《数学分析》中关于极限概念教学的一点探讨

合集下载

数学分析中的极限存在与极限计算

数学分析中的极限存在与极限计算

数学分析是数学中的一个重要分支,而极限则是数学分析中的核心概念之一。

在数学分析中,极限的存在性以及如何计算极限都是非常关键的内容。

本文将从数学分析的角度探讨极限存在与极限计算的问题。

首先,我们先来了解何为极限存在。

在数学中,极限存在意味着当自变量趋于某一特定值时,函数的取值趋于一个确定的有限值或无穷大。

极限存在的概念为我们提供了研究函数在某一点附近行为的工具。

极限的存在性可以通过数学分析中的严谨定义来确定。

设函数f(x)定义在区间(a, a+h)上(其中h>0),如果对于任意给定的ε>0(ε是一个任意小的数),存在一个正数δ>0,使得当0<|x-a|<δ(其中|x-a|表示x与a之间的距离)时,有|f(x)-A|<ε,则我们称A为函数f(x)当x趋于a时的极限,记为lim(x→a) f(x)=A。

通过极限的存在性,我们可以研究函数在某一点附近的变化趋势。

例如,当我们研究函数在点x=a附近的变化时,可以通过计算极限来得到函数在这一点的趋势,进而进行更深入的分析和研究。

接下来,我们来探讨极限计算的问题。

极限的计算是数学分析中重要的计算方法之一。

在计算极限时,我们可以利用一些基本的极限性质和公式来简化计算过程。

首先,我们可以利用极限的四则运算法则来计算复杂函数的极限。

比如,当我们需要计算函数f(x)=sin(x)/x在x趋于0时的极限,我们可以利用sin(x)在x趋于0时的极限等于1的性质来简化计算过程,得到lim(x→0) sin(x)/x=1。

此外,我们还可以利用一些常用的极限公式来计算极限。

例如,当我们需要计算lim(x→∞) (1+1/x)^x时,我们可以利用自然对数的极限lim(x→∞)(1+1/x)^x=e来得到该极限的值。

在实际计算极限时,我们还会遇到一些特殊的极限形式,比如0/0、∞/∞、∞-∞等。

对于这些特殊的极限形式,我们可以利用洛必达法则来求解。

浅谈极限在《数学分析》课程中的作用

浅谈极限在《数学分析》课程中的作用

浅谈极限在《数学分析》课程中的作用作者:朱小飞来源:《科技创新导报》 2015年第7期朱小飞(安徽城市管理职业学院安徽合肥 231631)摘要:该文首先介绍极限定义的形成,发展和完善,在了解极限定义的基础上来进一步理解极限理论,极限理论是微积分的基础,其次主要介绍了极限在连续定义、导数定义、积分定义等方面的应用。

关键词:极限数学分析作用课程中图分类号:O171文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)03(a)-0249-02极限思想极其重要,在研究数学、应用数学、推动数学发展上,它是一个很有力的工具。

近年来,很多数学家都围绕着它展开各种各样的研究,因为极限理论是数学问题的基础。

数学中很大一部分内容都是在极限理论的基础上建立起来的,随着极限理论的建立,应用数学也就随之发展起来了。

极限理论越趋于成熟完善,数学研究也就随之越来越深入。

极限理论是微积分的基础,微积分又是《数学分析》中的重要内容,所以也就可以说极限理论贯穿着整个《数学分析》,是其基础理论。

该理论在《数学分析》中几乎处处可见,有着广泛的应用,小到一个定义,大到一个定理的证明。

本文通过列举《数学分析》中的一些概念、性质和定理来说明该理论在《数学分析》中的重要作用。

1 极限理论的形成、发展和完善19世纪大数学家柯西通过变量方法给出了极限定义[1]。

这一变量极限概念的提出,在是数学史上是一重大创新。

除此之外,无穷小被定义为极限为零的变量也是由柯西提出来的,进而给出了极限与无穷小之间的关系。

柯西为极限概念的提出做出了大量工作,但只是为极限精确的定义的提出做出了一些基础性的工作,因为他所做的这些工作还有待进一步完善,使得极限定义更加严格、精确。

在柯西给出的极限的定义基础上,德国数学家维尔斯特拉斯在1856年给出了极限严格的概念,即现今广泛采用的ε-δ极限定义[2]:2 极限理论在《数学分析》中的重要作用2.1 连续定义的应用但不左连续,从而它在不连续。

浅论数学分析中极限问题的存在性和若干求解方法

浅论数学分析中极限问题的存在性和若干求解方法

浅论数学分析中极限问题的存在性和若干求解方法数学分析中的极限问题是一种基本的数学概念和工具,在数学分析中有着重要的地位。

在现实生活和学科研究中,极限问题的存在性和求解方法是非常重要的。

本文将从几个方面对数学分析中极限问题的存在性和求解方法进行浅论,希望能够对读者有所启发。

一、极限问题的存在性所谓极限,是指当自变量趋于某一数值时,因变量的取值趋于某一确定的数。

在数学分析中,极限的存在性是一个重要的问题。

对于一个函数而言,当自变量趋于某一点时,因变量是否会趋于某一确定的值,这就是极限存在性的问题。

在数学分析中,最常见的极限存在性问题可以用数学定义来表述。

假设函数f(x)的自变量x趋于x0时,如果存在一个常数L,对于任意给定的正数ε,总存在另一个正数δ,使得当0<|x-x0|<δ时,就有|f(x)-L|<ε,那么就称函数f(x)在x0处有极限,并且极限值为L。

这就是极限存在性的数学定义。

极限存在性的证明通常使用极限的定义进行推导,通过逻辑推理可以得出结论。

并不是所有函数都具有极限存在性,有些函数在某些点上是不存在极限的。

函数f(x)=1/x在x=0处就没有极限,因为当x趋于0时,f(x)的取值趋于无穷大。

对于函数的极限存在性问题,数学分析中还有一些相关的定理可以使用,比如柯西收敛准则、单调有界数列的极限存在性等定理,都是用来判断函数的极限存在性的重要工具。

二、极限问题的求解方法针对数学分析中的极限问题,有多种不同的方法可以用来求解。

1.数列极限法数列极限法是求解极限问题中最基本的方法之一。

对于任意一个函数f(x),当x趋于某一点x0时,可以选择一系列x的取值构成一个数列{x_n},然后分析这个数列的极限是否存在。

如果数列{x_n}的极限存在,且极限值等于f(x0),那么就可以得出函数f(x)在x0处有极限。

这就是数列极限法的基本思想。

2.夹逼定理法夹逼定理法是求解极限问题中常用的方法之一。

夹逼定理指出,如果一个函数在某一点x0附近被夹在两个函数之间,而这两个函数的极限都存在且相等,那么原函数在x0处的极限也存在且等于这个相等的极限值。

高等数学中极限概念教学的探析

高等数学中极限概念教学的探析

高等数学中极限概念教学的探析高等数学中的极限概念是数学分析的重要基础,对于学生来说,掌握极限概念是十分必要的。

由于极限概念的抽象和深奥性,很多学生在学习过程中可能会感到困惑和挫折。

如何有效地教学极限概念,帮助学生深入理解和掌握这一概念,是高等数学教学中亟待探讨的问题。

在教学极限概念时,教师应该引导学生理解极限的定义和性质,培养学生的数学思维和推理能力,帮助他们建立正确的数学观念。

教师可以通过具体的例子和实际问题引入极限概念,让学生从直观上理解极限的涵义。

教师应该引导学生掌握极限的基本概念和性质,例如极限存在的判断方法、极限运算法则等。

通过大量的练习和实例分析,帮助学生掌握极限的计算方法和技巧。

教师应该注重培养学生的数学思维和逻辑推理能力,让他们在学习极限概念时能够更加理性和严谨地进行分析和推导。

除了传统的教学方法外,现代技术手段也为极限概念的教学提供了新的可能性。

利用多媒体教学手段,可以将抽象的数学概念通过图像、动画等形式进行直观呈现,帮助学生更好地理解和掌握极限概念。

借助互联网资源,学生可以在课后进行更多的自主学习和练习,丰富和拓展对极限概念的理解。

教师在利用现代技术手段进行极限概念教学时,也需要注意保持教学的针对性和有效性,避免过分追求形式上的新颖和炫技,导致教学效果的削弱。

除了教师的教学方法和技术手段外,教学环境和氛围也对学生的极限概念教学产生重要影响。

在课堂教学中,教师应该营造积极、轻松的学习氛围,鼓励学生敢于提问、思考和探索。

通过小组讨论、互动问答等形式,增强学生的参与感和学习热情,激发他们对极限概念的兴趣和求知欲。

也需要关注学生的学习状态和心理感受,及时进行个性化的辅导和帮助,让每个学生在学习极限概念时都能够感受到成功的喜悦和成就感。

高等数学中极限概念的教学需要教师选择适当的教学方法和技术手段,培养学生的数学思维和逻辑推理能力,营造积极、轻松的学习氛围,从而帮助学生更好地理解和掌握极限概念。

浅论数学分析中极限问题的存在性和若干求解方法

浅论数学分析中极限问题的存在性和若干求解方法

浅论数学分析中极限问题的存在性和若干求解方法数学分析中的极限问题一直是一个重要而且复杂的课题,它是数学分析中的一个基本概念,也是一种重要的工具。

在解决极限问题时,我们往往会遇到其存在性和求解方法的问题。

本文将围绕数学分析中极限问题的存在性和求解方法展开讨论,希望能为读者提供一些有益的信息和启发。

一、极限问题的存在性在数学分析中,极限是一个重要的概念,它是描述函数在某一点附近的性质的工具。

对于一个函数f(x),当x趋于某一点a时,如果f(x)的取值逐渐接近某一固定值L,那么我们就称L是f(x)在x趋于a时的极限,记作lim f(x)=L(x→a)。

在讨论极限存在性时,我们首先要了解一些基本的定义和定理。

根据数学分析的基本定理,一个函数在某一点是否存在极限是由它的左极限和右极限共同确定的。

这就意味着,如果一个函数在某一点存在极限,那么它的左极限和右极限必定相等,且等于该点的极限值。

在实际问题中,我们常常会遇到一些特殊的函数或者特殊的极限情况。

当x趋于无穷大时的极限、当x趋于零时的极限等等。

对于这些特殊的情况,我们需要借助一些特殊的方法和技巧来求解。

常见的一些方法包括使用夹逼定理、利用泰勒展开、采用比较定理等等。

对于一些复杂的函数或者一些不易直接计算的极限问题,我们还可以借助数值计算或者利用计算机软件进行模拟和求解。

这种求解方法虽然不如推导方法直接,但在实际问题中有很大的实用价值。

极限问题的存在性是一个非常重要的问题,它直接关系到数学分析的发展和应用。

在实际问题中,我们需要根据具体的函数和具体的极限情况来采用适当的方法和技巧来求解,这样才能够更好地理解和应用极限的概念。

二、极限问题的求解方法常见的求解方法包括使用夹逼定理、利用泰勒展开、采用比较定理等等。

这些方法在实际问题中都有着重要的应用价值。

下面我们就简要介绍一下几种常见的求解方法。

首先是夹逼定理。

夹逼定理是数学分析中一个非常重要的定理,它通常用来证明函数在某一点的极限存在,并且求出该极限值。

数学分析的极限理论

数学分析的极限理论

数学分析的极限理论数学分析是数学的一个重要分支,它研究的是数学中的极限概念和极限性质。

极限理论是数学分析的核心内容之一,对于理解和应用数学中的各种概念和定理具有重要的作用。

本文将从极限的定义、性质以及在数学分析中的应用等方面进行论述。

1. 极限的定义在数学中,极限可以被简单理解为某一变量逐渐趋近于一个确定的值。

更准确地说,设函数f(x)在某一点a的某个邻域内有定义,如果对于任意给定的正数ε,都存在着正数δ,使得当x在(a-δ, a+δ)之间时,有|f(x)-L|<ε,那么我们说L是函数f(x)在x趋近于a时的极限,记作lim(x→a) f(x)=L。

其中,ε 和δ 是任意给定的正数。

2. 极限的性质极限具有一些重要的性质,这些性质对于我们在数学分析中的推导和计算非常有用。

以下是一些常见的极限性质:(1)唯一性性质:如果一个函数在某一点的极限存在,那么它的极限是唯一确定的。

(2)四则运算性质:设函数f(x)和g(x)在某一点a的某个邻域内都有定义,lim(x→a) f(x)=A,lim(x→a) g(x)=B,则有以下性质成立: - lim(x→a) [f(x)+g(x)] = A + B- lim(x→a) [f(x)-g(x)] = A - B- lim(x→a) [f(x)×g(x)] = A × B- lim(x→a) [f(x)/g(x)] = A / B (其中B≠0)(3)复合函数的极限性质:设函数f(x)在a点的某个邻域内有定义,g(x)在b点的某个邻域内有定义,且lim(x→a) f(x) = b,lim(t→b) g(t) = L,则有lim(x→a) g[f(x)] = L。

3. 极限的应用极限理论在数学分析中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:(1)导数和积分:在微积分中,导数和积分是两个基本概念。

极限理论为我们提供了求导和求积分的理论基础,使得我们能够更好地理解和运用这两个概念。

数学分析中极限概念的教学策略分析

数学分析中极限概念的教学策略分析

数学分析中极限概念的教学策略分析作者:张帅来源:《知识文库》2019年第06期在高等院校中,数学分析是数学专业的主要教学课程,极限概念是数学的基本理论,极限概念的教学会直接影响学生对这一门课的理解,教师在教学过程中可以转换观念对学生进行引导式的教学。

本文通过阐述数学分析中極限概念的相关概念,探索教师开展极限概念教学的策略,让学生学习极限时能更确切的理解,以期为数学努力奋斗的学者们提供参考。

引言:数学分析是一门具有数学基础的现代科学技术应用的学科,是高等院校数学专业一门基础的课程。

在数学分析中极限概念是最重要的一个概念,例如:曲线积分、重积分、导数、连续、定积分等的基础概念都是建立在极限概念中的。

数学的基础理论是极限概念理论,教师在展开极限概念教学时,应引导学生在数学学习时,充分注重思维和理解的学习,从而锻炼自己的思维能力,不断提高学习效果。

1 数学分析中极限概念的基本阐述初等的数学教学是对数量关系、事物运动、事物相对的状态、变化过程中数量关系的研究。

数学从初等数学不断地研究,不断地变化和改革慢慢演变成了极限概念,根据研究对象的变化,引起了各种方式的改革。

极限就是为了适应物体运动而研究的,一种新的和数量有关的数学方法。

从产生极限的背景历史来看,极限概念产生自微积分学的长、体积、瞬时速度、求面积、曲线在一点的切线等问题。

然而人们在很早的时候就已经有了极限思想。

极限思想起源于古希腊,数学家欧多克索斯将其命名为极限。

欧多克索斯认为量是无限可能的,并对此立下原理:“如果从任意量中减去不小于它的一半的部分,从余量中再减去不小于它的一半的另一部分,如此下去,则最后剩下一个小于任何给定的同类量的量”。

古希腊阿基米德在《论球和柱体》一本书中第一次说到球冠和球的表面积,球的表面积是圆柱体总面积的二分之一,圆柱体的面积也等于球的面积的三分之二,这个推理过程中含有微积分思想。

2 教师开展极限概念教学的策略对于刚接触到极限数学的学生来说,掌握极限概念是具有一定的积极作用的。

浅析数学分析中极限解答方法

浅析数学分析中极限解答方法

浅析数学分析中极限解答方法【摘要】数统计、格式要求等等。

数学分析中的极限是一项重要的概念,在解决数学问题中起着至关重要的作用。

本文首先介绍了极限的定义和性质,然后详细阐述了极限解答方法的基础步骤。

接着介绍了利用代数运算简化极限解答的方法,以及利用夹逼准则和洛必达法则求解极限的技巧。

通过这些方法,我们可以更快更准确地计算各种极限问题。

结论部分总结了数学分析中极限解答方法的重要性,并展望了未来极限解答方法的发展方向。

通过不断探索和创新,我们相信极限解答方法在数学分析中的应用将不断得到拓展和提升,为数学领域的发展做出更大的贡献。

【关键词】数学分析,极限,解答方法,定义,性质,基础步骤,代数运算,夹逼准则,洛必达法则,重要性,发展方向。

1. 引言1.1 介绍数学分析中极限的重要性在数学分析中,极限是一个非常重要的概念。

它在分析函数的性质、求导、积分等方面起着至关重要的作用。

极限可以帮助我们理解函数在某一点的趋势和变化规律。

通过研究函数在某一点的极限,我们可以揭示函数在该点的导数、积分等性质,从而深入了解函数的变化情况。

极限在数学分析中具有举足轻重的地位。

在推导一些重要的数学定理和结论时,往往需要借助极限的概念,如中值定理、泰勒展开式等。

极限的定义和性质也是许多数学问题的基础,它贯穿于整个数学分析的学习过程中。

极限还是数学分析中解决实际问题的重要工具。

通过对极限的研究,我们可以求解一些极限实例,从而解决一些实际问题。

极限解答方法的熟练掌握,可以提高我们在数学分析中的解题效率,加深对数学概念的理解。

了解数学分析中极限的重要性,对于我们深入学习数学分析,提升数学分析能力具有重要的意义。

通过掌握极限的概念和解答方法,我们能够更好地理解数学问题,提高数学建模和解题能力。

1.2 阐述极限解答方法在数学分析中的应用在数学分析中,极限是一种基础概念,它在整个数学领域中都具有重要的地位。

极限解答方法作为解决数学分析中复杂问题的重要工具,被广泛运用于各种数学领域的研究和应用中。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

《数学分析》中关于极限概念教学的一点探讨
作者:张彩霞
来源:《科技创新导报》2011年第12期
摘要:在初学数学分析时,共有二十八种极限概念,这些极限概念是数学分析的基础,学生对各种极限概念的理解程度直接影响到对这门课程学习的成败。

教师在教学过程中要引导学生将各种极限概念的定性描述准确地转化为定量描述,并能深刻理解,逐渐灵活运用。

关键词:数学分析极限概念教学
中图分类号:G6 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(c)-0147-02
《数学分析》课程是大学数学系一门重要的基础课,对这门课程学习的好坏,直接影响到学生思维能力的形成及对后续课程的接受能力。

学生从高中刚入大学,学习内容从原来的具体到抽象、从离散到连续、从有限到无限,使学生感到《数学分析》很难,特别是刚开始接触各种极限概念的定量描述,理解起来很吃力.而数学分析这门课程就其自身而言,有着理论上的严密性和前后的连贯性,极限概念是数学分析的基石,学生对各种极限概念的理解程度直接影响到对这门课程学习的成败。

本人在教学过程中,深刻体会到关于极限概念教学的重要性。

在初学数学分析时,就有二十八种极限概念(包括正常极限和非正常极限),教师在教学过程中的任务是引导学生将这二十八种极限概念从定性描述准确地转化为定量描述。

并使学生对各种极限概念的定量描述能深刻理解,逐渐灵活运用。

1 正常极限概念
1.1 数列极限概念
数列极限的概念是最开始要学习的极限概念,如果学生对这个概念能准确理解的话,对于理解接下来要学习的函数极限概念就容易多了,所以对数列极限概念的教学至关重要。

首先观察数列::
特征:当无限增大时,无限接近于
此时称该数列收敛于0,或称0为该数列的极限。

“无限增大”和“无限接近”是对数列变化性态的一种形象描述,是定性的说明,而不是定量的描述,这在数学上无法进行严谨地论证。

所以我们要定量地描述该数列的特征。

例如:(1)对于要使只需即数列从第项开始,以后所有项都满足这一要求。

亦即对于存在正整数当时,有
(2)对于要使只需即对于存在正整数当时,有
(3)对于要使只需即对于存在正整数当时,有
一个比一个小,最小,但毕竟是确定的数。

要描述“无限接近于即任意小,并保持任意小。

”必须对任何无论怎么小的正数从某项开始都能做到
该数列特征的定量描述:对于任意给定总存在正整数当时,有
强调1:“对于任意给定”说明“无限接近于”,正是因为正数具有任意性,不等式才表明接近于0的无限性。

强调2:“总存在正整数当时,”说明总存在第项,在项以后的所有项都有
通过该例子,使学生理解数列极限的定量描述,然后给出数列极限的定义。

定义:设是数列,为定数。

若对于任意给定的总存在正整数使得当时,有则称数列收敛于,定数称为该数列的极限,记为或[1~2]。

强调:(1)的二重性;(2)的相应性;(3)的凝聚性。

从几何意义上看,
“当时,有”意味着:所有下标大于的项都落在内,而在之外,数列中的项至多只有项.若在之外,数列中的项只有有限个,设这有限项的最大下标为,则当时,从而数列极限的另一种描述:
定义1.1:设是数列,为定数。

若对于任意给定的数列中至多有有限项落在外,则称数列收敛于,定数称为数列的极限[1]。

1.2 函数极限概念
(1)趋于时的函数极限。

定性描述:当无限增大时,函数的函数值无限接近定数。

定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当时,有
定义:设在上有定义,为定数。

若对于任意给定的总存在正数使得当时,有则称函数当趋于时以为极限,记作或[1]。

(2)趋于时的函数极限。

定性描述:当无限减小时,函数的函数值无限接近定数
定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当时,有
定义:设在上有定义,为定数。

若对于任意给定的总存在正数使得当时,有则称函数当趋于时以为极限,记作或[1]。

(3)趋于时的函数极限。

定性描述:当无限增大时,函数的函数值无限接近定数。

定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当时,有
定义:设在上有定义,为定数.若对于任意给定的总存在正数使得当时,有则称函数当趋于时以为极限,记作或[1]。

三者的关系:
(4)趋于时的函数极限。

定性描述:当无限接近时,函数的函数值无限接近定数。

定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当时,有
定义:设在内有定义,为定数。

若对于任意给定的总存在正数使得当时,有则称函数当趋于时以为极限,记作或[1]。

(5)趋于时的函数极限
定性描述:当大(小)于,且无限接近时,函数的函数值无限接近定数。

定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当()时,有
定义:设在()内有定义,为定数。

若对于任意给定的总存在正数使得当()时,有则称函数当趋于时以为极限,记作或(或)[1]。

三者的关系:
2 非正常极限概念
非正常极限共有21种,教师在课堂上应重点讲授至少三种,然后引导学生举一反三,将其它种类的非正常极限准确地定量描述出来。

2.1 趋于时的函数极限为
定性描述:当无限接近时,无限增大。

定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当时,有
定义2.1:设在内有定义。

若对于任意给定的总存在正数使得当时,有则称函数当时有非正常极限记为或[2]。

2.2 趋于时的函数极限为
定性描述:当无限接近时,无限增大(减小)。

定量描述:对于任意给定的总存在正数使得当时,有
定义2.2:设在内有定义。

若对于任意给定的总存在正数使得当时,有则称函数当时有非正常极限记为()或()[2]。

说明:若或必有但当时,不一定有,也不一定有,教师应举反例加强学生理解。

非正常极限还有18种,例如:
趋于时数列的极限为。

定义2.3:设是数列,若对于任意给定的总存在正整数使得当时,有则称数列有非正常极限记为或[2]。

在教学过程中,要引导学生对各个极限定义的否定准确叙述,并练习应用。

若这最初学习的二十八种极限概念学生能准确理解的话,就为数学分析这门课程的进一步学习打下了坚实的基础。

参考文献
[1] 华东师范大学数学系.数学分析(第3版)上册[M].高等教育出版社,2004.
[2] 陈纪修,於崇华,金路.数学分析(第2版)上册[M].高等教育出版社,2004.
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”。

相关文档
最新文档