MATLAB動畫演示兩個重要極限的教學實踐*

華玉春（湖南科技學院 理學院，湖南 永州 425100）

MATLAB動畫演示兩個重要極限的教學實踐*

華玉春
（湖南科技學院 理學院，湖南 永州 425100）

本文根據(jù)高等數(shù)學課程教學的實際，利用MATLAB動畫演示數(shù)列與函數(shù)極限過程，增強課堂教學的趣味性和實踐性，幫助學生更形象、直觀地理解和掌握極限的概念與性質，從而達到破解這一教學中的難題，改進教學效果，提高教學質量的目的。

MATLAB動畫；極限；高等數(shù)學；教學實踐

引言

極限是高等數(shù)學中最基礎最重要的概念之一，高等數(shù)學中許多重要的概念，如無窮小量、連續(xù)、導數(shù)、定積分、廣義積分、無窮級數(shù)等的定義都是建立在極限概念的基礎之上。極限是高等數(shù)學學習過程中的第一個較難理解的核心概念，是教學中的重點和難點，正確理解和掌握極限的概念是學好高等數(shù)學的關鍵。

極限概念具有高度的抽象性和嚴密的邏輯性，而大一新生對學習方法和老師的教學方法還沒有適應，自主學習的能力也達不到相應的要求，他們在極限概念的學習過程中往往感覺到抽象、枯燥和難以理解。如何才能變抽象為具體，化枯燥為生動，將極限過程直觀形象地展示給同學們，讓他們能輕松地理解和掌握極限的概念呢？利用MATLAB動畫演示兩個重要極限過程就是一種很好的選擇。

在高等數(shù)學課堂教學中，可以引入MATLAB軟件，實現(xiàn)教學理論與實驗演示相結合。［1］MATLAB具有很強的圖像處理功能。MATLAB中創(chuàng)建動畫的方法主要有兩種：其一是在圖形窗口按一定的算法連續(xù)地擦除和重繪圖形對象，這種動畫稱之為程序動畫；其二是先保存一系列圖形，然后按一定的順序像電影一樣播放，這種動畫就是電影動畫。本文接下來主要介紹利用MATLAB軟件制作程序動畫演示數(shù)列與函數(shù)極限過程的兩種教學實踐。

一、運用MATLAB動畫演示數(shù)列極限過程

解：在MATLAB命令窗口中輸入程序：

運行程序，即可生成動畫演示出極限過程，其部分截圖如圖1。

圖1隨n增大時，an=（1+）n→e的動畫演示截圖

從整過演示過程可以看出，隨著n增大an也不斷增大且越來越接近于e，即數(shù)列｛an｝以直線y=e為漸近線，這與數(shù)列極限的幾何意義是吻合的。同時，用動畫演示出該極限過程也能增加課堂的趣味性，吸引學生的注意力，調動學生的積極性，讓他們能直觀形象地體會數(shù)列極限的定義，深刻地掌握數(shù)列極限的概念。

*基金項目：國家自然科學基金（11401201）；湖南科技學院重點學科建設項目。

作者簡介：華玉春（1982-），女，湖南武岡人，湖南科技學院專任教師，碩士，從事常微分方程和動力系統(tǒng)的研究。

二、運用MATLAB動畫演示函數(shù)極限過程

解：在MATLAB命令窗口中輸入程序：

運行程序，得到演示該極限過程的動畫，其部分截圖如圖2。

圖2當x→0時，f（x）=→1的動畫演示截圖

由動畫演示過程及其截圖表明：當x→0-時，f（x）=→1且當x→0+時，f（x）=→1，故當x→0時，f（x）=→1。整個過程非常的生動形象，給學生留下深刻的印象。

三、結束語

極限概念本身就是一個動態(tài)的漸進過程，通過動畫演示把他展示出來，還原其本來的面目，就像物理、化學的實驗一樣，就能讓同學們更加直觀形象地理解極限的概念并掌握極限理論的基本思想。

［1］劉廣會，曹修文，齊化富.基于matlab的圖形和動畫技術在高等數(shù)學教學中的應用［J］.甘肅聯(lián)合大學學報（自然科學版），2013，27（3）：83-86.

［2］聞新，周露，等.MATLAB科學圖形構建基礎與應用（6.x）［M］.北京：科學出版社，2002：161-170.

On the basis of the actual conditions of higher mathematics teaching，MATLAB animations is used to demonstrate the process of sequence and function limit，which makes the classroom teaching more interesting and practical，helps students understand the concept and properties of limit intuitively and vividly，cracks the teaching problem and improves the teaching effect and quality.

MATLAB animations；limit；higher mathematics；teaching practice

2096-000X（2016）15-0148-02

G642

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