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函数毕业论文范文

2023-03-03 20:35 来源:学术参考网 作者:未知

函数毕业论文范文

  数学作为一门工具性的学科,是高中数学最基础的课程。相应的,数学课程的教学也是教育界一直在关注的重点内容。下文是我为大家搜集整理的关于数学毕业论文参考范文下载的内容,欢迎大家阅读参考!
  数学毕业论文参考范文下载篇1
  浅析高中数学二次函数的教学方法

  摘要:二次函数的学习是高中数学学习的重点,也是难点。师生要一起研究学习二次函数的基本方法,掌握其学习思路和规律,这样才能学好二次函数。

  关键词:高中数学;二次函数;教学方法

  在高中数学教学过程中,二次函数是非常重要的教学内容。随着教学改革的不断推进,初中阶段的二次函数因为是理解内容,没有纳入到考试内容中去,使高中学生在学习二次函数时有难度。因此,教师在教学这部分内容时,必须注重巩固和复习初中二次函数的内容和知识点,同时采取有效的方法合理地进行二次函数教学,确保获得较高的效率和质量,达到提高高中生数学成绩的目的。

  一、加强对二次函数定义的认识和理解

  高中数学的二次函数教学主要建立在初中二次函数的知识和定义基础上。在定义和解释二次函数的内容和知识过程中,教师主要利用集合之间相互对应的关系来解释二次函数的定义。因此,高中数学的二次函数教学与初中二次函数教学之间存在本质区别,这就造成了在二次函数教学过程中,学生很难适应和接受二次函数的定义。在高中数学的二次函数教学过程中,教师要根据初中二次函数的内容和定义,引导学生全面透彻地理解二次函数的定义和相关知识,这样才能确保学生学习和掌握更多的函数知识。在二次函数教学的过程中,教师要注重引导学生复习和回顾初中阶段掌握的二次函数知识点以及相关定义,并且与高中数学的二次函数内容相比较,这样学生就能对二次函数的定义、定义域、对应关系以及值域等有更深入的认识和理解。例如,在讲解例题:f(x)=x2+1,求解f(2)、f(a)、f(x+1)的过程中,若学生对于二次函数的定义以及概念有比较清晰的认识和理解,学生就可以看出该题是一个比较简单的代换问题,学生只需要将自变量进行替换,就能求解出问题的答案。但是,在解答这类问题的过程中,教师需要正确引导学生对二次函数的定义和概念加以认识和理解,如在f(x+1)=x2+2x+2中,学生需要认识到该函数值的自变量是x+1,而不是x=x+1。

  二、采用数形结合的方式进行二次函数教学

  在高中数学的二次函数教学过程中,一种常见的教学方法就是数形结合教学法。在二次函数教学过程中,采用数形结合的教学方法,不仅能够帮助学生更好地理解和掌握二次函数的性质以及图象,同时还有利于解决各种各样的二次函数问题,从而达到培养学生的思维能力以及提高二次函数教学效率的目的。采用数形结合的方式进行二次函数教学,所运用到的图像既能将二次函数的性质变化、奇偶性、对称性、最值问题以及变化趋势很好地反映出来,同时也是学习二次函数解题方法以及有效开展教学的重要载体。所以,教师在二次函数的教学过程中,需采用由浅至深的方式进行教学,合理把握和控制教学的难易程度,在学生了解和熟悉二次函数图像的前提下,帮助学生总结和认识其性质变化,从而达到顺利开展二次函数教学的目的。例如,教师在引导学生绘制二次函数图像的过程中,可以采用循序渐进的方式,通过绘制简单的二次函数图像,帮助学生学习和理解图像性质。如采用描点法绘制二次函数图像f(x)=-x2、f(x)=x2、f(x)=x2+2x+1等。在学习绘制函数图像的过程中,教师还可以设置一些例题,如“假设函数f(x)=x2-2x-1,在区间[a,+∞]中,呈单调递增的变化,求解实数a的取值范围”,或者“已知函数f(x)=2x2-4x+1,且-2

  三、采用开发式的教学方式,培养学生的思维能力

  在高中数学的二次函数教学过程中,涉及的内容范围广,所占的比例也相对较大。因此,教师在开展二次函数教学的过程中,其涉及的教学方法以及教学思路也非常多,教师需要合理选用教学思路和方法,这样才能有效培养和提升学生的数学能力以及思维能力。例如,在二次函数教学过程中,教师可以通过引导学生求解下列例题,让学生进一步理解和掌握二次函数的定义以及外延,并思考和总结出求解二次函数的思路和方法,以培养和提升学生的数学思维能力。如已知函数y=mx2+nx+c,其中a>0,且f(x)-x=0的两个根,x1与x2满足0

  参考文献:

  [1]高红霞.高中数学二次函数教学方法的探讨[J].数理化解题研究,2015(11).

  [2]郗红梅.例析求二次函数解析式的方法[J].甘肃教育,2015(19).
  数学毕业论文参考范文下载篇2
  浅谈高中数学教学对信息技术的应用

  摘要:为了提高高中数学的教学质量与丰富数学教学内容,将原有的知识点进行整合,使得学生更容易接受相关知识,文章提出了信息技术在高中数学教学中的应用策略:以信息技术为基础,丰富课堂教学内容;以信息技术为支点,优化教学过程;利用信息技术,让学生养成探索的习惯。

  关键词:信息技术;高中数学;教学

  信息技术在当下社会的发展给教学带来了许多改变,不仅使得教学变得更为高效,同时还令教学的内容变得丰富多彩。因此,随着信息技术在教学中的应用越来越广泛,教师就要对于这种教学模式进行探究,让教材与信息技术可以在进行授课的时候有效结合。只要是做好了以上的内容,就可以将高中数学与信息技术有机地结合到一起,以此推动数学教学的全面发展。从另一方面来说,信息技术也从另一个角度丰富了课堂内容,让学生可以从更多的方面来接触并了解数学中相关的知识与内容。从而使得学生可以养成多方面思考的习惯,让创新精神在他们的心底萌芽。

  一、以信息技术为基础,丰富课堂教学内容

  学习是一件非常枯燥的事情,驱使学生进行学习的动力是对于未知事物探索的兴趣。高中数学尤为如此,因为数学是一门理论性的学科,因此在学习的过程中,肯定会涉及到一些比较抽象的知识。对于这些抽象的知识,学生在学习起来多少都会有点困难,并且会影响学生的学习积极性。那么面对高中数学的学习,教师如何缓解并改变这一现状呢?目前比较好的办法就是将数学教学与信息技术进行结合,利用信息技术的多样化以及对丰富内容的获取能力,来为学生提供更多、更好的信息内容,供学生理解与学习。多媒体可以将声音、图片、甚至是视频都集中整合起来,立体直观地将数学中的抽象知识展现给学生。并且以此来激发学生的学习兴趣,除此之外,教师利用信息技术可以让课程变得更有层次感,让学生在学习的过程中减少疲劳的感觉。比如,教师在讲解各种函数曲线及其特性的时候,就可以利用多媒体动画的方式,向学生展现相关的函数知识。通过直观的表现,学生可以轻松地理解各种函数对应的图像以及相关的变化,在今后的学习过程中,会更为熟练地运用这些知识。

  二、以信息技术为支点,优化教学过程

  数学是一门自然科学,它的理论都是源自我们身边的生活。因此,在教学的过程中,教师要根据知识不断地引入实例,让学生可以更好地了解所学的知识。在高中的教材中,对于知识来说,理论知识已经非常丰富,但是对于实例的列举就显得不足。那么学生在学习的时候,理解起这些枯燥的定理与公式就显得非常吃力。这就是因为教材忽略学生的学习能力,编写得太过于理论化,因此就需要教师利用多媒体的优势,来为学生搜集一些关于实际应用数学知识的例子,来让学生了解并掌握其中的规律。这样有利于培养学生的思维与抽象能力,有助于他们今后解决问题时具有明确的思路。比如,在学习概率这一部分的知识时,学生很难联想到生活中相关的事情,教师可以搜集一些类似于老虎机、彩票甚至是其他的一些生活中博彩类性质的事情让学生进行了解。然后带领学生根据其规则进行计算,让学生了解到概率知识在生活中的运用,使学生认识到赌博的坏处。

  三、利用信息技术,让学生养成探索的习惯

  学习对于学生来说,不是教师的任务,而是每个人自己的事情。学生作为学习的主人,应当对学习具有一定的主导性。在日常的学习中,由于枯燥的内容以及过于逻辑性的思考,会使得学生丧失对于学习的乐趣与动力。正确的教学应当是教师进行适当的引导,让学生可以在他们的好奇心以及兴趣的驱使下自由地进行学习,充分地满足他们的爱好。只有这样,才能最大程度地发挥他们的主观能动性。而将信息技术应用于高中数学,正是给学生搭建了一个这样的平台,让学生可以更好地接触到大量的数学知识以及数学理念。同时,在网络上,各种优质的教学录像比比皆是,学生如果对于某个知识点有疑问,可以随时在网络上进行查看。这对于知识的探索与掌握有着很大的帮助。此外,利用信息技术与网络的优势,还可以让学生在进行资料与问题查询的过程中,养成良好的动手与动脑习惯,不再单单地依靠教师来进行解答,而是学会尝试用自己的方式来找到答案,这对学生的自主探究能力产生了一种提升作用。同时,由于结论是学生自己得到的,那么印象自然非常深刻。总之,信息技术在高中数学教学中的应用,是一件一举多得的事情,不仅可以改变高中数学枯燥的教学环境,而且能充分调动学生的学习积极性,让学生在学习的同时还能了解到更为广泛的信息与其他知识,并且可以激励学生对于疑难问题进行自主探索,提高了他们动手动脑的能力,并且也提高了教学质量。

  参考文献:

  [1]唐冬梅,陈志伟.信息技术在高中数学学科教学中的应用研究文献综述[J].电脑知识与技术,2016(18):106-108.

  [2]傅焕霞,张鑫.浅议信息技术与高中数学教学有效整合的必要性[J].科技创新导报,2011(35):163.

  [3]王继春.跨越时空整合资源:信息技术与高中数学教学的有效整合[J].中国教育技术装备,2011(31):135-136.

  [4]崔志.浅析新课程标准的背景下信息技术在高中数学教学中的应用[J].中国校外教育,2014(10):93.
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随着新课改的全面推进,一场更新 教育 观念,改革教学内容、 教学 方法 的运动正在兴起。教育呼唤教师教学方式的转变,对学生自身的学习能力也提出了更高的要求。 下面是我为大家整理的 高一数学 论文 范文 ,供大家参考。

《 高中数学个性化教学探讨 》

个性化教学是指,在课堂教学中教师充分尊重学生的个性,根据每个学生不同的个性,包括兴趣、特长等,因材施教.教师授课的观念已经不是传统的传授知识,而是带动学生自主学习,把教学方式由“苦力”转化为“技术”,给学生提供充足的学习空间,培养学生的学习能力,提升教学质量和水平.这样,对学生优良的评价已经不是根据学生能够记忆多少知识,而是学生的获取信息、分析信息以及信息加工的能力.个性化教学是实现这样的教学目标的关键所在.教师由“知识的传授者”转变为“学生学习的协作者”,传授学生学习的方法,促进教育个性化发展.个性化教学需要从“多元化”“以生为本”出发,通过具体教学活动体现每个学生的个性、兴趣、特长等.

一、高中数学个性化教学存在的问题

1.学校方面.学校以及教育部门的重视程度不高,学校的管理观念落后,一味追求学生的成绩和整体的升学率,而忽视了对学生的多元化教育,将学习成绩列为评定学生优劣的唯一标准.这是不恰当的,只会逐步消磨学生的个性.

2.教师方面.教师个性化教学能力相对低下.在个性化教学中,教师需要具备数学知识、 基本素养 、心理学以及教育多元化思想结构、个性化教育方法等,但是只有少数教师能够达标,尤其是在乡镇比较落后的地区,几乎没有教师能够在多元化、个性化教学方面达到标准.

3.学生方面.由于学生长期受到“填鸭式”教学方式的影响,基本数学知识和理论的掌握理解程度不一.在这样的环境下,学生大都对学习产生功利性.比如,大多数学生的刻苦努力都是冲着应付考试、取得好名次,或者是为了评先、评优而刻苦学习的.

4.课程和教材方面.教学目标缺乏一定的层次性,教学方法简单机械,教学内容乏味无趣;教材的设置和知识点的配置很难与实际生活和应用达成一致,使学生学习教材知识点仅仅是为了考高分,从而使教学变得没有意义.

二、高中数学个性化教学策略

1.加强对高中数学个性化教学的重视.学校方面应该逐步加强对学生个性化教学的认识和重视,需要在教学理念上予以革新,在管理制度上给予重视.例如,在学校组织多种多样的个性化教学的培训和交流活动,使个性化教学的目标与过程深入到学校各个环节的教育工作者心中,使个性化教学充分展现在校园中.

2.教师提高个性化教学能力.一方面,教师应该提高自身教学素质,形成个性化教学的能力.例如,在讲“椭圆方程”时,教师可以这样开展个性化教学:从教学目标的制定方面将整个章节作为一个大的教学目标,再将大章节分散成小章节,将大问题分解成若干小问题,借助多媒体课件展示椭圆定义的实质,将整个概念浮现在学生记忆里,通过让学生自己动手,独立思考,自主探索,自己提出问题,利用各种教学资源进行观察、分析、实验、探究,找到解决问题的途径.教师可以提出问题:到两定点的距离之和为定值的点的集合一定是椭圆吗?通过课件演示和自主观察,学生得出初步结论,最后由教师进行讲解与集体验证,挖掘其内涵,使该知识点在学生记忆中留下深刻印象.这样,能够提高学生学习的积极性,从而提高教学质量.

3.引导学生适应个性化教学.在高中数学教学中,教师要创造个性化教学环境,引导学生个性化学习,大胆质疑,勇于表达,开展个性化探究活动.例如,在讲“椭圆”时,教师可以准备一根细绳和两根钉子,在给出椭圆定义之前,在黑板上任意取两个点(注意两点之间的距离要小于绳子的长度),让两个学生按照教师的要求在黑板上画椭圆,学生通过自主画椭圆的过程, 总结 出椭圆应该具备的具体特征,之后教师根据学生推测出来的椭圆的特点进行讲解,将椭圆的数学定义与学生总结出来的椭圆的特点进行对比,总结 经验 和教学.这样,每个学生脑海中都会存在椭圆的定义和椭圆的基本形态,提高学习效果.

4.形成个性化教学策略.首先,教师要按照不同学生的具体水平制定不同的教学目标,再按照各个层次不同基础学生的学习状态以及学习要求选择层次分明的教学方法,有针对性地对不同阶段学生进行不同方式的教学.其次,引入综合性的教学办法.最后,对高中数学的教学内容进行拓展,培养学生的 发散思维 ,形成多元化的教学评价.总之,个性化教学关键在于教师.在“以生为主”的基础上,突出教师的主导作用,不失时机地引导学生,从学生内心完成其对教学方法的认可,帮助学生对数学知识的掌握以及知识框架的梳理.通过教学方法来指导学生的学习,通过学生的学习来完善教学方法.

《 高中数学互动教学探讨 》

教学过程是师生双边性的活动,是师生沟通交流、共同发展的互动过程。随着新课改的不断深入,高中数学课堂从表面也变得活跃起来,但数学教师并没有从本质上激发学生学习数学的兴趣,没有充分挖掘学生的数学潜能。新课程改革对高中数学教学提出了新的要求,其更加重视学生在学习中的主体性,也要求教师维持课堂活力,通过更有效的互动交流提高教学的有效性。这就要求教师要高度重视与学生的互动交流,在互动的过程中注重培养学生的独立自主性、思维创造性,引导他们真正成为学习的主人。在此,笔者对高中数学互动教学作了一定的探讨。

一、转变教师角色,师生平等参与数学教学活动

师生平等,老师不是居高临下的“说教者”,而是作为引导者,引导学生自主完成学习任务。我们知道,教育作为人类重要的社会活动,其本质是人与人的交往。教学过程中的师生互动,既体现了一般人际之间的关系,又在教育情景中“生产”着教育,推动教育的发展。根据交往理论,交往是主体间的对话,主体间对话是在自主的基础上进行的,而自主的前提是平等的参与。因为只有平等参与,交往双方才可能向对方敞开精神,彼此接纳,无拘无束地交流互动。因此,实现真正意义上的师生互动,首先应是师生完全平等地参与到教学活动中来。应该说,通过各种学习,尤其是课改理论的学习,我们的许多教师都逐步地树立起了这种平等的意识。但是在实际问题当中,师生之间不平等的情况仍然存在。教师闻道在先,术业专攻,是先知先觉,很容易在学生面前就有一种优越感。年龄比学生大,见识比学生多,认识比学生深刻,有时就很难倾听学生那些还不那么成熟、幼稚,甚至错误的意见。尤其是遇到一些不那么驯服听话的孩子,师道的尊严就很难不表现出来。因此,师生平等地参与到教学活动中来,其实是比较难于做到的。怎样才有师生间真正的平等,这当然需要教师们继续学习,深切领悟,努力实践。但师生间的平等并不是说到就可以做到的。很难设想,一个高高在上的、充满师道尊严意识的教师,会同学生一道,平等地参与到教学活动中来。要知道,历史上师道尊严并不是凭空产生的,它其实是维持传统教学的客观需要。这里必须指出的是,平等的地位,只能产生于平等的角色。只有当教师的角色转变了,才有可能在教学过程中,真正做到师生平等地参与。转变教育观念,改变学习方式,师生平等地参与到教学活动中来,实现新课程的培养目标,是这次课程改革实施过程中要完成的主要任务,这也正是纲要中提出师生积极互动的深切含义。为什么我们要强调纲要提出的师生互动绝不仅仅是一种教学方式或方法,其理由就在于此。

二、构建教学场景,师生在融洽氛围中深刻互动

情感渲染学指出,和谐师生关系、融洽生生关系,需要外在良好教学情境和氛围的渲染和支持。师生之间深入参与,积极互动,一方面需要积极的心理情态进行“驱动”,另一方面需要适宜的场景氛围进行“渲染”。部分教师轻视情感氛围的营造,强调教师的讲解指导功效,学生的主体意识淡化,参与情感淡薄,师生互动也只是“逢场作戏”,形式主义。笔者认为,教师应注重外在环境因素的应用,利用高中数学教材的生活应用特性、趣味生动特性、历史特点等,通过适宜融洽教学环境的“外因”,催化学生主动参与互动的“内因”,促使师生之间进行深入互动。如“等比数列的前n项和”新知讲解环节,教者发现,以往的“直接讲授法”教学模式限制了高中生掌握其知识内涵的“深度”,学生只有“参与其中”,深入互动,真切交流,采用场景激励法,设置了“古代印度国王准备对 国际象棋 的发明者给予麦子奖赏,而发明者提出了在第一格放1粒麦子,第二格放2粒麦子,第三格放4粒麦子,以此类推,放到象棋盘上的最后一格,将所用到的麦子全部奖赏给他”的现实案例,并利用教学课件进行动态演示展示,为学生营造具有真实感、现实感的场景氛围,贴合高中生认知实际,带着积极情感参与师生深刻互动。

三、注重综合评价,促进高中数学互动教学

在高中数学互动教学中,教师需要注重对学生进行综合全面的评价。只有通过有效的评价,教师才能对互动教学进行总结,才能够进一步激发学生的信心,使课堂教学氛围变得更加和谐。一方面,教师要评价的是师生互动中学生的收获与表现出的不足,要通过评价指出学生的得失,使学生能够在日后的学习中有意识的改正缺点并发挥优点。另一方面,教师要评价学生的能力与具体表现,要善于发现学生的闪光点,并通过正面的评价对其进行认可与肯定,达到巩固学生学习信心的目的。例如,在函数的单调性的教学中,教师利用课堂提问的方式引导学生进行思考与学习,同时在互动中了解学生掌握知识的情况。教师发现,部分学生能够在研究函数时有意识的利用数形结合的方法将抽象的条件放入函数图像中解析,并且能够从不同的角度思考问题分析问题。此时,教师并不能只看到学生在学习中取得的收获,而应该肯定意识和能力,要对学生表现出的能力进行肯定与认可。基于此,学生才能在与教师的互动中感受到教师对自己的关注与重视,才能在日后的交流中变得更加主动,同时有意识的发扬自己的优点,使其成为个人独特的能力。

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由于特殊函数是数学分析中的一种重要工具,因此特殊函数的学习及应用非常重要。但是特殊函数往往不是用一种方法就能解决的,它是多种方法的灵活运用,也是各种思想方法的集中体现,因此难度较大。下面是我整理的关于几类特殊函数的性质及应用的数学论文范文,欢迎大家阅读。

几类特殊函数的性质及应用

【摘要】本文将对数学分析中特殊函数,诸如伽玛函数、贝塔函数贝塞尔函数等超几何数列函数,具有特殊的性质和特点,在现实中得到大量的运用的函数。本文主要以简单介绍以上三种特殊函数性质,及其在其它领域的应用,诸如利用特殊函数求积分,利用特殊函数解相关物理学问题。本文首先以回顾学习几类常见特殊函数概念、性质,从而加深读者理解,然后以相关实例进行具体分析,从而达到灵活应用的目的。

【关键词】特殊函数;性质;应用;伽马函数;贝塔函数;贝塞尔函数;积分

1.引言

特殊函数是指一些具有特定性质的函数,一般有约定俗成的名称和记号,例如伽玛函数、贝塔函数、贝塞尔函数等。它们在数学分析、泛函分析、物理研究、工程应用中有着举足轻重的地位。许多特殊函数是微分方程的解或基本函数的积分,因此积分表中常常会出现特殊函数,特殊函数的定义中也经常会出现积分。传统上对特殊函数的分析主要基于对其的数值展开基础上。随着电子计算的发展,这个领域内开创了新的研究方法。

由于特殊函数是数学分析中的一种重要工具,因此特殊函数的学习及应用非常重要。本文归纳出特殊函数性质、利用特殊函数在求积分运算中的应用、特殊函数在物理学科方面的应用,利用Matlab软件画出一些特殊函数的图形,主要包含内容有:定义性质学习,作积分运算,物理知识中的应用,并结合具体例题进行了详细的探究和证明。

特殊函数定义及性质证明

特殊函数学习是数学分析的一大难点,又是一大重点,求特殊函数包含很多知识点,有很多技巧,教学中可引导学生以探究学习的方式进行归纳、总结;一方面可提高学生求函数极限的技能、技巧;另一方面也可培养学生的观察、分析、归类的能力,对学生的学习、思考习惯,很有益处。

特殊函数性质学习及其相关计算,由于题型多变,方法多样,技巧性强,加上无固定的规律可循,往往不是用一种方法就能解决的,它是多种方法的灵活运用,也是各种思想方法的集中体现,因此难度较大。解决这个问题的途径主要在于熟练掌握特殊函数的特性和一些基本方法。下面结合具体例题来探究特殊函数相关性质及应用。

2.伽马函数的性质及应用

2.1.1伽马函数的定义:

伽马函数通常定义是:这个定义只适用于的区域,因为这是积分在t=0处收敛的条件。已知函数的定义域是区间,下面讨论Г函数的两个性质。

2.1.2Г函数在区间连续。

事实上,已知假积分与无穷积分都收敛,则无穷积分在区间一致收敛。而被积函数在区间D连续。Г函数在区间连续。于是,Г函数在点z连续。因为z是区间任意一点,所以Г函数在区间连续。

2.1.3,伽马函数的递推公式

此关系可由原定义式换部积分法证明如下:

这说明在z为正整数n时,就是阶乘。

由公式(4)看出是一半纯函数,在有限区域内的奇点都是一阶极点,极点为z=0,-1,-2,...,-n,....

2.1.4用Г函数求积分

2.2贝塔函数的性质及应用

2.2.1贝塔函数的定义:

函数称为B函数(贝塔函数)。

已知的定义域是区域,下面讨论的三个性质:

贝塔函数的性质

2.2.2对称性:=。事实上,设有

2.2.3递推公式:,有事实上,由分部积分公式,,有

由对称性,

特别地,逐次应用递推公式,有

而,即

当时,有

此公式表明,尽管B函数与Г函数的定义在形式上没有关系,但它们之间却有着内在的联系。这个公式可推广为

2.2.4

由上式得以下几个简单公式:

2.2.5用贝塔函数求积分

例2.2.1

解:设有

(因是偶函数)

例2.2.2贝塔函数在重积分中的应用

计算,其中是由及这三条直线所围成的闭区域,

解:作变换且这个变换将区域映照成正方形:。于是

通过在计算过程中使用函数,使得用一般方法求原函数较难的问题得以轻松解决。

2.3贝塞尔函数的性质及应用

2.3.1贝塞尔函数的定义

贝塞尔函数:二阶系数线性常微分方程称为λ阶的贝塞尔方程,其中y是x的未知函数,λ是任一实数。

2.3.2贝塞尔函数的'递推公式

在式(5)、(6)中消去则得式3,消去则得式4

特别,当n为整数时,由式(3)和(4)得:

以此类推,可知当n为正整数时,可由和表示。

又因为

以此类推,可知也可用和表示。所以当n为整数时,和都可由和表示。

2.3.3为半奇数贝塞尔函数是初等函数

证:由Г函数的性质知

由递推公式知

一般,有

其中表示n个算符的连续作用,例如

由以上关系可见,半奇数阶的贝塞尔函数(n为正整数)都是初等函数。

2.3.4贝塞尔函数在物理学科的应用:

频谱有限函数新的快速收敛的取样定理,.根据具体问题,利用卷积的方法还可以调节收敛速度,达到预期效果,并且计算亦不太复杂。由一个函数的离散取样值重建该函数的取样定理是通信技术中必不可少的工具,令

称为的Fourier变换。它的逆变换是

若存在一个正数b,当是b频谱有限的。对于此类函数,只要取样间隔,则有离散取样值(这里z表示一切整数:0,)可以重建函数,

这就是Shannon取样定理。Shannon取样定理中的母函数是

由于Shannon取样定理收敛速度不够快,若当这时允许的最大取样间隔特征函数Fourier变换:

以下取样方法把贝塞尔函数引进取样定理,其特点是收敛速度快,且可根据实际问题调节收敛速度,这样就可以由不太多的取样值较为精确地确定函数。

首先建立取样定理

设:

其中是零阶贝塞尔函数。构造函数:

经计算:

利用分部积分法,并考虑到所以的Fourier变换。

通过函数卷积法,可加快收敛速度,使依据具体问题,适当选取N,以达到预期效果,此种可调节的取样定理,计算量没有增加很多。取:

类似地

经计算:

经计算得:

则有:设是的Fourier变换,

记则由离散取样值

因为,故该取样定理收敛速度加快是不言而喻的,通过比较得,计算量并没有加大,而且N可控制收敛速度。

例2.4,利用

引理:当

因为不能用初等函数表示,所以在求定积分的值时,牛顿-莱布尼茨公式不能使用,故使用如下计算公式

首先证明函数满足狄利克雷充分条件,在区间上傅立叶级数展开式为:

(1)

其中

函数的幂级数展开式为:

则关于幂级数展开式为: (2)

由引理及(2)可得

(3)

由阶修正贝塞尔函数

其中函数,且当为正整数时,取,则(3)可化为

(4)

通过(1)(4)比较系数得

又由被积函数为偶函数,所以

公式得证。

3.结束语

本文是关于特殊函数性质学习及其相关计算的探讨,通过对特殊函数性质的学习及其相关计算的归纳可以更好的掌握特殊函数在日常学习中遇到相关交叉学科时应用,并且针对不同的实例能够应用不同的特殊函数相关性质进行证明、计算,从而更加简洁,更加合理的利用特殊函数求解相关问题。有些特殊函数的应用不是固定的,它可以通过不止一种方法来证明和计算,解题时应通过观察题目结构和类型,选用一种最简捷的方法来解题。

参考文献:

[1] 王竹溪.特殊函数概论[M].北京大学出版社,2000.5,90-91.

[2] 刘玉琏.数学分析讲义(下册)[M].高等教育出版社,2003,331.

[3] 刘玉琏.数学分析讲义(下册)[M].高等教育出版社,2003,331.

[4]王坤.贝塔函数在积分计算中的应用.[J]科技信息,2012(34)

[5] 王纪林.特殊函数与数学物理方程[M].上海交通大学出版社,2000,96-98.

[6] 陶天方.由特殊函数表达的快速取样定理 [J]. 上海大学学报(自然科学版),1997,8(4):368-371.

[7]饶从军,王成.让数学建模活动促进数学教学改革[J].中央民族大学学报(自然科学版),2004,2.

[8]赵宜宾.一类特殊函数定积分的求解[J].防灾技术高等专科学校学报,2010,1(3):38-39.

[9]董林.降次公式的探究—兼论一个猜想的证明[J].教学通报,1992.2.

[10] 李德新.利用对称原理计算定积分的三种方法[J].高等数学研究,2004,7(6):41—42.

[11]翟忠信,龚东山.高等数学的教与学[J].高等理科教育,2004(6):29—34.

[12]胡淑荣. 函数及应用[J]. 哈尔滨师范大学学报.2002,18(4):12~15.

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  【摘要】高等数学是理工科大学生必修的一门基础课程,具有极其重要的作用.本文以Mathematic软件为例子介绍了其在高等数学课程教学中的几点应用,即用符号运算和可视化的功能辅助教学研究.不仅可以激发学生学习的兴趣,提高课堂效率,而且能提高学生分析和解决问题的能力,可以培养学生的动手能力和创新能力.

  【关键词】Mathematic;符号运算;图形处理;高等数学

  一、引 言

  随着现代科学技术的迅猛发展和教育改革的不断深入,新的知识不断涌现,社会对现在的大学生的要求也越来越高,不仅要求他们具有扎实的理论基础,而且要求他们具有较强的动手能力和一定的创新能力,传统的高等数学教学内容和教学方法不断受到冲击.为了适应这种发展的需要,高校教师就需要不断地对教学内容和教学手段进行改革:如何运用现代信息技术提高课堂教学的质量和效率,不仅教给他们理论知识,而且要教给他们处理实际问题的工具和方法.

  而数学软件正是这样一个必备的工具.目前,数学软件有很多,较流行的有四种:Maple、Matlab、MathCAD、Mathematica,这几种数学软件各有所长,难以分出伯仲.Maple与Mathematica以符号计算见长,Matlab以数值计算为强,而MathCAD则具有简洁的图形界面和可视化功能,本文以Mathematica在高等数学中的应用进行介绍.Mathematica是由位于美国伊利诺州的伊利诺大学Champaign分校附近的Wolfram Research公司开发的一个专门进行数学计算的软件.

  从1988年问世至今,已广泛地应用到工程、应用数学、计算机科学、财经、生物、医学、生命科学以及太空科学等领域,深受科学家、学生、教授、研究人员及工程师的喜爱.很多论文、科学报告、期刊杂志、图书资料、计算机绘图等都是Mathematica的杰作.Mathematica的基本系统主要由C语言开发而成,因而可以比较容易地移植到各种平台上,其功能主要是强大的符号运算和强大的图形处理,使你能够进行公式推导,处理多项式的各种运算、矩阵的一般运算, 求有理方程和超越方程的(近似)解,函数的微分、积分,解微分方程,统计,可以方便地画出一元和二元函数的图形,甚至可以制作电脑动画及音效等等.我们努力追求的目标是如何将数学软件(如Mathematica)与高等数学教学有机地结合起来,起到促进教学改革和提高教学质量的作用.

  二、Mathematica在教学中的作用

  Mathematica语言非常简单,很容易学会并熟练掌握,在教学中有以下两个作用:

  1.利用Mathematica符号运算功能辅助教学,提高学生的学习兴趣和运算能力

  学习数学主要是基本概念和基本运算的掌握.要想掌握基本运算,传统的做法是让学生做大量的习题,数学中基本运算的学习导致脑力和体力的高强度消耗,很容易让学生失去学习兴趣,Mathematica软件中的符号运算功能是学生喜欢的一大功能,利用它可以求一些比较复杂的导数、积分等,学生很容易尝试比较困难的习题的解决,可以提高学生的学习兴趣,牢固地掌握一种行之有效的计算方法.

  例1利用符号运算求导数.

  利用Mathematica还可以解决求函数导数和偏导数、一元函数定积分和不定积分、常微分方程的解等.由于输入的语言和数学的自然语言非常近似,所以很容易掌握且不容易遗忘.Mathematica不仅是一种计算工具和计算方法,而且是一种验证工具,充分利用Mathematica这个工具进行验证,可以使得学生轻松地理解和接受在高等数学的教学中遇到的难理解的概念和结论.另外,在教学中会遇到难度比较大的习题,利用Mathematica可以验证我们作出的结果是否正确.

  2.利用Mathematica可视化功能辅助教学,提高学生分析和解决问题的能力

  利用Mathematica可视化功能辅助教学,可以很方便地描绘出函数的二维和三维图形,还可以用动画形式来演示函数图形连续变化的过程,图形具有直观性的特点,可以激发学生的兴趣,是教师吸引学生眼球,展示数学“美”的一种有效的教学手段,可以达到很好的教学效果.

  在高等数学的教学中遇到的学生难理解的概念和结论,如果充分利用Mathematica这个工具进行验证,就可以让学生比较轻松地理解和接受.

  在空间解析几何和多元函数微积分这两章内容中,涉及许多三维的函数图形,三维函数图形用人工的方法很难作出,要掌握二元函数的性质就需要学生较强的空间想象能力,这对一部分学生来说非常困难.利用Mathematica软件可以作出比较直观的三维图形,学生利用Mathematica软件就比较容易掌握这两章内容.

  总之,高等数学中引入数学软件教学,在很多方面正改变着高等数学教学的现状,能给传统的教学注入新的活力,在教学中要充分发挥数学软件(如Mathematica)的作用,培养学生学习高等数学的兴趣,突出他们在学习中的主体地位,提高他们分析解决问题的能力,培养他们的创新意识.

  三、结束语

  本文探讨了在高等数学的课堂教学中,如何利用Mathematica软件的符号运算功能与可视化功能激发学生学习知识的动力,优化教学效果,提高课堂效率.在教学过程中,适当地运用数学软件,可将抽象的数学公式可视化、具体化,便于学生理解和掌握,最终起到化难为易、 化繁为简的作用.总之,高校教师在教学过程中,若能充分运用数学软件技术与多媒体技术辅助课堂教学,发挥新技术的优势,发掘新技术的潜力,必能提高教学的质量和效果.

  【参考文献】

  [1]郭运瑞,刘群,庄中文.高等数学(上)[M] .北京:人民出版社,2008.

  [2]郭运瑞,彭跃飞.高等数学(下)[M] .北京:人民出版社,2008.

  [3] (美)D尤金(著).Mathematica使用指南(全美经典学习指导系列) [M].邓建松,彭冉冉译.北京:科学出版社,2002.
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