微积分实验教学模式研究

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  【摘要】针对高等院校经济、管理等专业的微积分课程,设计了实验教学方法.每个实验案例都是从一个实际问题出发,来讨论分析如何解决这个问题.一共设计了2个教学案例,每个教学案例基本上包括了“问题提出-建立数学模型-分析研讨-计算机处理-思考”的过程.
  【关键词】实验教学;案例教学;微积分
  
  一、引 言
  掌握简单的数据处理方法,学会使用数学软件解决数学问题;提高应用数学知识分析问题、解决问题的能力,掌握基本的数学建模方法和技巧,为将来的进一步的学习与工作打下一定的数学基础.同时在教师指导下用学到的数学知识和计算机技术分析、解决一些经过简化的实际问题,培养学生的数学兴趣,从而进一步提高学生“用计算机做数学”的能力.
  二、教学案例
  案例一:蚊子和壁虎.适用教学内容:导数概念.可参考同济大学《微积分(第六版)》【1】第二章第一节.
  一、问题提出
  
  图 1如图1所示,一只壁虎从A点沿着墙面上的障碍物曲线y=9-x2出发慢慢地爬至B点后再爬往C点,而一只蚊子则在墙壁上点(5,0)处待着不动.问:
  (1)“当壁虎爬到一定位置发现蚊子”在几何上表示什么?
  (2)利用Matlab作图估计壁虎发现蚊子时壁虎所在的位置.
  (3)计算出此时壁虎的真实位置并与(2)的结果作比较,考察结论是否一致.
  (4)求此时壁虎与蚊子之间的距离.
  二、涉及知识点
  函数求导,曲线的切线方程,平面上两点间的距离
  三、所使用的软件和关键语句
  软件:Matlab 6.0
  关键语句:plot(x,y),syms,eqn=′y-(9-a^2) 2*a*(x-a)′,
  neweqn=subs(eqn,{x,y},{5,0}),solve(neweqn,a),
  d=norm(BH-WZ,2)
  四、实现的过程和结果
  
  图 21.提示:本题主要要求学生正确理解“当壁虎爬到一定位置发现蚊子”这一概念,其本质就是求过(5,0)这点的原曲线的切线(图2).
  2.实验过程
  第一步,准备工作
  
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