基于导数微分不定积分凑微分的四位一体的教学法

来源 :科学时代·上半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ty20011
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] 本文主要论述导数、微分、不定积分、凑微分的关联,从四个方面阐明学习微积分的系统性框架结构关系,以利于改进教学方法,提高初学者对微积分知识的兴趣进而提高学习效率。
  [关键词] 导数 微分 不定积分 凑微分 教学法
  
  在一元微积分的施教中,对导数、微分和不定积分概念的教学已经完成后,要讲解不定积分的凑微分法时,教师适时的先回顾导数、微分、不定积分三块内容的基本公式后,再引入凑微分思想,四位一体实施教学,会有事半功倍之教学功效。
  
  一、导数与微分的一体两面
  
  1.若可导,必可微
  如果函数在某区间内可导,亦即导数存在,那么该函数在相应区间内必可微且微分。
  2.若可微,必可导
  如果函数在某区间内可微,亦即存在,那么该函数在相应区间内必可导且导数
  从上述两基本等式中,我们可以看出将导数视之为微商(即微分之商)是顺乎自然而且合乎科学的,这样的讲解,初学者也就能正确理解并熟练记住。
  将导数与微分当作一个大概念的两个方面,视导数与微分为一个统一体,这也是微积分如此命名中没有导数的词语的依据之所在,导数从文字表面与微积分没直接联系,但用微商来表述的话,它就与微积分之名称的密切联系从字面上凸显出来了。这样的讲解,能让初学者更好的理解导数与微分的实质,能整体把握微积分的框架结构。
  
  二、积分运算与微分运算互为运算
  
  根据不定积分的定义,易得下列性质
  性质一或
  性质二或
  我们把求不定积分的运算称之为积分运算,把求导数(或求微分)的运算称之为微分运算,由性质一和性质二可知,在不考虑积分常数的情况下积分运算与微分运算互为逆运算。在讲解微分运算与积分运算的互逆运算的过程中,我们要强调两种运算先后运用后,必然要产生相互抵消的结果,但先微分后积分运算的情形中,所得结果之后要加上积分常数,关于互逆关系的讲解,有利于学生更进一步深入地理解微积分的实质。
  
  三、凑微分法简述
  
  定理 设函数在区间上连续,且有连续导数,且的值域包含在区间I内,则有
  (1)
  公式(1)称之为第一类换元积分法,利用此公式求不定积分的方法称之为第一类换元法,利用第一类换元积分法求不定积分的关键是把被积表达式凑成形如的微分形式,且在新变量下,不定积分容易求出,所以第一类换元法通常被形象地称为“凑微分”法。
  使的关键在于找寻,而确定的过程中,要有使变成等于的快速变换能力,这种类代数的分析变形正是微分计算的反过程:=是凑微分,=是微分运算。
  对初学者传授凑微分法的知识,用上述讲解方法能取得比较好的整体认知效果,对他们提高学习微积分的积极性,把握微积分的整体结构很有帮助。
  四、导数、微分、不定积分基本积分公式汇总与凑微分法思路之相互比较
  在某区间内,若 (导数公式)
  则(微分公式)
  则(不定积分公式)
  则(凑微分重要步骤)
  其中,常改写为=(这里就是)
  实际上,上述四个等式中,只要有一个等式成立,另外三个等式也一定成立。将换成某基本初等函数,就产生出以下基本公式:
  1.导数基本公式
  ①常数函数
  ②幂函数 ,
  ③指数函数 ,,
  ④对数函数 ,,
  ⑤三角函数 ,,
   ,,
   ,,
  ⑥反三角函数,,
  ,。
  2.微分基本公式
  ①常数函数 (C是常数),
  ②幂函数 ,
  ③对数函数 ,,
  ④指数函数 ,,
  ⑤三角函数 , ,
  ,,
   , ,
  ⑥反三角函数 ,,
  ,,
  3.不定积分基本公式
  ①常数函数
  ②幂函数(k为常数),
  (μ≠-1)
  ③对数函数,
  ④指数函数 ,
  ⑤三角函数 , ,
   ,
  ,
   ,
  
  ⑥反三角函数
  ,
  ,
  4.凑微分思路
  ① 相应凑微分无益于不定积分的求法的改进
  ②,
  
  ③
  ④
  ⑤ ,
  
  ,
  
  ⑥
  
  以上思路中,要基于易求这一前提条件。
  上述四组等式中,其相互联系在汇总时,易科学关联在一起,举一反三效应凸显,若教学过程中能紧抓这一诀窍,将有利于初学者在理解的基础上记住以上四组公式,再通过一定量习题的及时训练,这样初学者必然会在提高兴趣的基础上会增强学习微积分的积极性,进而使其学习效率也会得到大幅度的提高。
  本文只在一元微积分的教学方法上有所研究,限于篇幅并未对微积分知识的科学性做过多研讨,显然,基于这四个方面内容的教与学,仍需要求教者求学者付出艰辛的努力,方能在微积分的教与学的过程中有所建树。
  
  参考文献:
  [1]李汝修、解心红、张恩主编 《微积分》 山东大学出版社,2003.8.
  [2](美)卡茨(katz,V.J.)著;李文林等译 《数学史通论》—2版 高等教育出版社,2004(2005重印).
其他文献
一、依靠商品市场创业专业的商品市场(比如眼镜批发市场服装批发市场等),都会为租户代办个体工商执照,只需一次性投入半年或一年租金,以及店内货品的进货费,所以投入在3万~5万
许多人都有这样的体验:好不容易有时间休息一下,一连睡上十几个小时,可是醒来之后却感觉浑身疲乏,没有睡够。还有一些人每天睡眠都在7~9小时,可是白天还是昏昏沉沉、哈欠连天,如何睡才能避免这些情况的发生呢?  睡眠周期大约以1.5小时循环,因此最好睡1.5的倍数,95%的人一天大概都需要睡7.5个小时,就像人需要正餐,不能仅靠点心充饥一样,因此晚上睡眠量要充足,是睡得好的第一步。  白天若觉得精神不佳
前几天,读大学的女儿放假回家,一回来就向妈妈猛抱怨,诉说着这学期碰到的一件不如意的事.rn妻子要她静下心来慢慢说,不要太激动.女儿缓和了一下情绪说“:有一天下课后,我骑着
期刊
兰翠的为难事儿rn北风裹挟着怒气,一次次呼啸着从庭院的墙头上刮过.兰翠习惯性地看一眼院门上的大铁锁,见它牢靠地挂在闩上,便按下廊灯的开关.在她准备合上堂屋的双扇门时,却
期刊
最近,关于家长退群的话题霸屏了,一下子把家校关系推到了风口浪尖上.网络上的那个视频笔者也看了,那位家长认为老师要求家长批改作业、辅导功课,是让自己承担了老师应负的责
期刊
罗斯接到艾拉的邀请,前往维纳斯餐厅.一路上,他手舞足蹈,兴奋极了.rn和艾拉小学同桌,他暗恋了二十年都没结果.现在的艾拉是这座城市最美的芭蕾舞“魔仙”,她的舞蹈对任何人都
期刊
目的:研究纳米炭混悬液示踪技术在甲状腺乳头状癌上气管旁淋巴结清扫手术中的应用价值. 方法:分析396例甲状腺乳头状癌的临床资料,将甲状腺下动脉、颈总动脉、甲状腺上极
会议
目的:总结甲状腺全切除手术中甲状腺外科解剖分离方法的操作经验与体会.方法:回顾性分析87例甲状腺全切手术的结果,术中使用超声刀行精细化被膜解剖法技术,紧贴甲状腺真被膜
会议
目的:本文通过比较甲状腺乳头状癌不同原发病灶数目的生存及复发差异,探讨甲状腺乳头状癌原发灶数目对肿瘤预后的影响. 方法:本人回顾了1983年1月至2007年12月间复旦大学
会议
孕期最让人关切的话题莫过于胎儿的健康,然而一些危及胎儿的状况还是时有发生。产科将那些可能对母体或胎儿有较高危险的妊娠叫做高危妊娠,意指此次妊娠有可能会导致胎儿流产