利用matlab輔助兩個重要極限教學(xué)的課堂設(shè)計

1、<p>　　利用matlab輔助兩個重要極限教學(xué)的課堂設(shè)計</p><p>　　摘要：根據(jù)“兩個重要極限”的內(nèi)容利用數(shù)學(xué)軟件MATLAB進行教學(xué)設(shè)計，主要分為3個環(huán)節(jié)：圖形動態(tài)演示，數(shù)據(jù)直觀展示，命令精確計算驗證。通過三個環(huán)節(jié)使學(xué)生理解并掌握這兩個個極限。最后運用重要極限公式和軟件命令兩種方法舉例講解，以達到滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的需求。運用軟件輔助教學(xué)既促進學(xué)生理解講授的內(nèi)容，也為高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了可行

2、的模式。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：matla；極限；教學(xué)設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：G712 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）19-0097-02 </p><p>　　高等數(shù)學(xué)作為高校理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課、工具課，為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)知識、專門技術(shù)提供了必不可少的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論、基本的思想和運算方法。同時高等數(shù)學(xué)課程還可以提高學(xué)

3、生文化素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。但由于高等數(shù)學(xué)是一門非常抽象的學(xué)科，學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度大。而隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)學(xué)軟件應(yīng)運而生，它為“學(xué)數(shù)學(xué)”提供了一種新的形式和工具。本文將介紹如何利用matlab軟件輔助兩個重要極限的教學(xué)。 </p><p>　　一、MATLAB簡介 </p><p>　　MATLAB軟件是由美國Mathwork

4、s公司在1984年推出，現(xiàn)已成為國際公認的最優(yōu)秀的科學(xué)計算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件之一。軟件集數(shù)值計算、符號運算和圖形處理功能為一體。基于MATLAB集多種功能為一體，我們在講授兩個重要極限時可利用MATLAB的作圖功能直觀動畫演示；利用計算功能顯示自變量與函數(shù)的對應(yīng)數(shù)據(jù)值的變化；利用求極限命令“l(fā)im it”進一步驗證，從而使學(xué)生清楚地看到自變量、函數(shù)的變化過程，理解函數(shù)極限的概念并會求極限值。 </p><p><

5、;b>　　二、教學(xué)設(shè)計過程 </b></p><p>　　1.運用MATLAB的作圖功能動態(tài)演示函數(shù)y=（1+■）x的圖像，在MATLAB命令窗口輸入以下命令： </p><p><b>　　clear； </b></p><p><b>　　hold on </b></p><p&g

6、t;<b>　　grid </b></p><p>　　axis（[-7 7 0 10]） </p><p>　　ezplot（'exp（1）'） </p><p>　　for x=-1：-0.01：-7； </p><p>　　y=（1+（1./（x+eps）））.^x； </p><

7、;p>　　plot（x，y，'r.'，'markersize'，15）； </p><p>　　pause（0.05）； </p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　hold on </b></p><p>　　axis（[-7

8、7 0 10]） </p><p>　　ezplot（'exp（1）'） </p><p>　　for x=0：0.01：7； </p><p>　　y=（1+（1./（x+eps）））.^x； </p><p>　　plot（x，y，'r.'，'markersize'，15）； </p&

9、gt;<p>　　pause（0.05）； </p><p><b>　　end </b></p><p>　　此時在作圖窗口動態(tài)演示出x趨向于-∞時的圖像及x趨向于+∞時的圖像。通過圖像的演示使學(xué)生體會極限的概念并作出x→∞時函數(shù)y=（1+■）x無限接近無理數(shù)e的猜想。 </p><p>　　2.運用MATLAB計算功能計算函數(shù)

10、y=（1+■）x在區(qū)間上對應(yīng)數(shù)值，在命令窗口輸入以下命令：for x=-1：-1：-151；y=（1+（1./（x+eps）））.^x；fprintf（'x=%d y=%.4f＼n'，x，y）；end。運行結(jié)果將顯示出自變量x取小于-1大于151的整數(shù)時對應(yīng)的函數(shù)值。將上段命令的第一句for x=-1：-1：-151；改為for x=0：1：150；運行則顯示出自變量x取小于150大于0的整數(shù)時對應(yīng)的函數(shù)值。自變量x與對

11、應(yīng)函數(shù)y的變化趨勢將加深學(xué)生對極限概念的理解及更加確定x→∞時函數(shù)y=（1+■）x無限接近無理數(shù)e的猜想。 </p><p>　　3.利用lim it命令求■（1+■）x極限以驗證猜想。在MATLAB命令窗口輸入以下命令：>>syms x，>>y=limit（（1+1/x）^x，inf）?；剀嚨茫簓=exp（1）。此式的含義是：極限值y等于指數(shù)函數(shù)y=ex在自變量x=1時的函數(shù)值，即y=e

12、。同樣，對于另一個重要極限■■=1或是其他函數(shù)的極限也可以通過這三個步驟來教學(xué)。老師可以讓學(xué)生自行在電腦上按這三個步驟操作，僅需修改命令中的函數(shù)及自變量的限值區(qū)間即可。（對于圖形動畫演示的命令也可編成M-文件后在命令窗口調(diào)用） </p><p>　　4.運用重要極限和軟件命令兩種方法求極限。 </p><p>　　例1：求下列極限。①■■；②■（■）x。 </p><p

13、>　　解：方法1（重要極限）：①原式=■■?■=■；②原式=■■=■■=e2。 </p><p>　　方法2（軟件命令）：①syms x y=limit（sin（x-2）/（x-2），2）；②syms x y=limit（（（2*x+1）/（2*x-3））^x，inf） </p><p>　　運用matlab軟件的作圖功能，計算功能輔助高等數(shù)學(xué)教學(xué)的模式在高等數(shù)學(xué)中的許多內(nèi)容都適用。

14、如：極限的概念、級數(shù)部分特別是傅里葉級數(shù)。它不僅促進學(xué)生理解講授的數(shù)學(xué)內(nèi)容，而且也為高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供了可行的模式。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]朱旭，李換琴，籍萬新.MATLAB軟件與基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實驗[M].西安交通大學(xué)出版社，2008：60-61. </p><p>　　[2]陳杰.MATLA