《数系的扩充与复数的引入》教学思路
数系的扩充,一方面,是因为生产和科学发展的需要而使数逐步扩充的过程。早在人类社会初期,人们在狩猎、采集果实等劳动中,由于计数的需要,就产生了自然数;为了满足记数需要和表示具有相反意义的量,人们引入了负数,将数系扩充到整数集;为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题,人们引进了分数,将数系扩充到有理数集;为了解决开方开不尽的矛盾,人们引进了无理数,将数系扩充到实数集。
另一方面,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾。自然数集中,“+”满足其封闭性,为了让“—”满足其封闭性,将自然数扩充为整数;为了让“÷”满足封闭性,将整数扩充为有理数,为了将极限运算满足封闭性,将有理数扩充为实数。
数系从自然数集→整数集→有理数集→实数集,也就是说,现在我们认识到最大的数集是实数集,那么,实数够用吗?对于方程x2=-1,在实数范围内是否有解?用实例说明,现有的实数解决不了负数开平方的问题。由此说明,数不够用了,需要再次扩充,通过此种方式使学生了解引入虚数的必要性。
接下来引入虚数单位,进而讨论实数与虚数的关系,即构造新数——复数,讲解复数的概念和分类,如此,成功的将数集扩充到复数集,实数集、虚数集都是复数集的真子集。
数系扩充的过程可类比必修1指数函数中指数的扩充过程,指数可以扩充为任意的整数、
数系的扩充,一方面,是因为生产和科学发展的需要而使数逐步扩充的过程。早在人类社会初期,人们在狩猎、采集果实等劳动中,由于计数的需要,就产生了自然数;为了满足记数需要和表示具有相反意义的量,人们引入了负数,将数系扩充到整数集;为了解决测量、分配中遇到的将某些量进行等分的问题,人们引进了分数,将数系扩充到有理数集;为了解决开方开不尽的矛盾,人们引进了无理数,将数系扩充到实数集。
另一方面,数集的每一次扩充,对数学学科本身来说,也解决了在原有数集中某种运算不是永远可以实施的矛盾。自然数集中,“+”满足其封闭性,为了让“—”满足其封闭性,将自然数扩充为整数;为了让“÷”满足封闭性,将整数扩充为有理数,为了将极限运算满足封闭性,将有理数扩充为实数。
数系从自然数集→整数集→有理数集→实数集,也就是说,现在我们认识到最大的数集是实数集,那么,实数够用吗?对于方程x2=-1,在实数范围内是否有解?用实例说明,现有的实数解决不了负数开平方的问题。由此说明,数不够用了,需要再次扩充,通过此种方式使学生了解引入虚数的必要性。
接下来引入虚数单位,进而讨论实数与虚数的关系,即构造新数——复数,讲解复数的概念和分类,如此,成功的将数集扩充到复数集,实数集、虚数集都是复数集的真子集。
