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MATLAB软件在高等数学教学中的应用

  • 作者: 新生代
  • 来源: 归一文学
  • 发表于2023-11-09
  • 热度21827
  • 黄婷婷 揭阳职业技术学院 广东揭阳 522000

    一、引言

    高等数学作为高等院校理工科专业的必修基础课程,主要包含极限与连续、导数与微分、不定积分和定积分、常微分方程、矩阵等内容。该门课程理论严密,知识点复杂且抽象,不少同学觉得课堂的内容难以理解和掌握。传统的教学方式主要以课本的数学知识为基础,内容较为枯燥,容易与实际应用脱节 而与生活实际、生产实际相结合的数学模型中,往往需要比较复杂的计算,而这些计算又会占用大量的时间,影响学科知识的全面掌握,不利于提升学生学习的主动性和创造性。因此,MATLAB软件作为辅助的手段应用到高数课堂中,可为数学教学和实际应用架起桥梁。

      MATLAB是由Mathworks公司发布的集算法开发、数据可视化、数据分析及数值计算于一体的高级技术计算语言和交互式环境,广泛应用于信号和图像处理、通信、控制系统设计、测试和测量等众多领域。

      本文主要介绍如何使用MATLAB软件讲解高等数学中函数间断点的知识点,以几个简单的例题,探讨将MATLAB软件辅助高等数学课堂教学的优点,使一些抽象的公式或运算能用可视化的图像表示出来,达到传统教学无法实现的效果。以此调动学生学习高等数学的积极性,进一步改善高等数学的教学效果。

    二、MATLAB在高等数学教学中的应用

    (一)函数间断点的概念

    如果函数f(x)在点x0处不满足连续的条件,则称函数f(x)在点x0处不连续或间断。点x0叫做函数f(x)的不连续点或间断点。

      如果函数f(x)在点x0处有下列三种情形之一,则点x0为f(x)的间断点。

      1.在点x0处f(x)没有定义。

      2.limx→x0f(x)不存在。

      3.虽然f(x0)有定义,且limx→x0f(x)存在,但limx→x0f(x)≠ f(x_0) 。

    (二)函数的间断点求解

    在MATLAB软件中,可以通过命令limit实现函数的极限计算。同时,可以利用plot或fplot命令绘制二维曲线函数图形,通过图像更直观地理解相关概念。

      在MATLAB的命令窗口输入:

      x=-0.5:0.01:0.5;

      legend('y=x*cos(1/x)')% 显示图例

      

      图1 函数y=xcos 的图像

      syms x% 定义符号变量

      limit(x.*cos(1./x),x,0)%求函数在自变量x趋于0时的极限

      limit(x.*cos(1./x),x,0,'left')%求函数在自变量x趋于0时的左极限

      limit(x.*cos(1./x),x,0,'right')%求函数在自变量x趋于0时的右极限

      执行结果:

      ans =0

      ans =0

      ans =0

    三、小结

    以上题目介绍了MATLAB软件在求函数间断点的应用。利用不复杂的命令可以实现高等数学中的很多基本计算,且准确率高,运行效率高。将MATLAB软件应用于高等数学的辅助教学,不仅能提高计算的效率和准确度,还有利于培养学生借助计算机解决数学问题的思维方式,既能掌握必须的数学基础知识,又能有效的建立起课堂与生产实际的联系,为今后走上工作岗位打好基础。

      本文标题:MATLAB软件在高等数学教学中的应用

      本文链接:https://www.99guiyi.com/content/1165181.html

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