新浪博客

观David Jerison 单变量微积分课程有感

2014-05-06 22:22阅读:
看了MIT教授David Jerison的单变量微积分课程前六集,这个课一上来便开始讲授具体的知识内容,没什么铺垫,讲极限也是很具体的求某个式子的极限,如何产生极限,极限是什么未作说明,感觉有点照本宣科,因此对此课程并未有眼前一亮的感觉。由此想到如果花费35小时看完这个课程太过浪费时间了,于是开始浏览网友对此课程的评论,有些网友看完这个课程后给出非常中肯的评价,批评国内老师讲课经常天降公式或侧重解题,对于公式定理性质的推理过程欠缺清晰细致的讲解。看到有很多网友夸赞这个课程,并看到他们议论一些知识点与同济版高数教科书的证明方式不同,为了见识那些不同的证明方式,我就坚持看了下去。
我一直以来都反感功利地应用公式做题,公式定理性质的来龙去脉,为什么会产生这个公式,因为什么需求才推动了这个公式的产生及应用,如何应用现有的知识推理出这个定理那个性质,学生学习一个知识点的过程,最好还原回那个知识点的发明过程,让学生以符合人类原始创造天性的方式推理出来。而中国教育很多传授知识的方式是,当前学的公式定理性质有可能要靠很多年以后才能学到的知识去证明推理出来,于是学生只是学习如何运用,去做很多繁琐的题,把考试完成。那种潜在的对于理论感性的预言猜测能力被逐渐淹没,在这个过程中创造力和推理能力被大大削弱,中国的教育对于学习原理的产生与应用颇有本末倒置的意思。当然对于师资力量迥异的学校,会有些差别。那么接下来阐述一下这个课程对于一些知识的证明方法与同济版高数书的证明方法的不同之处以及哪个更容易让初学者理解。
例如对于sinx的导数是什么的推理过程,同济版高数书是用纯代数方式应用三角函数关系推理出来的。David教授是用构建几何图形的方式推导出来的,这种方式很原始,很直观,无需了解三角函数关系转换公式,清楚sinx的几何定
义即可。Sinx由几何定义而来,通过几何方式证明它的导数是什么,这种方式更容易追根溯源,而用纯代数推理过程,还需要追溯三角函数关系转换式的证明过程。cosx的导数的求法差异雷同。我觉的一个很棒的推理过程是用最简单的理论去证明一个原理。
另一个亮点是关于两个重要极限的,对于第一个重要极限,同济高数书以几何图形为依托应用加逼定理证得。David应用几何图形动态化。同济高数书的证明方式严谨便于书面化,David方式简单,便于理解,欠缺严谨的公式化推理过程。 观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
最亮点要说第二个重要极限,同济高数书是应用牛顿二项公式展开以及加逼定理求得。所占篇幅很大,不够简单明了。
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
David的证明方式是引入一种思想,n趋向于无穷,则1/n趋向于零,那么1/n趋于0就相当于求导时ΔX趋于零,推导如下,简单明了。
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感

2014年5月8日20:10新记
在二阶近似中,教授D以抛物线函数为例解释二阶项为什么是
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
这个解释不是严谨的证明,但是却形象的给初学者一个入门印象。我认为这种循序渐进式的渗透方式要比上来就给一个泰勒展开式证明好。还有后面的借助金字塔证明定积分公式,这个方式确实没有用加逼定理及纯代数推导显得更严谨更学术,但是明显更易于初学者直观理解。等到学生学的越来越多,那么后面自然会用更学术的方式去证明。教授D的授课方式非常符合人类认识事物的一般性规律,从感性到理性,从具象到抽象。
1)以抛物线为例证明二阶近似项:
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
将以上公式中在x=0时对应的
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
带入下面的二阶近似式
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感

观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
由此可见,抛物线是完美对应二阶近似式的。
2)在证明定积分公式中,对于如何求得这个式子
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
的和是个麻烦,其它都很easy,用纯代数的方式是可以求得这个式子的和的,同济版高数书上便用的此法。教授D是借助金字塔的体积,然后以加逼方式求出。难道教授D不会那种代数的求解方式吗?答案肯定是NO,这便体现了一种教学方式。
3)应用定积分性质证明 观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感与它的高次多项展开式的关系:
观David <wbr>Jerison <wbr>单变量微积分课程有感
2014年5月12日12:35新记
教授D将加权平均法融入到积分中来讲,与黎曼和和拉格朗日中值定理联合讲解,清晰透彻。教授D对中值定理的解释相对于高数书要更宏观,更易于理解。
教授D讲到∫ e^(-x^2)从0到∞的积分为(根号下π)/2时,就在想这个如何证明。23集通过设定哑变量Q,然后通过r^2=x^2+b^2的方式证明V=Q^2,精彩!在本身所具备的知识有限时,可以通过设定哑变量的方式绕过一个还不清楚的点从而继续探究的旅程,这是一个蕴含在数学里的哲理。赞!看教授D的单变量微积分课程已经成为一个习惯。

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享