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摘要: 本文从三个具体的例题出发,讨论了几何方法在高等数学证明问题中的应用。关键词:极限;几何方法;导数【中图分类号】G633.63
在高等数学中,我们经常会遇到各种各样的证明问题,所采用的证明方法也因题而异,变化多端,往往没有一个万能的证明方法放之四海而皆准. 在本文中,我们主要采用几何方法来证明高等数序中的几个极限问题.1. 证明:极限 .证明:如图1所示,在单位圆O中,假设,则,其所对应的 弧,与弧对应的弦长. 由于,此时弧则近似看做弦,即,故. 证毕.2. 证明:极限 .证明:如图2所示,在单位圆O中,假设,则,其所对应的弧,与弦所构成的弓形的高为. 当时,弧近似成弦,此时高,从而 证毕.3.证明:导数公式:
证明:要证明该导数公式,除了应用导数定义和三角函数公式外, 下面我们用几何方法证明该公式. 由导数的几何意义可知,导数描述的是函数关于自变量的变化率问题.
如图3所示,这个求导问题可以看成当点做圆周运动时,从夹角为的任意一点转过夹角时运动到点,其纵坐标的变化率问题.
设点的纵坐标,转过时到达点,在此过程中其相应的纵坐标增量为. 由图可知,当充分小时,则弦弧.
由 几乎垂直于,则.故,即 ,故. 证毕.
从以上几例,我们发现,虽然很多问题都可以应用代数方法得以解决,但如果能够挖掘其几何意义,则可以借助图形的几何关系,采用更加直观的方法加以证明。不过,几何方法的依据依然是定义,这就要求我们在学习过程中准确理解定义,善于抓住问题的本质,采用适当的方法,从而又好又快的解决问题.
参考文献:[1] 高等数学(第六版)[M],同济大学数学系编,高等教育出版社,2007年。[2] Larson, Ron, Bruce H. Edwards, David E. Heyd. Calculus of a single variable. 7th ed. [M] Boston: Houghton Mifflin Company, 2002.
在高等数学中,我们经常会遇到各种各样的证明问题,所采用的证明方法也因题而异,变化多端,往往没有一个万能的证明方法放之四海而皆准. 在本文中,我们主要采用几何方法来证明高等数序中的几个极限问题.1. 证明:极限 .证明:如图1所示,在单位圆O中,假设,则,其所对应的 弧,与弧对应的弦长. 由于,此时弧则近似看做弦,即,故. 证毕.2. 证明:极限 .证明:如图2所示,在单位圆O中,假设,则,其所对应的弧,与弦所构成的弓形的高为. 当时,弧近似成弦,此时高,从而 证毕.3.证明:导数公式:
证明:要证明该导数公式,除了应用导数定义和三角函数公式外, 下面我们用几何方法证明该公式. 由导数的几何意义可知,导数描述的是函数关于自变量的变化率问题.
如图3所示,这个求导问题可以看成当点做圆周运动时,从夹角为的任意一点转过夹角时运动到点,其纵坐标的变化率问题.
设点的纵坐标,转过时到达点,在此过程中其相应的纵坐标增量为. 由图可知,当充分小时,则弦弧.
由 几乎垂直于,则.故,即 ,故. 证毕.
从以上几例,我们发现,虽然很多问题都可以应用代数方法得以解决,但如果能够挖掘其几何意义,则可以借助图形的几何关系,采用更加直观的方法加以证明。不过,几何方法的依据依然是定义,这就要求我们在学习过程中准确理解定义,善于抓住问题的本质,采用适当的方法,从而又好又快的解决问题.
参考文献:[1] 高等数学(第六版)[M],同济大学数学系编,高等教育出版社,2007年。[2] Larson, Ron, Bruce H. Edwards, David E. Heyd. Calculus of a single variable. 7th ed. [M] Boston: Houghton Mifflin Company, 2002.