探索与分析高等数学中常见的一题多解(2)
时间:2013-08-31 10:12 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:吴慧 孙丹娜 郭效芝 点击次数:
那么可以求得u=-6x+C1,即y=-6x2+C1x,而f(1)=-2。因此f(x)=-6x2+4x
在解法一中,我们是把积分方程化成了一阶线性非齐次微分方程。解法二中,直接把积分方程化成了二阶常系数线性微分方程,通过逐步积分来求解。解法三,则是把积分方程化成了一阶微分方程,按照齐次方程的求解方法解答。同一个积分方程按照不同的求解方法来求解,既复习了求解微分方程常用的求解方法,又为培养学生发散思维的能力奠定了一定的基础。
2 不定积分的一题多解
三角函数的不定积分是一类比较复杂的不定积分,灵活性比较大,因此是不定积分中较难掌握的一类积分。由于有理函数的积分总有一定的方法可循,所以求三角函数有理式的积分时,常常先设法将其化为有理函数的积分。常用的方法就是万能代换。但是,万能代换也并不是万能的,对于积分问题不作具体的分析,盲目的使用万能代换,最后得到的有理函数往往会比较繁琐。因此在计算三角函数有理式的不定积分时,应先观察被积函数的特点,再选择合适的方法进行求解。
例:求解?蘩■dx
解法一:万能代换法。令u=tan■,则sinx=■,dx=■du,那么,?蘩■dx=?蘩■du=■?蘩(■+■+3+u2)du
=■(-■-■+3u+■)+C=-■-■+■tan■+■tan3■+C=-■cot3■-■cot■+■tan■+■tan3■+C
解法一:改进的万能代换法。令u=tanx,则sinx=■,dx=■du,那么,?蘩■dx=?蘩■du=?蘩(■
+■)du=-■-■+C=-■-■+C=-■cot3x-cotx
+C。
解法三:变形凑微分
?蘩■dx=,?蘩csc4xdx=,?蘩csc2x(1+cot2x)dx=,?蘩csc2xdx+?蘩csc2xcot2xdx=?蘩csc2xdx-?蘩cot2xdcotx=-cotx-■cot3x+C。
在解法一中,直接利用万能代换求解不定积分,将三角有理函数的积分化成了有理函数积分。解法二,对万能代换做了改进,当被积三角函数的幂次比较高的时候,再利用半角代换,得到的有理函数会比较复杂。改用公式u=tanx做代换,得到的有理函数相对比较简单。如果被积三角函数含有sin2x,cos2x,tan2x也可利用u=tanx做代换。解法三最为简单,利用凑微分法。因此在计算三角函数有理积分时,先分析函数的特点,再选用相应的方法,才可事半功倍。另外,采用不同的方法所得到的结果也不尽相同,尤其是三角有理函数,这充分展现了数学的魅力,也能使学生的思维得到充分的发展,提高学生的空间想象能力。
采用一题多解的授课模式,可引导学生从不同的角度来观察和思考问题,以寻求不同的解题途径,同时引导学生对多种求解方法进行比较,优化解题方法,挖掘其内在联系,从而培养学生的发散思维能力。
参考文献:
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