考试需求,并不能透过问题表象深入了解问题本质。此外,不少教师自身就不具备较强的数学应用能力,这也就制约了他们培养学生数学应用能力的水平,所以教师有必要先提高自身素质,进而带动学生数学实践应用能力的培养。从教材角度来看,如今大多高校使用的高等数学教材的内容大多都是以理论知识的推导为主,实际应用例题很少,不利于培养学生的应用能力,也不利于高校高等数学教学活动的长期开展。学生长期处于这样的教材环境中,很容易就丧失对数学应用能力的学习兴趣。
从学生角度而言,数学建模在培养学生数学应用能力的过程中起着至关重要的作用,学生在解决问题时,首先需要做的便是将问题进行简化抽象,使其变为我们熟知的数学模型,然而在实际教学过程中,很多学生的的动手能力欠缺,无法建立正确的教学模型,更无法提高自己的数学应用能力,进而丧失对数学应用性的探索求知欲。
2 加强学生数学应用能力培养的有效对策
2.1 加强教学内容改革
高校要想提高大学生的数学应用能力,第一步是改进现有的教学内容,从教材内容到教师的课堂教学内容都需要进行改进。在实践教学活动中,应注重更新高校数学课程的体系与内容,与实际生产活动紧密贴合。各校在编选教材时,要具体结合本校各专业的实际教学需求,以解决教学实际问题为主要目的,重点突出这些问题的实践性、趣味性及广泛性等特点。在改革高等数学的教学内容时可以适当借鉴综合课程的教学方式,例如,在讲解概念时,可以具体根据学生的专业特点,配合以适当的习题与例题帮助学生更好地掌握基本概念要点;在设置互动问题时,可选择一些开放性的话题,充分发挥学生的主观能动性,培养他们自主探究的能力;根据学生的实际需求或学习情况布置课后作业,让学生尝试着撰写数学应用小论文,引导他们在小论文中加入实际问题应用分析,可以适当借助教材中的案例,循序渐进地培养学生的创新能力与数学应用能力。
2.2 开展数学建模活动
培养学生数学应用能力是个漫长细致的过程,一方面,要让学生熟练了解高等数学的概念,并对其发展过程有所了解,从中探索出高数的思想与规律,经过经过一段时间的氛围熏陶,学生会逐渐形成数学应用的意识;另一方面,学校应开展必要的实践活动来加强学生数学技能的训练,例如数学建模活动。数学建模活动能够很好地锻炼学生的思考与语言组织能力,培养学生利用所学高数知识对复杂具体的问题进行简化抽象的'能力。高校通过开展数学建模比赛活动等形式,宣传并鼓励学生积极参与其中,既能让学生充分体验比赛的乐趣,又能有效提升他们的数学思维能力与应用能力。
2.3 结合现代化多媒体技术丰富教学手段
随着科学技术日异月新的发展,多媒体技术已在各大高校全面普及应用。数学教师应充分利用现代化的多媒体技术来辅助高等数学的课堂教学。由于高数相对其他专业课程而言是一门较为抽象枯燥的学科,学生往往缺乏学习高数的兴趣,教师在传统教学课堂中的教学效果并不是很理想。利用多媒体教学手段,教师可以将教材中抽象的思维与形象直观的内容结合在一起,帮助学生更好地消化理解一些抽象的数学知识。例如,在“不定积分”、“曲面积分”等重难点章节中,教师可以借助多媒体技术将复杂冗长的定义与概念简化,以图解、网格等直观的方式呈现在学生面前,使学生对各要素之间的关系一目了然。在这个过程中,既激发了学生的学习兴趣,帮助他们更加轻松地掌握理论知识,也提高了教师的课堂教学效率,减轻了教师的教学负担,实现资源共享与利用。
2.4 教学内容生活化和应用化
教师在培养学生数学应用能力时,应将教学重点放在回归生活实践,实现理论知识与实际生活的有机结合。就目前教材而言,高等数学的教学内容更侧重于数学类的问题,相关案例缺乏针对性,这就增加了学生学习高数的难度,削弱了学生的学习积极性,不利于培养学生的数学应用能力。因此,高数教师在课堂教学过程中,可以适当引入一些生活案例,弥补教材不足,同时也丰富了自己的教学内容,激发学生的学习兴趣。需要注意的是,面对不同专业的学生时,教师应采用不同的案例以满足学生的专业需求。例如在面对汽车学院学生时,教师可以讲解汽车刹车类的高数题目,对于化工学院的学生,则可以采用化学反应速度的模型案例,要让学生感觉到数学对他们专业学科的实际应用价值,并将其充分应用于专业知识的学习当中。
3 结束语
总的来说,目前我国高等数学教学培养学生应用能力现状中仍存在着诸多问题,制约了学生应用能力的发展。因此,高校应根据影响学生数学能力形成的各方面要素全方位地培养学生的应用能力,具体途径包括改革教学内容、创新教学方法等等。利用数学建模活动来激发学生的数学应用意识,锻炼他们的实践操作能力。教师在教学过程中,适当借助多媒体教学手段来丰富自己的课堂内容,促进学生对知识的理解与吸收,提高课堂教学效率,实现资源的共享与利用。此外,教师在培养学生应用能力时,应尽量结合实际生产活动,使其应用化与生活化,实现高等数学的最终教学目的。
1、总的来看就是研究函数图像,比方说用一阶导数研究增减性,用二阶导数研究凹凸性,了解函数的图形,求出极最值。很多实际的优化问题,不等式的证明都是通过建模或者构造定义了一个函数,研究函数的极最值就是解了。2、还有就是用定积分可以计算很多平面围成图形的面积,很多数列的求和也可以转化为定积分问题。3、在几何上的应用就是求图形的斜率,比方说在圆锥曲线方程中求圆锥曲线的斜率可以看做隐函数求导。
微积分是高等数学的一部分知识,关于微积分的论文有哪些?接下来我为你整理了数学微积分论文的 范文 ,一起来看看吧。
摘要:初等微积分作为高等数学的一部分,属于大学数学内容。在新课程背景下,几进几出中学课本。可见初等微积分进入中学是利是弊已见分晓,其重要性不言而喻。但对很多在岗教师而言,还很陌生,或是理解不透彻。这样不利于这方面的教学。我将对初等微积分进入中学数学背景,作用及教学作简单研究.
关键词:微积分;背景;作用;函数
一、微积分进入高中课本的背景及必要性
在数学发展史上,自从牛顿和莱布尼茨创建微积分以来,数学中的很多问题都得以解决。微积分已成为我们学习数学不可或缺的知识。其在经济、物理等领域的大量运用也使之成为解决生活实际问题的重要工具。但牛顿和莱布尼茨创建的微积分为“说不清”的微积分,也就是连他们自己也说不清微积分的理论依据,只是会应用。这使得很多人学不懂微积分,更不用说让中学生来学习微积分。
柯西和维尔斯特拉斯等建立了严谨的极限理论,巩固了微积分基础,这是第二代微积分,但概念和推理繁琐迂回,对高中生更是听不明白。近十年来,在大量的数学家如:张景中,陈文立,林群等的不懈努力下,第三代微积分出现了相比前两代说得清楚,对高中生而言,也更容易理解。这为其完全进入高中课本奠定了基础。从内容来看,新一轮的课改数学教材在微积分部分增加了定积分的 概念及应用(求曲边梯形面积,旋转体体积,以及在物理中的应用),可能考虑到中学生的认知能力,人教版新教材与北师大版在这方面有所不同。即利用定积分求简单旋转体体积在北师大版教材中出现了,但人教版没有。
从课标和考试大纲(参考2011年高考考试大纲)上看,初等微积分所占比重也是越来越重。回顾历届高考,微积分相关题型分值越来越高。但就我个人观点,初等微积分在中学数学中的作用还没有真正全面发挥。我认为,它是学生中学数学和教师教学的一条线索,它是我们研究中学函数问题的统一 方法 ,也是联系中学与大学数学知识的纽带!
二、微积分在中学数学中的作用
1.衔接性与后继作用。微积分本是大学高等数学范畴,是大学开设的课程。让现在中学生提前学习部分微积分知识,这便为其以后升入大学学习微积分打下良好的基础,这也使数学知识从小学到大学从内容上衔接得更加紧密。也不会再出现很多大学生认为的大学数学知识在高中数学教学中没有任何作用的观点.
2.解决数学相关知识的作用。高中数学函数在整个中学数学内容中,不论从高考所占比重还是自身难度来说都应该排在首位。对学生来说永远是最难学的,得分率也相对比较低。很多学生讨厌数学就是讨厌函数,提到数学中的函数就头晕。由于应试 教育 的关系,学生又不得不学习函数,而函数思想本身也是高中数学学习的一条线索。微积分的进入对学生学习函数问题找到了统一的方法。高中阶段我们所研究的函数问题一般是以一些基本初等函数为媒介研究函数的定义,图像和性质,当然也有应用。但随着课改的深入,函数应用问题逐渐在淡化。而初等微积分知识即研究函数的重要工具,如:微积分可以求函数的单调性,最值。最重要的是它可以画出函数的图像,其实,当函数图像画好后,几乎函数所有性质都可以解决。学生只要学好微积分便掌握了研究函数的统一方法,那么高中阶段的二次函数,指数函数,对数函数,三角函数等所有初等函数的学习就可以统一,既节约了教学时间又学习了先进的数学思想。对提高学生的数学修养打下坚实的基础。我相信还可以激发其学习数学的兴趣。另外,在高中阶段,初等微积分还可以解决不等式问题,求二次曲线的切线问题,求曲边梯形的面积等很多数学问题。利用微积分不仅可以使问题简化,并能使问题的研究更为深入、全面。
3.提高数学在其他学科的应用能力。作为自然学科的数学本身已应用于社会经济、技术等各个领域。而作为中学数学,它对中学 其它 学科的推动作用也是毋庸置疑的。如物理,化学,地理等学科也离不开数学。在高中阶段往往会因为数学的教学进度而影响其它学科的进度。如地理中要学习地球的经度,纬度等知识就需要先学习数学中球体相关知识和解三角形相关知识。当微积分进入中学数学后,数学这个学科的作用就更加重要了。特别像物理中匀加速直线运动位移,瞬时速度,加速度等问题利用微积分的导数求解起来更加简单,容易理解。新课程人教版数学教材选修2-2中专门加入了利用定积分求变速直线运动的路程一节。另外,微积分解决生活中的优化问题也进入中学课本。可见,微积分进入中学教材,对促进学科间知识的整合起到了至关重要的作用。
三、国际上一些教材对微积分知识的处理
以苏联中学为例,苏联中小学为十年制,从九年级(1)(相当于我国高中一年级)中讲了数学归纳法和排列组合以后,就介绍无穷数列和极限。然后介绍函数极限和导数,所有这些都在讲解三角函数,幂函数,指数、对数函数之前。随即介绍导数在近似计算,几何(求切线)和在物理中的应用(研究速度,加速度)以及导数在研究函数问题中得应用(求函数极值,最值,单调性等)。到九年级末及十年级(2)再讲三角函数, 利用导数可以研究三角函数的性质。然后介绍不定积分和定积分。接着在指数函数,对数函数和幂函数一章介绍指数函数的导函数,再利用反函数求得对数函数的导函数。在十年级(3)中利用微积分知识研究几何问题,用积分推导锥体,球体等的体积公式。还把球的表面积定义为球的体积V(R)对R的导数,从而立即求得球的表面积公式。可见,苏联课本中及早分散引入导数及积分的概念和计算,而不是到最后整块讲解。这样处理,可以使微积分知识结合研究函数问题,几何问题以及研究物理问题中都得到应用。
当然,还有比如台湾中学教材对微积分处理和我过现行教材区别不大,就不再介绍。而上诉对微积分的处理情况是一种在欧洲中学教材中较普遍的处理方式。其优点主要就是充分发挥了微积分在中学数学教学中的作用。使中学数学知识更加连贯,更加易懂!
摘 要:微积分是高等院校管理类专业的重要数学基础课,第一堂课是上好微积分的关键。通过三个方面就如何上好微积分绪论课做些探讨。
关键词:微积分;起源;内容;方法
微积分是门基础课,这门课的学习直接影响到今后专业课的学习,而绪论课对这门课的学习有着引导的作用,在整门课中有特殊的地位和作用。绪论课应包含下面几个部分的内容:
一、微积分起源的介绍
微积分包括两方面的内容:微分与积分。微积分的创立源于处理17世纪的科学问题。先引入微积分学的创始人之一费马研究的一个问题:假设一个小球正向地面落去,求下落后第5秒时小球的速度?若是匀速运动,则速度等于路程除以时间,然而这里的速度是非均匀的,那能不能把非均匀速度近似看成均匀速度?用什么方法?这就是微分学问题,再引入古希腊人研究的面积问题:计算抛物线y=x2与坐标轴x轴在0≤x≤1间所围成的面积。能不能将面积切割成n个小面积,再将小面积用小矩形来代替,由n个小矩形的面积得到所求面积?这里所用的方法就是积分问题。很早以前就有人研究过微分与积分,而微积分的系统发展是在17世纪开始的,从此逐渐形成了一门系统完整且逻辑严密的学科。微积分通常认为是牛顿和莱布尼茨创立的。这一系统发展关键在于认识到微分和积分这两个过程实际上是彼此互逆地联系着。
介绍提及的人物牛顿和莱布尼茨的相关轶事,例如创建微积分优先权的争论。牛顿于1665~1687年把研究出的微积分相关结果告诉了他的朋友,并将短文《分析学》送给了巴罗,但期间没有正式公开发表过微积分方面的工作。莱布尼茨于1672年访问巴黎,1673年访问伦敦时,和一些知道牛顿工作的人通信。1684年莱布尼茨正式公开发表关于微积分的著作。于是有人怀疑莱布尼茨知道牛顿具体的工作内容,莱布尼茨被指责为剽窃者。在两个人死了很久后,调查证明:牛顿很多工作是在莱布尼茨前做的,但是莱布尼茨是微积分思想的独立发明者。
二、介绍微积分内容及方法
微积分学研究的对象是函数,极限是最主要的推理方法,它是微积分学的基础。微积分内容有四类:一是已知物体移动的距离是时间的函数,怎样由距离得到物体在任意时刻的速度和加速度;反过来,已知物体的加速度是时间的函数,怎样求速度和距离。二是求曲线的切线。三是求函数的最大最小值问题。四是求曲线的长度、平面曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心。
三、为什么要学习高等数学
微积分在自然科学、经济管理、工程技术、生命科学等方面都有应用,是各门学科强有力的数学工具。学好微积分,可以增加语言的严密性、精确性,可以从中锻炼人的 理性思维 ,并感受到美的艺术。例如黄金分割,无理数的■与π的表达式:
微积分的绪论课是整个教学的第一课,绪论教学能使学生对这门课有个快速大致的认识与了解,好的绪论课可以引导学生主动、积极地学习。
前言
21世纪,科学、技术和社会都发生了巨大的变化。高等数学作为高等院校的基础课程之一,在其他各个领域及学科中发挥出越来越大的作用。尤其是微积分教学,是目前数学教育的一大课题。
一、我国微积分教学改革的现状
目前的数学实验中,微积分教学改革的现状中仍然存在一些主要问题。
首先,优秀人才的培养重视不够。在微积分教学中,重视的是教育大众化的人才,而一些顶尖的、优秀的人才的培养却重视不够。
其次,过度应试化。过度重视应试教育在微积分教学中越来越明显,轻能力重考试已成为一种倾向。
再次,学生差异大,素质下降。学生人数的激增带来学生差异的强化,面对这一情况,如何规划班级,如何区别对待学生是微积分教学面临的问题。
二、微积分课改的必要性
随着高等数学改革的不断深入,微积分教学的改革成为其中的重要部分。微积分教学的改革并不是空穴来风,而是一种必然。
(1)社会高度发展提出的要求
微积分作为高等数学的一部分,对技术文明的推动有重要作用,许多数学细想和数学的建树都离不开微积分。可以说,微积分在推进数学思想,推进社会进步,推进科学发展上有举足轻重的作用,是不可或缺的,它是人类思维的伟大成果,不仅是高等数学。而且是其他行业,其他专业,在不同范围和不同程度上对微积分的认识都是必要的。设想一下,如果取消对微积分的学习,那么技能的进步只是一句空谈,社会不会发展,智慧不会被充分开掘。所以,微积分教学的改革是十分必要的。
(2)科技的发展提出的需要
当今世界,是一个科学技术突飞猛进的时代,军事、贸易等激烈的竞争和市场经济,如果没有科技的推进,则会落后于他人。如何促进科学的发展呢?微积分起着重要的作用,它不仅为科学提供了精密的数学思想,也为科学的提供了理论支撑,它不但改变了数学面貌,还是其他学科的工具和方法,微积分在自然学科的各个方面都有运用。随着科技发展的时代,提高微积分教学的质量是势在必行的。
(3)人类思维发展的需要
微积分中蕴藏着很多重要思想,比如辩证的思想,常量与变量,孤立与发展,静止变化,有限与无限等,还有“直”与“曲”,“局部”与“整体”的辩证关系,其实。哲学最处就是与数学密切相关的,所以,数学,尤其是微积分思想充满了逻辑与辩证,微积分的学习。不仅是知识、理论的学习,更是一种思维的训练。因此,微积分教学的完善有利于培养人类思维,使人类思维获得一个飞跃,更有效地解决问题。
三、微积分课改的内容
根据新的教学大纲的修改,微积分教学重新设计了课程内容、教学理念、 教学方法 等,以学生为主体,更直观形象,而且在教学方法上也进行了革新。全面促进了微积分教学的改革。
1、课程基本理念的改革
微积分教学的改革能否成功关键在于观念的转变,过去是偏重理论,现在则要注重应用激发初学者的学习兴趣,尽早把握微积分的基础知识,把抽象难懂的微积分理论转变为学生容易接受、容易理解的微积分教学方式,比如说,极限是微积分知识中的难点,极限概念、运动、辩证思想等对于学生来说是十分抽象,不容易理解,从而没有激发学生的学习兴趣,课堂变得枯燥无味,理论严谨,逻辑性很强,学生上手难。微积分教学大纲的修订也体现出教学理念的更新,新的微积分教学中,适当降低了难点知识。重视对微积分本质的认识,以直观、实例来提高学生的微积分学习兴趣和学习效率,使学生学习的主动性回归到自身,体现以人为本的思想,重视学生的情感态度、生活价值的培养,根据学生自身的特点因材施教,为学生提供更好的学习条件和基础。
2、课程内容的改革
根据《标准》大纲的修订,微积分教学首先是对课程内容和教学大纲的精简、增加、删改。修订后的教学内容比原来的教学大纲更精练,更科学。比如,原来12学时的“极限”在修订大纲中被大面积的删减。并在修订大纲中,引入导数这一很有判断意义的概念,因为导数是微积分初步了解的第一个概念,对导数概念的理解起到基础性的作用。而且,修订的课本内容中,对导数的讲解时直观形象的,应用性很强,又有许多实例来帮助学生加深理解。因此,微积分教学的新课改减轻了学生的学习负担,降低了概念的理解难度。
3、课程设计的改革
原来的课程是从极限、连续、导数、导数应用,再到不定积分、定积分这样的次序设计的,并在“导数和微分”的前面一章给“极限”设计了许多定义,以及对“极限”的求法和运算做了讲解。修订后的大纲对课程设计做了调整,尤其是微积分讲解的路线,发生了变化,从瞬间速度,变化率,导数、导数应用再到定积分。对人文社科方面的高校微积分课程的设置,则多数是作为选修课来处理的,并与生活十分贴近,应用性很强,使非数学专业也对数学有一定的基础了解和学习兴趣。
4、教学方法的革新
(1)数学思想方法的渗透与运用。数学思想方法是多种多样的,在生活中也取得有效地运用。微积分耶是高等数学的一个方面,因此,在微积分教学中引入数学思想方法是科学的。其中,数学分析,也叫微积分,是17世纪出现的十分重要的数学思想,不仅在17世纪有非常重要的地位,即使是在今天,这种思想方法在成功解决无限过程的运算方面,即极限运算有很大的帮助。数学思想的运用已成为各国比较重视一项革新项目。
(3)加强实例分析和应用性。数学是一种逻辑推理。但也是来源于生活的,也最终给应用于生活,因此,数学的教学不能和现实相脱离。修订后的微积分教学大纲明显注重了实际应用性。即使是书上一个很简单的概念,也时刻穿插一些实用性的图片,在习题的练习中,也是紧密结合生活实际,不是空中楼阁。比如说,用指数函数来看银行存款和人口问题,还有对数函数中涉及放射性、分贝、地震级的问题。微积分数学应用于生活中实际问题的解决。
5、教学工具的革新。
现代教育技术,尤其是多媒体技术在微积分教学中的应用,对很好的实现教学理念,完善教学思想和教学方法很有意义,例如,作为重点和难点的“极限”概念和理论一直是教学中难以攻克的,因为它的抽象,所以老师再怎么讲解也难免有学生不理解,而多媒体教学的应用解决了这一难题,教师可用直观形象的动画来表现比如“无限逼近”的理论,给学生一个直观、感性的认知,还可运用多媒体设计可变参数的动画,让学生积极参与,自己动手设计,加深理解。又如导数概念的理解需要借助曲线来表现其某个点在某个时刻的瞬时速度,可以充分利用多媒体技术,画具有艺术性的示意图,设计动画,让学生在动画中领悟微积分的实质和导数的概念。值得注意的是,在运用多媒体技术时,要遵循学科本身的规律,反复渗透,循序渐进,结合教材,积极引导。
四、小结
【摘 要】高等数学是高职院校的基础课程之一,本文以案例教学为载体,通过若干具体应用实例阐述了如何培养学生的数学应用能力和实践能力,从而更好地适应当前高等职业教育的发展,同时也指出了案例实施过程中一些需要注意的问题。 【关键词】案例教学法 高等数学 高等职业教育 应用能力 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)30-0038-02 中国的高等职业教育于20世纪80年代正式纳入国民教育体系,成为中国高等教育事业的重要组成部分。经过若干年不断探索和总结,高职教育确立了培养生产、建设、管理、服务第一线的高素质、高级技能型专门人才的培养目标,确立了工学结合为其重要人才培养模式,并对课程体系进行了一系列各具特色的改革,取得了一些有价值的成果。 高等数学是一门重要基础课程,在信息时代大背景下,其数学思想和数学思维方法越来越受到各行各业的重视。在高职教育中,数学课程首先是为专业课程提供必要的数学基础,并在此基础上培养学生应用高等数学解决实际问题的能力和素养,概括来讲,就是“理解概念,联系实际,深化应用,提高能力”。然而,在高职教育从无到有,到遍地开花、蓬勃发展的这些年,高等数学的课程改革却是举步维艰,特别是在“如何培养学生应用数学、实践数学的能力和素养”这一点上,探索显得尤为艰难。有相当一部分学生觉得数学“学了不知道有什么用”“学完就忘”等,因此,如果要切实提高学生学数学的兴趣和用数学的能力,就必须想办法让学生“动”起来,而案例教学就是动态学习过程的一个良好载体。 案例教学法起源于20世纪初美国哈佛大学,即围绕一定的培训目的把实际中真实的情境加以典型化处理,形成供学生思考分析和决断的案例,通过独立研究和相互讨论的方式,来提高学生分析问题和解决问题的能力的一种方法,在当今世界的教育和培训中受到重视和广泛的应用。本文主要讨论若干应用实例在高等数学教学中的运用实践,旨在对如何提高学生的数学应用能力做一些探索。 实例一:割圆术 案例介绍:公元263年,中国古代数学家刘徽在《九章算术注》中给出了一种求圆面积的方法――“割圆术”,先作圆的内接正三角形,记其面积为S1,再作圆的内接正四边形,记其面积为S2…,一直下去,记圆的内接正n边形的面积为Sn,于是得到一个数列S1,S2…Sn…。当n无限增大时,Sn无限接近于圆的面积S。 案例实施:解决这个案例,学生大概需要分三步实现,流程如下: 案例应用:极限是微积分的基石,该案例的实施过程是极限应用的典型范例,后续无论是切线斜率问题(导数)还是曲边梯形面积问题(定积分),其推导过程都遵循了上述“建立函数表达式”――“将所求量表示为函数(数列)的极限”――“计算极限”这样的分析过程。 实例二:蜂巢结构 案例介绍:观察蜂巢的一个储藏室,它是中空的正六角形柱,而底部是由三个菱形面组成,交会于底部中心顶点G。著名天文学家马拉尔第观察到了作为蜂房底的3个菱形的钝角等于109°28′,锐角等于70°32′。 马拉尔第的结果引起法国著名的博物 学家雷奥姆的兴趣,他猜测蜜蜂选择 这两个角度一定是有原因的,可能就 是要在固定容积下,使表面积为最小, 即以最少的蜂蜡做出最大容积的储藏 室。这个猜测被瑞士数学家柯尼格从 理论上做了证明(他的计算结果与实测值仅差两分)。 案例实施:设正六边形的边长为2a,G到平面B1D1F1的距离为x,GC1=2y,实施流程如下: 案例应用:该案例是一个高等数学与数学建模相结合的最优化问题,主要通过“提炼模型”――“模型分析”――“模型求解”这样三个步骤实现,学生通过该案例的学习,可以体验将实际问题抽象为数学模型进而求解的一般过程,高等数学应用中很多实际问题,如“最优广告策略”“最省用料方案”等,都有类似的分析求解过程。 实例三:溶液混合问题 案例介绍:容器内盛有50升的盐水溶液,其中含有10克盐。现将每升含盐2克溶液以每分钟5升的速度注入容器,并不断搅拌,使混合液迅速达到均匀,同时混合液以每分钟3升的速度流出容器,请问任一时刻t容器中溶液的含盐量是多少? 案例实施:在案例中,盐水流入的同时也在流出,这是个动态问题,用初等数学的知识无法解决,可以通过建立微分方程来实现。 案例应用:这类溶液混合问题与著名的牛吃草问题(也称消长问题或牛顿牧场问题)具有同一动态属性,其某个特定量的动态变化速度是“消”“长”因素共同作用的结果。其他一些工程问题,如“抽水机抽水问题”等,也可以采用这样的思路求解。 英国数学家牛顿曾说:“在学习科学的时候,题目比规则还有用些。”案例教学通过为学生提供合理的数学教学情境,经过学生主观自觉的对比、归纳、思考、领悟、分析与决策,让学生在动手操作过程中综合运用课程知识,从而提高分析、解决问题的能力,是常规教学的一种有效补充。当然,案例教学也有局限性,如适合教学的案例较少、花费的时间较多、对教师的要求较高、效率有时较低等。特别是在案例的选取上,教师一定要注意把握尺度,案例太复杂,超出学生的能力范围,会打击学生的积极性;案例太简单,不能调动学生的兴趣,其理解、思维和分析能力也得不到很好的锻炼。此外,还要注意案例的生动性与数学知识点相结合。单调呆板的案例对学生来说与纯粹的数学知识无异,只有生动的、贴近生活的案例才可能调动学生的兴趣,但如果一味地追求案例的生动性而忽视了与数学内容的结合,那么通过案例教学提高学生应用数学的能力也就成了一句空话。 参考文献 [1]张家军、靳玉乐.论案例教学的本质与特点[J].中国教育学刊,2004(1):62~65 [2]郭德红.案例教学:历史、本质和发展趋势[J].高等理科教育,2008(1):22~24 [3]孙军业.案例教学[M].天津:天津教育出版社,2004 [4]陈卫忠、杨晓华主编.高等数学[M].苏州:苏州大学出版社,2012 [5]李心灿主编.高等数学应用205例[M].北京:高等教育出版社,1997
DataType: 1题名: 数学建模教学模式的研究与实践作者: 乐励华,戴立辉,刘龙章单位: 东华理工学院,东华理工学院,东华理工学院 江西抚州344000 ,江西抚州344000 ,江西抚州344000年: 2002期: 06页码: 9-12关键词: 数学建模课;;教学模式;;教学改革摘要: 探讨工科数学教学中数学建模课的多个层次和开设数学建模课的几种方式 ,并且介绍我们的一些具体做法DataType: 1题名: MATLAB用于《高等数学》的教学作者: 朱汉敏单位: 苏州经贸职业技术学院 苏州,215000年: 2004期: 02页码: 77-80关键词: MATLAB;;高等数学摘要: MATLAB 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具,它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。本人在《高等数学》教学中,利用MATLAB的图形生成功能,使数学知识直观生动,增强了学生对数学的兴趣,并为学生日后数学建模、科学与工程计算开启了一扇大门。DataType: 1题名: 用MATLAB解决高等数学中的图形问题作者: 周德亮,白岩单位: 吉林大学数学科学学院,吉林大学数学科学学院 长春130012 ,长春130012年: 2002期: 01页码: 122-124关键词: MATLAB;;高等数学;;Mathematica摘要: 本文通过实例将 MATLAB与 Mathematica的图形功能做了比较 ,指出了 MATLAB在解决高等数学图形问题时的优势 .DataType: 1题名: MATLAB在高等数学教学中的几种应用作者: 唐世星;张红玉;柯凤琴;单位: 承德石油高等专科学校数理系,承德石油高等专科学校数理系,承德石油高等专科学校汽车工程系 河北承德067000,河北承德067000,河北承德067000年: 2007期: 03页码: 50-53关键词: 高等数学;;MATLAB;;计算机辅助教学;;教学改革摘要: 以提高高等数学的教学质量、进行教学改革为目的,充分利用MATLAB软件在作图和数值计算上的优势,结合高等数学和MATLAB语言的特点,以高等数学教学中的几个具体问题为例,阐明了MATLAB语言在高等数学教学中的三种应用。DataType: 1题名: MATLAB在高等数学CAI中的应用作者: 何双单位: 阳江职业技术学院 广东阳江529500年: 2005期: 10页码: 125-128关键词: MatLab;;梯度场;;绘图;;CAI教学摘要: 文章结合高等数学CAI教学,通过以梯度场为例,给出了课件的源代码,建立图形用户界面,实现了函数绘图的过程,来介绍Matlab的图形处理功能及优化高等数学CAI教学的制作问题。DataType: 1题名: 基于MATLAB动画设计辅助高等数学教学作者: 刘璟忠;莫明琪;单位: 湖南工学院,湖南公安高等专科学校 湖南衡阳421101,湖南长沙410008年: 2006期: 05页码: 269-271关键词: MATLAB;;动画设计;;高等数学;;辅助教学摘要: 高等数学相对于初等数学,在学习方法和思维方法等多方面都有很大的差异,许多学生对其望而生畏。随着计算机科学的发展以及软件技术的不断提高,生动、直观的教学成为可能。MATLAB软件是一款功能强大的应用型软件,它在动画制作方面也有明显的优势,本文就具体事例制作基于MATLAB的动画,辅助高等数学教学,取得了很好的效果。DataType: 1题名: 基于MATLAB的高等数学立体化教学作者: 钟建新;谢虹;单位: 赣南师范学院,赣州市第四中学 师范专科部数学系,江西赣州341000年: 2007期: 03页码: 60-61关键词: MATLAB;;数值计算;;图形处理;;数据分析摘要: 介绍了MATLAB软件在数值计算、图形处理、数据分析等方面的应用,为高等数学的立体化教学提供了平台,值得在数学教学中应用和推广。DataType: 1题名: 提高高等数学教学质量的对策研究作者: 刘罗华,汤琼单位: 株洲工学院信息与计算科学系,株洲工学院信息与计算科学系 株洲,412008 ,株洲,412008年: 2003期: 04页码: 83-86关键词: 教学内容;;教学方法;;教学手段摘要: 本文阐述了当今工科院校中高等数学教学内容、教学方法、教学手段的一些急需解决的问题 ,并对这些问题作了详细的分析 ,提出相应的处理对策
随着学生主体的变化,新的科技成果的出现,高等数学创新成为必然的趋势。下面是我为大家整理的高等数学论文,供大家参考。
一、高等数学在地方高等职业教育中遇到的问题及解决办法
(一)数学师资力量短缺,教师学历偏低
地方高等职业学校通常有以下办学途径:一是通过改革,将原有高等专科学校升格成规范化的高等职业院校;二是将具备条件的成人高校扩大招生,强强联合办学,突出高职特色;三是发挥一些重点中专的专业优势,在校内办高职班。由于以上原因,在现阶段的高职院校中,存在一部分学历不高的数学教师,这既影响了数学课程的整体教学水平,又影响了学生整体素质的培养与发展。要解决这一问题就需要做到以下几点:1.依托全国教师培训基地和现有的高等院校教师培训机制,加强对数学课教师的培训,做到教师在职培训和脱产培训相结合,以在职培训为主,通过有计划地培训,促进教师学历达标。2.提高高职院校人才录用标准,在政策和待遇方面给予照顾,引进更多高学历、高水平的数学专业人才。
(二)学生对数学课重要性认识不够,学习热情不高
目前,在高职院校学生中普遍存在着“专业至上”的观念。他们片面地认为只要专业课学好了,其他的文化课无足轻重。所以数学课堂上出现了出勤人数少、成绩普遍偏低的情况。针对这一现象,教师应该处理好数学课和专业课之间的时间分配比例,让学生认识到二者相辅相成的关系,提高他们对数学课重要性的认识。在教学实践中,笔者发现很多学生对数学缺乏学习兴趣。他们不习惯数学的独特结构和抽象的思维方式,加之高职数学课跨度大、内容多、解析难,学生学习数学如见猛虎。这就要求教师在教学中采取灵活多变的教学方法,想方设法地全面激发学生的兴趣关注点,进而带动他们的思维,从而达到课堂气氛轻松活跃、教学成效显著的目的。兴趣是最好的老师,从心理学角度来讲,兴趣点的刺激更有利于学习者的理解和记忆。这种兴趣的培养不仅仅对学生学习目前的课程有利,对于学生今后的自主学习也会发挥出不可替代的作用。
(三)高等数学课程设置不合理,教学与实际应用脱节
由于高等职业教育的教学内容和教材体系不同,高职院校数学课程的安排与普通大学有明显的区别。它的课程设置应根据培训目标、教学计划等内容,合理安排教学方法和步骤。高职数学课程改革的目标应以培养高级技术应用型人才为建设目标,从教学内容和课程体系中择优选择,并围绕这一目标有层次有步骤地实施。比如,高职院校的数学课程设置,在统计、公共管理类的专业上,就应当凸显数学学科特点,强化概率论与数理统计等数学基础课程的教学;在涉及计算机类的高等数学课程设置时,就应该加强数学逻辑思维和离散数学的课堂教学,让学生认识到数学的重要性,从而缩短理论与实践的距离;在涉及到医学类的教学时,应开设“模糊数学”和“线性代数”两部分内容,其目的是在高职阶段让学生在基本掌握微积分知识的前提下,拓宽学生的数学视野,为今后相关的科学研究提供多样性的数学方法,同时培养学生缜密清晰的思维、严谨科学的方法和能力。
二、总结
高职教育是以培养学生应用能力为主的教育方式,所以在高职数学教学中应当强调以实际应用为主要目标,这既适应了数学教学改革的要求,也是今后的发展方向。课程改革既要侧重基础性、应用性,又要增强科学性和理论性;既要加强数学在实际当中的应用,又不应忽视数学作为独立学科的学科特色;既要把握“适度够用”原则,又要把握好它在高职教育中的重新地位,以做好数学课的学科建设工作。
一、网络教育高等数学的现状分析
1.学生方面。通过笔者多年来从事高等数学的网上教学工作来看,网络教育学院上的培养目标主要是面向成人在职人员,为社会培养更多的适用性、应用型人才。然而网络教育学生普遍数学基础较差,个别人甚至严重匿乏。包括有一部分学生没有参加过高考等高中阶段的学习,有一部分学生已参加工作多年早已将有关高等数学知识遗忘。面对这种情况,如果网络教育教师只是单纯地辅导高等数学知识,就会存在一部分学生由于基础差而跟不上高等数学的学习。另外厂部分学生不仅基础较差而且学习方法都很难适应高等数学的学习,再加上对网络教育学习环境不适应严重影响学习质量。
2.教师方面。根据网络教育的目前情况来看很多高校聘用的网络教育教师都是来自其他院校的兼职人员,他们很难把大部分精力用于网络教育高等数学的教学中。从长远发展看,网络教育学院应该拥有自己的专职教师队伍。有的高校聘用的大批高学历、高素质的教师队伍均为刚毕业的优秀人才。他们年龄较小掌习能力较强对工作充满极大热情。但由于他们从小受到传统教育观的影响,对网络教育的学生要求习惯同高校全日制统招生进行比较,而且教师队伍最初成立无历史借鉴周此缺乏一定的教学和实践经验。这就需要教师逐渐掌握网络教育学生的实际水平和个人要求充分利用网络教育的现代化教学水平遵循教学原则顺利实现高等数学的教学目的。
二、网络教育高等数学的教学初探
教学原则是有效进行教学必须遵循的基本要求。它既指导教师的教也指导学生的学应贯彻于教学过程的各个方面和始终。那么根据高等数学的教学特点,教学原则应贯彻以下几个方面:
1.科学性和思想性统一原则。网络教育学院的培养对象是成人在职人员,他们学习的侧重点偏向于跟自己职业相关的专业知识对高等数学等基础课缺乏重视肩个别学生会认为基础课无用,没有什么学习价值。这些都是学习态度不够端正掌习思想不够明确的表现。针对这种情况,可以通过网上教学向学生说明高等数学学习的重要性和必要性指出数学也是一种思想方法掌习数学的过程就是思维训练的过程。人类社会的进步与数学这门科学的广泛应用是分不开的。尤其到了现代现代数学正成为科技发展的强大动力同时也广泛和深入地渗透到各个领域。通过这些讲述河以提高学生的学习意识,为高等数学的学习奠定思想基础。另外还有很多学生学习的主动性很强但缺少科学合理的学习方法,即使花费很多的学习时间却没有达到良好的学习效果。这就需要教师加以引导通过网上教学同学生积极交流和讨论高等数学有益的学习方法,提高学生的学习能力。个人认为学习高等数学之前要对初等数学知识有一定的了解。如基本初等函数及其计算公式会在高等数学中再次重述常用的几何公式、不等式和数学归纳法会对微积分的学习有所帮助;方程的解法是学会微分方程的基础二项式定理、数列公式、因式分解公式是求有关无穷级数相关知识的基本方法等等。这些都是有益的学习方法经过实践认证得到了学生的充分肯定。
2.理论联系实际原则。传统高等数学的教学过于注重理论忽视概念产生的实际背景和数学方法的实际应用。网上教学就应该在淡化理论的同时,加深对数学概念的理解和应用。高等数学的概念可以从学生熟悉的生活实例或与专业相关联的实例引出从而激发学生的学习兴趣。如讲解导数概念时河以通过求变速直线运动瞬时速度的过程归纳出求解方法步骤撇开具体意义得到“导数(变化率)”的概念。还可根据不同专业的学生同时介绍与变化率有关的问题。适用于机电类专业学生河介绍圆周运动的角速度是转角对时间的导数、非恒定电流的电流强度是电量对于时间的导数等变化率问题适用于经济类专业学生河介绍产品总产量对时间的导数就是总产量的变化率、产品总成本对产量的导数就是产品总成本的变化率(边际成本)等等。在引用实例讲述知识后还可以引入典型例题。通过实际问题引出数学知识,再反过来论证数学知识在生活实际中应用这不仅提高了学生学习的兴趣减少了数学学习的枯燥性同时也给学生建立了一种数学建模的思想使学生所学的理论知识能够进一步联系生产实际并为其他学科服务。