浅谈数学分析中反例的作用
反例在数学教学中的作用
反例在数学教学中的作用摘要:数学是所有科目中对思维要求最缜密的学科之一,它有自己独特的思维方式和逻辑推理体系,那么,对于数学这门课程,教师如何来教,学生如何来学,方法固然是最重要的。
本篇论文就将浅谈一下反例在数学教学中的作用。
本篇论文是经过在网上查阅大量的相关期刊和在图书馆查阅大量的相关书目,结合自己的学习以及工作阅历最终完成的。
本文的创新点在于通过引用一些非常典型的例题做分析说明,而且例题都涉及到了中学数学的重要章节和必考内容。
本篇论文的目的在于改变现有的教学状态,能够激发学生的学习热情,培养学生的创造能力,鼓励学生要有敢于质疑和敢于探究的科学精神,培养学生良好的思维品质和学习习惯。
【关键词】教学作用构造逆向思维一、反例的含义在数学中,要证明一个命题是正确的,就必须经过严格的推理论证[[1]]。
而要证明一个命题是错误的,非常简单的做法就是举出反例。
反例,顾名思义就是指反面的例子,通常是指能够满足命题条件却不满足命题结论的例子。
在数学教学中,反例的作用不容小觑。
反例在判断对错时很有说服力,因此,在数学教学中重视运用反例,能让学生牢记所学内容,激发学生的学习热情,增加学生的见识,使其灵活多变,也学会换角度思考问题。
二、反例的来源与构造证明一个猜想是合理的、正确的,就必须经过严格的、缜密的推理论证;而证明一个猜想是不正确的,只需找到猜想命题的反例就可以了。
在教学过程中往往会有这样的情形,要说明一个命题是假命题, 教师就会直接给出一个反例, 说明反例虽然符合命题的各种条件, 却不能使命题的结论成立, 教师很少给学生分析甚至不做分析说明反例是如何得到的。
学生非常佩服老师学识渊博,能信手拈来一个又一个非常具有说服力的反例,却只能对老师的才华望其项背。
仿佛舞台上的魔术师,能从口袋里变出很多观众意想不到的东西,观众觉得特别神奇,但却永远也学不会。
所以,在教学过程中,教师应该尽可能地给学生讲解如何来构造反例,让学生知其然,更知其所以然。
浅谈数学分析中反例的作用
浅谈数学分析中反例的作用数学分析是一门基础的数学学科,研究实数集上函数的性质以及极限、连续性、收敛性等概念与定理。
在数学分析的学习过程中,反例是一种非常重要的工具和思维方式。
本文将从数学分析中反例的定义、作用以及展示的方式等方面进行探讨。
首先,反例是指用以证明或推翻一些命题的合理例子。
在数学分析中,经常会用到反例来证伪一个命题,即通过构造一个特殊的例子,使得命题不成立。
反例通常是通过对已知条件进行逻辑推理和推导,然后找出一个具体的实例来使得不等式、恒等式或者条件不成立。
其次,反例在数学分析中的作用是多方面的。
首先,反例可以用来验证是否存在其中一种性质或者条件。
例如,对于一些命题,我们可以通过构造一个反例来证明该命题不成立,从而说明该性质或条件不存在。
其次,反例还可以用来辅助理解和洞察数学概念和定理。
通过构造特殊的反例,可以帮助我们更加清晰地认识和理解一些概念或者定理的含义和适用范围。
最后,反例还可以用来研究数学问题的边界和极限情况。
通过找到一系列逼近一些反例的例子,可以帮助我们确定问题的解或者趋势。
在数学分析中,展示反例有多种方式。
一种常见的方式是通过构造具体的数字或者函数表达式来展示反例。
这种方式比较直观和具体,可以通过计算和观察来验证反例的有效性。
另一种方式是通过逻辑推理和证明来构造反例。
例如,可以通过反证法或者归谬法来推导出反例的存在。
另外,还可以通过反例的存在性和唯一性来讨论。
不同的方式展示反例都有各自的优势和适用范围,具体选择取决于问题的性质和结构。
实际上,反例不仅在数学分析中起着重要的作用,也在数学的其他分支中扮演着重要的角色。
例如,在代数学中的群论和环论中,经常会用到反例来验证或推翻一些命题。
在几何学中,反例也常常被用来证明一些定理不成立或者特殊情况下的解决方法。
总之,反例在数学分析中的作用是不可忽视的。
它不仅可以用来验证性质或条件的存在与否,还可以帮助我们更好地理解和掌握数学概念和定理。
反例在初中数学教学中的运用
反例在初中数学教学中的运用一、反例的定义反例是指能够证明一个命题为假的实例。
当我们判断一个命题是否为真时,可以通过举一个反例来证明它的反面。
反例在数学教学中,是一种常用的方法,它能够帮助学生更好地理解和运用数学概念,并帮助学生建立正确的思维方式。
二、反例在数学教学中的作用1. 帮助学生理解数学概念的本质在数学教学中,很多概念都是抽象的,学生很难从定义中直接理解其含义。
此时,可以通过举一个反例来让学生更好地理解这个概念的本质。
在初中代数中,我们知道两个负数的相乘结果是正数,但很多学生无法理解这个现象。
可以通过举例子让学生看到负数相乘的结果是正数,这样学生就能更好地理解这个概念。
2. 帮助学生发现和纠正错误的观念学生在学习数学的过程中,常常会有一些错误的观念。
在初中几何中,有些学生会认为平行线必然会相交,这是他们对平行概念的错误理解。
此时,可以通过举一个反例来帮助学生发现和纠正这个错误的观念,从而提高他们对数学知识的正确理解。
3. 帮助学生提高问题解决能力在解决数学问题时,有些问题是需要通过找到一个反例来证明其错误的。
在初中数学中,有一类问题是关于数列的,学生需要判断给定的数列是否满足某种性质。
此时,可以通过找到一个反例来证明这个数列不满足该性质,从而解决问题。
四、反例在数学教学中的评价反例在数学教学中是一种非常有效的教学方法。
它能够帮助学生更好地理解数学概念的本质,发现和纠正错误观念,提高问题解决能力。
通过举例子来验证一个命题的反面,可以让学生从不同的角度思考问题,培养学生的创新思维。
反例的运用也需要注意适度,不能过分依赖反例,而忽视了正例的证明和理解。
要在教学中灵活运用反例和正例相结合的方法,帮助学生全面理解和掌握数学知识。
数学分析中反例的应用
数学分析中反例的应用数学分析中的反例是指在一个数学命题中构造出一个特殊的例子,使得该命题不成立。
反例在数学分析中起着非常重要的作用,它可以帮助我们更好地理解一个问题的性质和条件。
在本文中,我们将探讨数学分析中反例的应用,并且举例说明它在不同领域的重要性。
首先,反例在数学分析中的应用之一是帮助我们验证一个命题的正确性。
在数学中,我们常常需要证明一个命题是否为真。
如果我们可以找到一个反例,即一个例子使得该命题不成立,那么我们就可以得出结论该命题是错误的。
这种方法很有效,因为只需要找到一个反例即可,而不需要对所有情况进行验证。
例如,对于命题“任意两个自然数的和一定是一个自然数”,我们可以举出反例2.5和3.5,它们的和为6,但并不是一个自然数。
通过这个反例,我们可以得出结论该命题是错误的。
除了验证命题的正确性,反例还可以帮助我们深入理解一个问题的性质和条件。
在数学分析中,我们经常需要研究一些特殊的性质和条件,通过构造反例可以更好地理解这些问题。
例如,在实数域中,我们知道一般的函数不一定有极限。
但是对于连续函数,我们可以得出结论它一定有极限。
这里的关键是要理解连续函数的定义:对于任意给定的x,存在一个δ>0,使得对所有满足,y-x,<δ的y,都有,f(y)-f(x),<ε成立。
通过找到一个反例,即一个不满足这个条件的函数,我们可以更好地理解连续函数的性质。
此外,反例还可以帮助我们找到一个问题的解决方法或者提示一种可能的推论。
在数学分析中,我们经常需要研究一些特定的问题,通过构造反例可以启发我们找到解决方法。
例如,对于命题“若一个函数在一个区间上连续,并且它的导数在这个区间上恒为0,则该函数在这个区间上是常数函数”。
我们可以通过构造一个反例f(x)=x^3,它在[-1,1]上连续,并且导数为0,但是并不是常数函数。
通过这个反例,我们可以考虑是否需要增加其他的条件才能得出这个结论。
最后,反例在数学分析中还可以帮助我们发现一些问题的局限性或者引出一些新的研究方向。
反例在中学数学教学中的作用
反例在中学数学教学中的作用首先,反例可以帮助学生更好地理解抽象的数学概念。
在数学中,许多概念是抽象的,不容易直接理解。
通过引入反例,学生可以看到具体的例子,帮助他们形象地理解概念。
例如,在学习数列的收敛性时,引入一个反例可以让学生观察到一个不收敛的数列,从而理解收敛的概念。
其次,反例可以帮助学生发现和理解数学规律和定理。
数学中有许多规律和定理,它们的证明往往需要使用严谨的逻辑推理。
通过引入反例,学生可以发现一些规律不总是成立,从而激发他们思考为什么这些规律不成立,以及真实的规律是什么。
例如,学习三角形的内角和时,学生可能会发现一个反例,一个三角形的内角和大于180度,这有助于他们理解三角形内角和定理的真实含义。
此外,反例可以帮助学生培养他们的逻辑思维和推理能力。
在引入反例时,学生需要运用逻辑思维来找到一个合适的例子,并用推理来解释为何这个例子是一个反例。
通过这个过程,学生可以加深他们对逻辑思维和推理的理解,并且能够更好地运用这些技能解决数学问题。
这对他们在解决其他问题时也非常有用。
此外,引入反例还能帮助学生识别和纠正他们的错误。
在学习数学中,学生可能会犯错误或产生误解。
通过引入一个反例,学生可以发现自己的错误,并更好地理解正确的概念、规律和定理。
这有助于他们避免类似的错误,并帮助他们在学习和应用数学时更准确地思考。
在教学中,教师可以灵活运用反例。
他们可以在讲解新概念时引入反例,以便更好地帮助学生理解和记忆概念。
同时,在复习和巩固知识时,教师也可以通过让学生寻找和讨论反例来检验他们对知识的掌握程度。
这不仅能够加深学生对数学的理解,还能够激发学生的学习兴趣和思维能力。
然而,引入反例也需要一定的谨慎。
教师应该选择合适的反例,避免过于复杂或抽象的例子,以免给学生带来混淆。
此外,教师还应该确保学生充分理解反例的含义和作用,并与他们讨论为何这个例子是一个反例。
只有这样,学生才能真正受益于反例。
总的来说,反例在中学数学教学中具有非常重要的作用。
反例在数学分析教学中的作用
反例在数学分析教学中的作用
本文旨在探讨反例在数学分析教学中的作用。
反例可以帮助学生更有效地理解数学概念,提高学生学习的能力,从而改善学习效果。
首先,利用反例能够让学生更清楚地理解数学知识。
当老师教学时,可以将反例用于解释概念的重要性。
例如,当教授椭圆的定义时,老师可以提出一个反例:准确的椭圆不能实现对称性,因为对称性只能被平行线所满足。
这样,学生就可以更清楚地理解椭圆的定义,同时也可以更容易地记住它。
此外,利用反例可以提高学生学习的能力。
当老师教学中出现类似反例时,学生可以从反例中推导出一般性定理。
这样,学生就可以不断发展自己的学习能力,不仅掌握理论知识,还能够提高自己的推理思维和思考能力。
最后,反例的使用可以改善学习者的学习效果。
学生可以借助反例,更有效地理解数学知识,从而提高学习效果。
此外,如果教师能够让学生用反例去证明某个数学定理,或者拓展它以达到其他数学目的,学生们就可以从中得到更多的知识,从而更好地了解并应用数学。
综上所述,反例的使用在数学分析教学中具有重要的作用。
它可以帮助学生不仅更好地理解概念,而且可以提高学习者的学习能力,从而改善学习者的学习效果。
未来,教师应该积极探索反例的作用,为学生提供更好的教学支持,使他们更好地学习掌握数学知识。
数学分析是一门科学,其重要性不言而喻。
反例在数学教学中发挥着重要的作用,可以有效地提高学生的学习效率,实现学习效果的
改善。
反例在数学教学中的作用
反例在数学教学中的作用
数学是一种系统性的思维方式,它受到严格的证明和定理来保证其准确性、可靠性以及有效性。
反例在数学教学中发挥着重要的作用,它不仅有助于学生深入理解数学的概念,而且能够帮助学生正确地解决数学问题。
反例是一种有助于学生深入理解数学的概念的方法。
它是用来反驳一个先前在数学领域中所推断或推断出来的理论的例子,学生需要在一定范围内构建一个反驳理论的例子。
反例可以帮助学生更加深刻地理解数学的原理,让学生比较之前被认为是正确的推理和实际情况之间的差异,从而更好地理解数学的概念和原理。
此外,反例在数学教学中可以帮助学生正确地解决数学问题。
学生在解决数学问题时,往往容易迷失在无意义的思考和推断中。
有时他们可能会在错误的假设或推理上花费大量的时间,从而无法正确解决问题。
而反例可以帮助学生辨别错误推理和正确推理,从而更轻松地解决数学问题。
另外,反例不仅可以帮助学生深入理解数学概念,而且可以培养学生的创新思维、发现能力以及解决问题的能力。
通过反例的训练,学生可以学会在解决问题的过程中去思考,并从广泛的视角出发去发现问题的解决方案。
这样一来,学生不仅可以更加深刻地理解数学的原理,而且可以培养自己的创新思维、发现能力和解决问题的能力。
综上所述,反例在数学教学中发挥了重要的作用,它不仅有助于学生深入理解数学概念,而且可以帮助学生正确地解决数学问题,同
时还可以培养学生的创新能力、发现能力和解决问题的能力。
数学老师应该加强培养学生利用反例学习数学的能力,从而提高学生的数学思维和加深学生对数学原理的理解。
反例教学法在数学分析中的作用和构造
反例教学法在数学分析中的作用和构造反例教学法在数学分析和数学教学中引起越来越多的重视,它不仅能够加深学生对基础概念的理解,还能使数学思维的形成更具有深度和准确性。
因此,本文讨论了反例教学法在数学分析中的作用和构造。
思路解析反例教学法(CET)是由R.I. Jucowitz提出的教学模式,它基于实例失败的原则,即学生通过掌握反例,学习和理解更普遍的数学概念。
反例教学法的目的在于,通过提供与学生知识水平相关的实例,培养学生的数学解决问题的能力和技能,以从反例中获得知识。
反例教学法在数学分析中的作用通常,反例教学法能够有效支持数学分析,主要表现在:首先,反例教学法能够帮助学生明确和更好地理解基本数学概念。
学生通过反例学习,能够更好地理解数学原理,以掌握数学分析的基础知识;其次,反例教学法能够锻炼学生的数学逻辑思维能力和分析能力,从而提升学生对数学分析的准确性;最后,反例教学法能够激发学生对数学分析的学习兴趣,在拓宽思路、增强能力上发挥积极作用,促进学生学习数学分析的兴趣。
构造反例教学法反例教学法的构造分为三个步骤:第一步,要求老师对学生的能力进行全面考察,准确把握学生学习和知识水平,从而实现针对性教学;第二步,根据学生的不同学习水平,老师在例题中使用不同的反例,以针对性地提高其学习效果,达到突出重点、强化训练的目的;第三步,老师在介绍反例时,要充分运用可视化技术,以图表、模型等形式表示反例,使学生更加清晰地理解反例的内涵,并深入学习和掌握反例。
结论从上面的分析可以看出,反例教学法在数学分析中发挥着重要作用,它不仅能够提高学生的分析能力和解决问题的能力,而且还能增强学生的数学思维能力,从而改善学生的学习效果。
而构造反例教学法既要考虑学生的学习能力和知识水平,又要注重可视化技术,只有这样,才能真正发挥反例教学法的优势,增强学生的数学分析能力。
反例在数学中的作用
启发思考:通 过反例,启发 对数论的思考
和创新
PART FOUR
欧拉公式:e^πi + 1=0
反例:当i=0时, e^πi + 1 = e^0 + 1 = 1 + 1 = 2,与 欧拉公式不符
结论:欧拉公式在 i=0时失效,说明反 例在数学中的重要性
启示:反例可以帮助我 们更好地理解数学概念, 发现数学定理的局限性, 从而推动数学的发展。
发现错误:通过反例,发现并 纠正几何学中的错误
启发思考:通过反例,启发对 几何学中某些问题的深入思考
教学工具:通过反例,帮助学 生更好地理解和掌握几何学知 识
证明定理:通过构造反例,可以证明某些定理不成立 发现错误:通过反例,可以发现并纠正数学中的错误 启发思考:反例可以启发数学家思考新的数学概念和方法 教学工具:反例可以作为教学工具,帮助学生理解数学概念和定理
证明定理:通过 反例证明某些定 理不成立
揭示问题:揭示 概率论中的某些 问题或错误
启发思考:启发 人们对概率论进 行更深入的思考
教学辅助:在教学 中通过反例帮助学 生理解概率论的概 念和方法
证明定理:通 过构造反例, 证明某些定理
不成立
发现规律:通 过反例,发现 数论中的规律
和性质
解决难题:通 过反例,解决 数论中的难题
证明定理:通过反 例,可以证明某些 定理或假设是错误 的
启发思考:反例可 以启发人们对数学 问题的深入思考, 促进数学的发展
检验方法:反例可 以用来检验数学方 法和理论的正确性
教学工具:反例可以 作为教学工具,帮助 学生更好地理解和掌 握数学概念和方法
PART THREE
证明定理:通过构造反例,证 明某些几何定理不成立
反例教学法在数学分析中的作用和构造
反例教学法在数学分析中的作用和构造
最近,反例教学法在数学分析教学中得到了广泛应用,它通过发现与正确例子相对应的错误例子,使学生能够更好地理解其中的概念。
本文旨在就它在数学分析中的作用和构造展开讨论。
反例教学法指的是通过发现错误例子来指导学生理解概念的一
种方法。
在实践中,教师首先会介绍正确的例子,引出相关的概念,然后用自己的方式构造一个错误的例子,让学生观察不同的上下文中错误例子的属性,从而更深入地理解概念的真正含义。
在分析数学概念的过程中,反例教学可以帮助学生更容易地看清概念的特征,而不是只盯着正确例子,从而加深对概念的理解。
也可以把反例教学法分为几个步骤:第一步是进行原理讲解,教师需要介绍正确的例子,以及它们的上下文;第二步是选择一个恰当的错误的例子,尽可能多地介绍该错误例子的情况;第三步是让学生分析反例,让学生从错误的例子中找到与正确概念相对应的细节;第四步是对原理进行重复讲解,在此确保学生明白正确的概念,并理解与正确概念相对应的错误概念。
反例教学法在数学分析教学中具有很多好处。
首先,它可以帮助学生更好地理解概念。
通过发现与正确概念相对应的错误概念,学生可以清楚地观察到概念的特征,而不只是牢记一些例子。
其次,反例教学可以激发学生的主动性,让他们参与到概念的讨论中来,而不仅仅是被动地听讲。
此外,学生可以通过思考错误例子,培养自己的分析能力。
综上所述,反例教学法在数学分析教学中发挥了重要作用,它不仅能帮助学生更好地理解概念,而且还能激发学生的兴趣,培养他们的分析能力,是一种极具效果的教学方法。
因此,在数学分析教学中可以充分利用反例教学法的优势,更好地帮助学生掌握该领域的知识。
反例在初中数学教学中的运用
反例在初中数学教学中的运用一、引言数学是一门具有抽象性、逻辑性和形式性特点的学科,对于学生来说,理解数学概念和定理常常需要进行抽象思维和逻辑推理。
在初中数学教学中,为帮助学生更好地理解和掌握数学知识,教师可以通过使用反例的方法,引导学生深入思考、发现规律,从而提高他们的数学思维能力和问题解决能力。
二、反例的概念和作用反例是指通过举出一个与所要证明或阐述性质相违背的具体例子,从而使所要证明的命题不成立或所要阐述的性质无效。
在数学教学中,反例可以用来引导学生对数学问题进行深入思考,帮助他们理解概念、发现规律、提高数学思维能力。
具体作用有以下几点:1. 检验定理的正确性:通过反例可以验证定理的正确性,帮助学生理解和掌握定理的内涵和外延,避免一些误解和迷惑。
2. 引发思考和发现规律:通过展示反例,可以引导学生主动发现问题的本质和规律,激发他们的学习兴趣。
3. 推动思维发展:通过解决反例问题,学生需要运用逻辑推理、分析判断等思维方法,从而提高他们的数学思维能力和问题解决能力。
4. 培养数学直观:反例可以帮助学生抽象化、形式化的数学概念具体化,提高他们的数学直观和几何空间想象能力。
三、反例在初中数学教学中的具体运用1. 反例检验命题的正确性在教授某个定理时,教师可以提出一个命题,并要求学生验证其正确性。
学生可以通过构造一个反例来验证该命题是否成立,从而加深对定理内涵的理解。
在学习平行线的性质时,教师可以提出“两条平行线一定会相交”的命题。
学生可以通过画图构造两条平行线,并发现它们始终不会相交的反例,从而验证该命题的不成立性。
2. 反例引导思考、发现规律在课堂中,教师可以通过展示一个反例,引导学生主动思考和发现问题的本质和规律,从而激发他们的学习兴趣和探索欲望。
在学习因式分解时,教师可以给出一个多项式,要求学生将其进行因式分解。
学生可能通过试错法,先对其进行试除,发现无法被整除,再尝试其他方法,最终找到正确的分解方法。
反例在数学教学中的运用
反例在数学教学中的运用在数学教学中,反例是一种非常重要的教学策略,可以帮助学生更好地理解和掌握数学概念和定理。
反例指的是通过给出一个特殊情况的例子,来否定一个命题或者证伪一个定理。
通过引入反例,可以帮助学生更好地理解和记忆数学的抽象概念,培养他们的推理能力和创新思维。
一、引发兴趣和好奇心在数学教学中,引入反例可以帮助激发学生对数学的兴趣和好奇心。
传统的数学教学通常是基于一般规律和定理来进行讲解和推导,这样容易让学生产生距离感,并且难以理解和记忆。
而通过引入反例,可以让学生从一个特殊的例子开始思考和探索,从而引发他们对数学问题的兴趣和好奇心。
例如,在讲解负数乘法时,可以引入一个反例:(-2)×(-3)=6,这个例子直观地展示了负数乘法规律的异常,引发学生思考、质疑和探索。
二、帮助理解抽象概念数学中存在很多抽象概念,如零的性质、负数的性质等等,这些概念对于许多学生来说很难理解和掌握。
通过引入反例,可以将抽象的概念具体化,使其更易于理解。
例如,在讲解零乘法时,可以引入一个反例:0×2=1,这个反例可以帮助学生理解零与任何数相乘都等于零的规律。
同样,可以引入反例来帮助学生理解其他数学概念,如对角线不一定相等、平行线不一定没有交点等等。
三、矫正错误观念学生在学习过程中往往会形成一些错误的观念和惯性思维。
而通过引入反例,可以帮助学生纠正错误观念,从而更好地掌握和理解数学概念和定理。
例如,在讲解奇数相乘和偶数相乘的特性时,可以引入反例:3×5=15(奇数相乘为奇数),4×6=24(偶数相乘为偶数),通过这两个反例可以帮助学生纠正“奇数相乘为偶数”和“偶数相乘为奇数”的错误观念。
四、培养推理能力引入反例可以培养学生的推理能力和思维方式。
通过分析反例,学生需要从中发现规律,进而得出一般结论。
这种思维过程可以帮助学生培养逻辑思维和推理能力。
例如,在讲解直角三角形的性质时,可以引入一个反例:两条边长相等的三角形不一定是直角三角形,通过这个反例学生可以发现只有两条边长相等并且夹角为90度的三角形才是直角三角形。
浅谈反例在初中数学教学中的作用与实施
引言数学是研究空间形式和数量关系的科学。
数学中的反例数学中的反例是指说明某个数学命题不成立的例子,在我们学习数学时,正确的认识和错误的认识总是相伴出现。
我们往往集中精力寻找与解法,忽略了如何发现错误。
成功地举出反例,在初中数学教学中具有重要的作用,并且在帮助学生全面理解知识,掌握方法,纠正错误,提高解题速度方面都是不可或缺的。
在课堂教学时适当举反例来巩固知识。
会使教和学的效率都得到很大的提高,下面结合自己实习中的课堂实例,对反例的作用经行探讨。
一、反例的定义与实质数学中的反例,是指使某个数学命题不成立的例子。
具体地说它满足命题的题设但不具有命题的结论,从而成为推翻命题的例子。
反例的产生与命题的结构密切相关,因此,反例又可以分为3类:简单命题的反例,充分条件的反例和必要条件的反例。
在具体的课堂教学中,反例的使用揭示了数学上“失之毫厘差之千里”的特点,从而在反驳与肯定中是学生不断理清思维的脉络,从中掌握相应的数学思想方法。
二、反例的来源以及如何构造反例2.1 反例的来源证明一个命题是真实的,必须经过严格的推理论证;证明一个命题是假命题就只需找到一个反例。
在数学的学习中,为了向学生说明一个命题为假命题。
就要举出一个例子,它虽然满足命题的题设但却没有命题的结论。
反例的强大的说服力能使学生豁然开朗。
与获得证明的方法一样,反例来源于一系列深层次的思维活动包括观察、归纳、分析与综合。
2.2 如何构造反例在具体的课堂教学中,反例并不是可以信手拈来的,有的反例的寻找十分困难。
因此要善于引导学生去寻找反例。
同时,寻找反例的过程也是加深理解,发散思维,巩固知识的过程。
也能提高学生的思维能力,为后继知识的学习做好铺垫。
以下介绍构造反例常用的几种方法:(1)通过对一般命题特殊化,发现反例。
有时候,遇到一个一般命题,可以用其某一特使情况下不真来进行否定,以特殊情况为反例,是我们构造反例最先考虑的一种方法。
例 2.2.1命题:同位角相等。
反例教学法在数学分析中的作用和构造
反例教学法在数学分析中的作用和构造数学是一门研究自然规律的科学,其中的分析是最基本的技术,也是最有价值的部分。
反例教学法是一种在数学分析中被广泛使用的办法,它不仅可以增强学习者的学习效果,而且有助于更全面地分析该问题。
一般来说,反例教学法旨在对先前掌握的知识进行扩展和补充,以便进一步深化学习者的理解。
其基本构造是,首先从实践出发,通过举出实际的反例来说明事实,体现数学知识的本质和表达式,然后综合分析,以此作为理论验证和推广的基础。
在数学分析中,反例教学可以帮助学习者更好地理解和分析问题。
首先,它可以更好地掌握数学思维方法,帮助学习者学习更复杂的数学概念,如抽象概念和复杂结构等。
其次,反例教学可以提高学习者的发散思维能力、系统性思维能力和学习能力,加强他们对这门学科的理解和应用。
因此,反例教学法在数学分析中扮演着重要的角色,可以帮助学习者更好地理解数学,提高学习效果,从而掌握自然规律。
究其根源,反例教学的构造是以实践为基础的,以强化对学习对象的分析和理解为追求,而这在实现科学分析的必要性中,也体现了反例教学法的重要作用。
总之,反例教学是一种在数学分析中广泛使用的有效教学手段,它可以帮助学习者更好地理解和分析数学问题,同时强化学习者的发散思维能力、系统性思维能力和学习能力,有助于更好的掌
握自然规律。
数学作为一门重要的学科,反例教学法可以为学习者提供更好的学习效果,发挥重要的作用。
例谈反例教学在数学学习中的作用
例谈反例教学在数学学习中的作用反例教学是一种通过通过寻找和讨论某个概念的错误示范,以便帮助学生更好地理解和掌握该概念的方法。
在数学学习中,反例教学是一种非常有用的教学方法,可以加深学生对数学概念的理解,帮助他们发现常见错误,并帮助他们理解如何避免这些错误。
首先,反例教学可以加深学生对数学概念的理解。
通过给出错误的例子,教师可以帮助学生看到概念究竟是什么,同时也揭示概念某些方面的缺陷或困难之处。
例如,教师可能会给出计算错误的例子,这可以迫使学生思考正确的计算方法和答案是什么。
通过这种方式,学生可以更好地掌握概念,而不仅仅是将它们视为抽象的数学符号和符号。
其次,反例教学有助于学生发现常见错误。
在数学学习中,许多常见错误都源于学生对概念的理解不够深入。
例如,在学习代数方程时,许多学生常常忽略方程两侧相等的要求,这会导致他们得出错误的解,进而影响整个问题的解决。
通过讨论错误的例子,学生可以发现可能会导致这些错误的特定因素,从而更好地理解概念,同时也能避免这些错误。
最后,反例教学可以帮助学生理解如何避免错误。
当学生了解了可能导致传统错误的因素和特征之后,他们能够在未来的数学问题中避免这些错误。
例如,当学生在计算代数方程时知道方程两边必须相等时,他们就能在任何时候都保持这一要求,并在将来的问题中避免相同的错误。
总之,反例教学在数学学习中扮演着非常重要的角色。
通过使用反例教学,教师可以帮助学生更好地理解数学概念,发现常见错误,并避免这些错误。
因此,在数学课堂中尽可能的使用反例教学,可以帮助学生更好地掌握课程内容,从而取得更好的成绩。
反例教学法在数学分析中的作用和构造
反例教学法在数学分析中的作用和构造反例教学法是一种有效的教学法,其目的是提供一种教学方式,使学生能够更好地理解数学知识。
它可以有效地帮助学生在学习和应用知识时更好地分析问题,并在解决问题时得出更准确的结论。
本文旨在通过调查反例教学在数学分析中的作用和构造,以进一步探究这一教学方法的实践优势。
首先,反例教学法是一种以特定的问题为基础有效地介绍抽象概念。
例如,反例教学法可以以一个简单的例子作为引入,然后提出一些更难的问题,要求学生发现问题的解决方案,最终进而推广到一般情况。
用这种方法,学生可以利用一个特定的例子,了解一般概念,而不是直接研究一般概念本身,从而减少学习障碍。
其次,反例教学法可以更好地让学生学习数学分析的思维过程。
这一教学方式可以激发学生的主动学习,给学生提供实践机会,使他们能够从实践中发现规律,而不是死记硬背。
学生可以发现并理解关联,最终形成一个有序的,有效的学习过程,这有助于他们更好地理解抽象的数学概念。
此外,反例教学法可以有效地帮助学生学习数学分析中的技巧。
比如,可以通过反例教学法让学生学习一些数学问题的解决方案,并学会如何应用这些技巧。
同时,它可以减少学生的学习压力,因为学生可以在实践过程中更加清晰地理解技巧的运用方法,而不是死记硬背。
最后,反例教学法可以让学生在学习过程中形成良好的分析和推理能力。
因为反例教学法鼓励学生思考并发现解决数学问题的方案,从而使他们能够分析并推理问题,从而推导出适合不同情境下的结论。
这种分析和推理能力可以为他们未来的学习和应用提供有效的指导,并且有助于他们在未来的学习中实现更高的学习成绩。
综上所述,反例教学法在数学分析中具有重要的作用,可以有效地提高学生学习数学分析的能力和技巧,并且可以促进学生更好地实现分析和推理能力的发展。
为此,有必要将反例教学法纳入数学分析课程中,以提高学生在学习数学分析时的表现。
浅谈数学分析中反例的作用
thecontinuous, infinite with an unbounded amount of difference; summarizes the counterexample can have theability of reverse thinking.
Key words: Mathematical analysis ;The counterexample ;Effect; For example
II
目 录
1 绪论.................................................................................................................................. 1 1.1 引言...................................................................................................................... 1 1.2 课题的背景及目的.............................................................................................. 1 1.3 国内外研究状况.................................................................................................. 2 1.4 课题研究方法...................................................................................................... 2 1.5 论文构成及研究内容.......................................................................................... 2 2 认识反例.......................................................................................................................... 2 2.1 反例的概念.......................................................................................................... 2 2.2 区别举反例与反证法.......................................................................................... 3 2.2.1 举反例及其运用反例的证明步骤............................................................ 3 2.2.2 反证法及其原理....................................................................................... 3 2.2.3 运用反证法的证明步骤............................................................................ 3 3 反例精确对概念的认识.................................................................................................. 4 3 .1 无界函数.............................................................................................................. 4 3.2 连续函数.............................................................................................................. 4 3.3 二元函数偏导数与可微...................................................................................... 5 4 反例加深对定理的理解.................................................................................................. 6 4.1 罗尔中值定理...................................................................................................... 6 4.2 拉格朗日中值定理.............................................................................................. 7 5 反例准确把握概念之间的关系...................................................................................... 8 5.1 可导与连续.......................................................................................................... 8 5.2 无穷大与无界量.................................................................................................. 9 5.3 函数极大(小)值与最大(小)值.................................................................. 9 5.4 可积函数............................................................................................................ 10 6 运用反例培养逆向思维能力........................................................................................ 10 7 总结................................................................................................................................ 12 参考文献........................................................................................................................... 14 致 谢................................................................................................................................. 15
[反例的作用及几种构造方法]反例的作用
[反例的作用及几种构造方法]反例的作用数学中的反例是指符合某个命题的条件,而不符合该命题结论的例子。
当一个数学命题被提出后,一是通过一系列的正确推理,对命题作出证明;一是寻求反例(一个足够),否定这个命题。
1 反例的作用1.1 反例可用来判断命题的真假在数学中要证明一个命题为真命题,必须经过严密的推理;而要否定一个命题,只要举出一个符合命题条件但与命题结论矛盾的例子就可以了。
费尔马(Fermart)是17世纪法国杰出的数学家,他曾提出猜测:形如,当n是自然数时,是质数。
过了半个多世纪,欧拉(Euler)首先找到一个反例,计算出当n=5时,不是质数,即:,是一个合数。
欧拉(Euler)通过反例否定了费尔马的这个猜想,用反例判断命题真假的作用由此而见。
【命题1】周期函数之和仍是周期函数,非周期函数之和仍是非周期函数。
取,周期为2,,周期为,但是为非周期函数。
又可取均为非周期函数,但是它们的和显然是周期为的周期函数。
从上面的反例可以判定命题1是假命题。
1.2 反例可用来构造证明一个命题对于一个命题,从一方面看,它的反例可以起到否定这个命题的作用。
如果没有找到反例,也不能说明命题为真命题,因为有可能反例是存在的,只是没有找到它而已。
从另一方面看,一个命题的反例,有时也是其否命题的极好证明。
【命题2】质数是有限多个。
如果质数仅有有限多个,那么就可以把它们全部写出来,不妨设为,此外再没有其他的质数了。
现构造一数:。
或是一个质数,它显然比一切都大;或是一个合数,又显然不能整除,所以还有其他的质数因子。
但无论哪种情况,都说明有其他的质数存在。
这个反例表明:命题“质数是有限多个”是假命题。
1.3 反例有助于加深理解数学概念与定理数学中的概念与定理有许多结构复杂,条件结论犬牙交错,使人不容易理解。
通过一些反例的分析,有助于加深理解数学概念。
借助于反例能将定理的条件、结论之间的关系弄得一清二楚。
【命题3】周期函数必有最小正周期。
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单位代码: 005分类号:O1延安大学西安创新学院本科毕业论文(设计)题目:浅谈数学分析中反例的作用专业:数学与应用数学**:***学号: ********** 指导教师:**职称:讲师毕业时间:二〇一五年六月浅谈数学分析中反例的作用摘要:数学分析中,反例常被用于证明之中.有许多数学猜想或命题的叙述时全称命题,声称所有的一类事物都有某种性质,或者是只要满足某个条件,就会得出某种结果.当证明这样的数学猜想遇到困难时,人们会趋向于寻找一个反例,以说明这个猜想是错误的.证明在数学分析中有着重要的作用.本文主要总结了反例在数学分析中起到的作用.首先对反例进行了认识,主要是对反例和反证法在概念和运用上的一个区别;其次是总结反例加强对概念的认识,主要是从无界函数、函数在一点的连续、二元函数的偏导和可微这几个方面来说明;再其次是对定理的理解,主要介绍了罗尔中值定理和拉格朗日中值定理这两个定理;再是说明反例对概念之间关系的把握,主要是分别对可导与连续、无穷大与无界量等概念之间进行了区别联系;最后简单总结了反例能有培养逆向思维的能力.关键词:数学分析;反例;作用;归纳总结The Effect of Counter Example in Mathematical Analysis Abstract:In mathematical analysis,a counterexample is often used in proofs.There are many mathematical conjectureor proposition describes universal proposition,that kind of thing all have certain properties,or as long as acondition is met,will come tosome sort of conclusion.When that mathematical conjecture this difficulty,a mathematician would tend to look for a a counter example,to show that this conjecture is false.That plays an important role in mathematical analysis.This paper mainly summarizes the counterexample to play in mathematical analysis. The first is the exceptions to the recognition, mainly to the counterexample and reduction to absurdity in concept and use them to prove a difference step on; This is followed by a summary of the counterexample to enhance understanding of the concept, mainly from the unbounded function, function and Er Yuan functionfor a partial derivative and differentiability of several aspects of this example; then to understand theorem, mainly introduced the Rollemean value theorem and Lagrange mean value theorem and the two theorem; then explains the concept ofthe relationship between the example grasp, mainly on between the concept of derivative and thecontinuous, infinite with an unbounded amount of difference; summarizes the counterexample can have theability of reverse thinking.Key words:Mathematical analysis ;The counterexample ;Effect;For example目录1绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题的背景及目的 (1)1.3 国内外研究状况 (2)1.4 课题研究方法 (2)1.5 论文构成及研究内容 (2)2认识反例 (2)2.1 反例的概念 (2)2.2 区别举反例与反证法 (3)2.2.1举反例及其运用反例的证明步骤 (3)2.2.2 反证法及其原理 (3)2.2.3运用反证法的证明步骤 (3)3反例精确对概念的认识 (4)3.1 无界函数 (4)3.2 连续函数 (4)3.3 二元函数偏导数与可微 (5)4反例加深对定理的理解 (6)4.1 罗尔中值定理 (6)4.2 拉格朗日中值定理 (7)5反例准确把握概念之间的关系 (8)5.1 可导与连续 (8)5.2 无穷大与无界量 (9)5.3 函数极大(小)值与最大(小)值 (9)5.4 可积函数 (10)6运用反例培养逆向思维能力 (10)7总结 (12)参考文献 (14)致谢 (15)1绪论1.1 引言在社会实践和学习过程中,人们都有这样一个经验,当你对某一问题冥思苦想而不得解时,从反面去想一想,常常会获得意外的成功.用逆向思维方法从问题的反面出发,可以解决用直接方法很难或无法解决的问题.它不仅是解决问题的有力手段,而且推动了数学的发展,开辟了数学领域的新天地.数学是在归纳、发现、推广中发展的.反例在数学的发展中功不可没.反例不但在数学的发展和证明中有同等重要的作用,而且,在学习、领会和深入钻研数学的时候,也离不开反例.因为条件的强弱,使用范围的宽窄,都需要用反例作对比,才能加深理解,如果命题有错误,证明有漏洞,也只有靠反例去证实,并从反例中得到启示.举反例是一种重要的反证手段.重要的反例往往会成为数学殿堂的基石.学会构造反例是一种重要的数学技能,应该成为数学教学的基本训练内容而渗透于教学过程之中.反例的重要性要想充分的发挥出来,关键还在于具体的做出所需的反例.至于反例的作法,也如证明一样,因题而异,方式多变.1.2 课题的背景及目的《数学分析》是一门很重要的课程,在自然课程中占有绝对基础地位.数学分析中存在大量的反例.当用命题形式给出一个数学问题,并判断它不成立时,我们就利用只满足命题的条件而结论不成立的例证,就足以否定这个命题.反例不仅可以帮助人们深入地理解有关数学对象的性质,而且对于推动数学科学发展,促进人的辩证思维方式的形成,具有的深刻意义.反例有助于培养科学概括、深入钻研、自觉纠错的良好的思维品质,而且是我们在数学学习中必须努力培养的十分重要的数学思维能力.构造反例带有一定的技巧性,有时是十分费力的,它不仅与基础知识掌握的程度有关,还涉及到知识面的完善等.反例的引入、构造、对命题的再分析等,不仅能增加知识、拓宽思路、活跃思维、提高自学能力,也能提高分析问题和解决问题的能力,增加数学素养,通过反例的构造可以培养发散性思维和创造性思维.举出大量实例来说明反例法确实是发现数学真理的一种有效手段.比如,数学家奥姆斯特德[1]指出:“数学由两大类—证明和反例组成.而数学发现也是朝着两个主要目标—提出证明和构造反例.从科学性来讲,反例就是推翻错误命题的有效手段.从教学上而言,反例能够加深对正确结论的全面理解.”在数学分析的学习中,我们不仅要运用正确的例子深刻理解知识点,而且要运用恰当的反例从另一个侧面抓住概念或规则的本质,进而加深对知识的理解.反例思想是数学分析中的重要思想,在概念、性质的理解,问题的研究与论证中都具有不可替代的独特作用.1.3 国内外研究状况数学分析是一门久远的学科.纵观数学发展的历史,许多新思想的诞生都是由于人们发现现存的会导致与事实相悖的结果.因此,从数学中的反例可以窥探到数学思想的一步步进化.通过研究国内外关于数学反例的相关文献发现:大部分都是研究数学反例的作用和构造,而这些反例比较繁复零乱,很少有非常系统的总结.所以,想对数学分析中一些常见的问题进行归纳总结,总结问题当中运用到的反例,都起到了什么样的作用.1.4 课题研究方法数学分析中有许多重要的典型反例,这些反例是数学分析理论不可缺少的重要组成部分.所以论文主要研究方法就是对数学分析中的一些概念定理进行总结并概括出反例的作用.针对数学分析中的一些概念,运用恰当的反例从另一侧面抓住概念的本质,从而加深对知识的理解;同时,对定理、公式和法则的条件、实际意义和应用范围,举出反例来帮助同学们更好理解掌握.我们在数学分析中往往会遇到很多错误的命题,这些命题有时候可能会被忽略思考而误用,因此我们可以举出反例来强有力的说明、否定这些错误的命题,从而正确掌握题解方法.1.5 论文构成及研究内容本文主要包括以下几个部分:绪论、反例精确对概念的认识、反例加深对定理的理解、反例准确把握概念之间的关系、反例提高多方思维能力.针对大学期间数学分析学习中的问题,每部分都深入浅出的举出各种反例来说明验证.并且在一些常见的问题上,会用反例来说明这些问题.2认识反例2.1 反例的概念在逻辑学中,反例是相对于某个全称命题的概念.反例在数学、哲学和自然科学中都有重要的应用.要说明一个命题是假命题,通常可以举出一个例子,使之具备命题的条件,而不具有命题的结论,这种例子称为反例.2.2 区别举反例与反证法举反例和反证法是判断命题真假的两种方法,但本质不同.能够正确认识运用举反例与反证法,下面从几个方面来区别举反例与反证法.2.2.1举反例及其运用反例的证明步骤反例通常是指用来说明某个例题不成立的例子.举反例就是证明某个命题是假命题的一种方法,如“两个无理数之和是无理数.”判断这个命题不是真命题,只要举出“两个无理数之和是有理数”的例子就可以确定这个命题是假命题.如2-2与;反例的存在表示着:由某些事物A 满足条件P ,但没有性质Q .这样可以避免使用全称推断造成的错误结果.运用反例的证明步骤:(1)构造反例:符合条件,与命题矛盾.构造出你所需要的反例.(2)结论:得出与命题不同的结论,从而判断原命题的真假.2.2.2 反证法及其原理反证法(又称背理法)是一种论证方式,他首先假设某命题不成立(即在原命题的条件下,结论不成立),然后推理出明显矛盾的结果,从而下结论说原假设不成立,原命题得证.反证法的原理:(1)若原命题:q p ≥为真.(2)先对原命题的结论进行否定,即写出原命题的否定:q p ⌝≥(3)从这个否定的结论出发,推出矛盾,即命题:p q ≥⌝为假(即存在矛盾).(4)从而该命题的否定为真:p q ⌝≥⌝为真.(5)再利用原命题和逆否命题的真假性一致,即原命题:q p ≥为真.2.2.3运用反证法的证明步骤(1)反设:假设命题结论不成立,即假设结论的反面成立.(2)归谬:从这个命题出发,经过推理证明得出矛盾.(3)结论:由矛盾判断假设不成立,从而肯定命题的结论正确.3反例精确对概念的认识数学分析中许多概念都很抽象,学生难以精确的认识概念,难以深刻理解概念的实质.概念的正确应用,不是一件容易之事,大部分学生在学习过程中死记硬背,精确认识概念不仅要运用正面的例子加以深刻阐述,而且要运用反例从另一个侧面抓住概念的实质,深化对概念的认识和理解.3.1 无界函数设)(x f 为定义在D 上的函数,若对任何正数M ,都存在D x ∈0,使00)(M x f >,则称)(x f 为D 上的无界函数[2].分析 无界函数的定义与函数趋于无穷大的定义有些相似.然而,这两个概念有本质上的差别.若0x x →时,∞→)(x f ,则)(x f 在0x 的每个邻域内必定无界.反之,函数)(x f 在0x 的任何邻域内都是无界的,但当0x x →时,)(x f 并不趋于无穷大. 设xx x f 1cos )(=,则对无论多大的正数M ,总有充分接近于0=x 的点,使 M x x >1cos, 例如,取πn x 1=,则πn x x =1cos ,故当 πM n > 时,就有M xx >1cos . 因此,函数)(x f 在0=x 的任何邻域内都是无界的. 然而,若取π)21(1+=n x n ,则当∞→x 时,0→n x ,此时01cos →n n x x ,即)(x f 并不趋于无穷大.3.2 连续函数设函数f 在某)(0x U 上有定义,若)()(lim 00x f x f x x =→,则称f 在点0x 处连续.分析 以上定义,)(x f 在0x 点连续满足下列三个条件:(1)在0x 点有定义;(2))(x f 在0x 点的极限存在;(3)极限值等于函数值.这三个条件缺一不可,下面运用反例说明条件的必要性.(1) 若)(x f 在0x 点没定义,则)(x f 在0x 点不连续.例3.1 11)(-=x x f 在1=x 处没定义,可知)(x f 在1=x 处不连续. (2))(x f 在0x 点极限不存在,则)(x f 在0x 点不连续.例3.2 以函数⎩⎨⎧<-≥+=0,2,0,2)(x x x x x f 为例. 2)2(lim )(lim 2)2(lim )(lim 0000-=-==+=--++→→→→x x f x x f x x x x由以上极限可知,原函数在0=x 处不连续.(3))(x f 的极限值不等于函数值,则)(x f 在0x 点不连续.例3.3 以函数⎩⎨⎧=≠+=0,00,1)(2x x x x f 为例. 0)0()(lim 0=≠→f x f x 可知该函数在0=x 处不连续. 3.3 二元函数偏导数与可微一元函数的可微与可导是等价的,但是,若二元函数()y x f ,在其定义域D 的内点()00,y x 可微,则函数()y x f ,在该点的两个偏导数存在,但二元函数存在两个偏导数,却不一定可微.例3.4 函数[3]()⎪⎩⎪⎨⎧=+≠++=0,00,,222222y x y x y x xy y x f解 ()y x f ,在原点()0,0的两个偏导数()()()x f x f f x x ∆-∆=→∆0,00,lim 0,00000lim 0=∆-=→∆x x , 同理()00,0=y f 若函数f 在原点可微,则=-∆dz z ()()()()y f x f f y x f y x ∆-∆--∆+∆+0,00,00,00,022y x y x ∆+∆∆∆=,应是较22y x ∆+∆=ρ的高阶无穷小量,考察极限2200lim limy x y x dz z ∆+∆∆∆=-∆→→ρρρ,此极限当动点()y x ,沿着直线mx y =而趋于定点()0,0时,由于此时()()21,,m m mx x f y x f +==,因而有()()()()200,0,1,lim ,lim m m mx x f y x f x mx y y x +==→=→,这说明动点沿不同斜率m 的直线趋于原点时,对应的极限值也不同,因此所讨论的极限不存在,即函数()y x f ,在点()0,0不可微.4反例加深对定理的理解在数学分析中,在定理的证明中,原命题需要给出严格的证明,当逆命题不成立时,只需用反例去说明.因此学生对某些数学定理的理解运用不能深入的时候,应用反例能使学生对所学定理达到深层次的理解,更加印象深刻,更能熟练应用定理.4.1 罗尔中值定理关于罗尔中值定理[4]:若函数f 满足如下条件:(i )f 在闭区间[]b a ,上连续;(ii )f 在开区间()b a ,上可导;(iii )()()b f a f =,则在()b a ,内至少存在一点ξ,使得()0'=ξf .为了深刻理解此定理,可用反例来说明定理中三个条件与结论之间的关系例4.1(f 不满足(i )的情形),()[),,,x x a b f x a x b⎧∈⎪=⎨=⎪⎩,函数如图(1)所示; 例4.2(f 不满足(ii )的情形),()[]1,1,-∈=x x x f ,函数如图(2)所示; 例4.3(f 不满足(iii )的情形),()[]b a x x x f ,,∈=,函数如图(3)所示. 由图可知,在不满足三个条件中任一个时,结论不一定成立. 另外,定理中三个条件不同时满足时,结论仍可能成立.例4.4()[)⎩⎨⎧=-∈-=1,11,1,12x x x x f解 由已知,()x f 只满足条件(ii ),而结论成立.因为()()10lim 1f x f x ≠=-→,所以()x f 在1=x 处不连续,从而不可导,而()[)⎩⎨⎧=-∈-=1,1,1,2'x x x x f 不存在,因此,0=∃ξ,()1,1-∈ξ,使得()0'=ξf .综上,罗尔中值定理中三个条件是使()0'=ξf 成立的ξ存在的充分条件,而非必要条件.4.2 拉格朗日中值定理拉格朗日中值定理[4]:若函数f 在闭区间[]b a ,上连续,在开区间()b a ,上可导,则在()b a ,上至少存在一点ε,使得()()()ab a f b f f --=ε' (1)(1)若()x f 在开区间()b a ,上连续,但不一定有()b a ,∈ε,使得(1)成立.例4.5 ()⎪⎩⎪⎨⎧=≠=0,00,1x x x x f 在0=x 间断,在开区间()1.0内连续,但不存在()1,0∈ε,使得()()()10101'=--=f f f ε (2)若()x f 在开区间()b a ,内部可导,结论不一定成立.例4.6 ⎩⎨⎧<≤--<≤==01,,10,)(x x x x x x f解 ()⎪⎩⎪⎨⎧<<--=<<=.01,1,0,10,1'x x x x f 不存在,故不存在[]1,1-∈ε,使得()0'=εf .5反例准确把握概念之间的关系数学分析中对于无穷大与无界、极大(小)值与最大(小)值以及可导与连续等容易混淆,不能准确把握概念之间的关系,可以通过运用适当的反例进行准确理解把握它们相互间的关系. 5.1 可导与连续情况1 若函数()x f y =在0x 可导,则函数()x f y =在0x 连续,但是逆命题不成立,函数在一点连续,函数在该点不一定可导.例5.1函数()x x f =,在0=x 时,该函数连续,但在0=x 处不可导. 证 ()()00lim lim 0f x x f x x ===→→,所以()x f 在0=x 连续;()()1-1lim 00lim00或==--→→x x x f x f x x 不相等,所以()x f 在0=x 不可导. 情况2 函数()x f 在0x x =处可导,则函数()x f 在0x x =的领域为不一定连续. 例5.2函数()⎩⎨⎧=为无理数,为有理数,x x x x f 02,分析 在0=x 处可导,但在0点的任何领域,除0点外都不连续. 例5.3()x f 在0x x =处可导,则()x f 在0x x =处是否有连续导数? 在0=x 处可导,但导数不连续. 证 当0=x 时,()()()01sin lim 1sinlim0lim 00200'===--=→→→xx x x x x f x f f x x x ,即()x f 在0=x 处可导当0≠x 时,()xx x x f 1cos 1sin2'-=,可以看出()x f 在0点处不连续.综上归纳总结,对一元函数()x f 在点0x 可有:有极限连续可导可微→→⇔,通过恰当的运用反例可以准确地把握它们之间的关系. 5.2 无穷大与无界量若()x f 为0x x →时的无穷大量,则易见()x f 为()0x U o 上的无界函数.但无界函数却不一定是无穷大量.例5.4函数()x x x f sin =在()∞+U 上无界,因对任给的0>G ,取22ππ+=n x n ,这里正整数π2Gn >,则有 ()G n n n x f n >+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2222sin 22ππππππ,但()∞≠+∞→x f x lim ,因若取数列() ,,212*==n n x n π,则()∞→+∞→n x n *, 而()0lim *=+∞→nn x f ,即()x f 并不趋于∞,函数()x f 不是无穷大量. 5.3 函数极大(小)值与最大(小)值情况1 函数()x f 有极值但不一定就有最值. 例5.5函数()59323+--=x x x x f . 解 ()()()3139632'-+=--=x x x x x f令()0'=x f ,得稳定点.3,121=-=x x 列表讨论极大值()101=-f ,极小值()223-=f . 由函数可知,该函数在定义域内无最值. 情况2 开区间内的连续函数不一定有最值. 例5.6函数()2x x f =在区间()2,1的最值.解 由题知,函数的值域()()4,1∈x f ,但是函数取不到1和4,所以该函数在开区间内没有最值.综上所述,函数()x f 在闭区间[]b a ,上连续,则函数()x f 在闭区间[]b a ,内一定有最值,若函数()x f 的最大(小)值在点0x 在开区间()b a ,上,则0x 必定是()x f 的极大(小)值点. 5.4 可积函数任何可积函数一定是有界的;但有界函数却不一定可积.例5.7证明狄利克雷函数[5]()⎩⎨⎧=为无理数,为有理数,x x x D 01在[]1,0上有界但不可积.分析 显然()[]1,0,1∈≤x x D .对于[]1,0的任一分割T ,由有理数和无理数在实数中的稠密性,在属于T 的任一小区间i ∆上,当取i ξ全为有理数时,()111=∆=∆∑∑==ni iin i ixx D ξ;当取i ξ全为无理数时,()01=∆∑=i ni i x D ξ.所以不论T 多么小,只要点集{}i ξ取法不同(全取有理数或全取无理数),积分和有不同极限,即()x D 在[]1,0上不可积.由此例可见,有界是可积的必要条件.6运用反例培养逆向思维能力逆向思维[7]是指在思考数学问题时,可以采用与通常思维方向相反的思维方式,数学知识本身就充满着正反两方面的转化,尤其是反方面的转化反映的数学知识深刻抽象,不易被学生掌握,相反,反方面的转化一旦被掌握,对正确灵活应用概念和定理有很大的作用,因此培养学生的逆向思维特别重要(一般说,在数学学习中,学生习惯于正向思维而忽视逆向思维,习惯于公式定理的正向应用而不善于逆向应用,于是应加强逆向思维的训练,在逆向思维的培养进程中,利用反例是一个有效的方法.问题1级数的项之间是否满足交换律? 回答是否定的,可举出如下反例例6.1 收敛级数()nn n 1111⋅-∑∞=- 解 设其和为S ,则() +⋅-+-+-+-=-nS n 1151********,将其次序作如下交换,按级数中原有的正项与负项的顺序一项正两项负交替写出,即+--+--+--1211015181613141211, 假设它收敛,则S 216151413121121121101816141211211015181613141211=⎪⎭⎫⎝⎛+-+-+-=+-+-+-=+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-,显然交换后的级数即使收敛,它的和与原级数的和也未必相等.例6.2如果级数∑∞=1n n a 收敛,那么其部分和数列有界且0lim =∞→n n a .分析 这个命题显然是成立的,而它的逆命题却不成立.一个发散数列∑∞=0n n a ,其部分和数列有界且0lim =∞→n n a .设{}n a 为1,21-,21-,31,31,31,41-,41-,41-,41-…则0lim =∞→n n a ,且对每一个n ,都有10≤≤n s ,其中n n a a a s +++= 21,然而,由于{}n s 中有无穷多个n s 取值为0,又有无穷多个n s 取值为1,因而nn s ∞→lim 并不存在,即级数∑∞=1n n a 发散[4].例6.3若级数∑∞=1n n a 收敛,则∑∞=12n n a 也收敛.解 设()∑∑∞=+∞=-=1111n n n n na ,由已知,数列{}n a 单调递减,且0lim =∞→n n a .由莱布尼茨判别法可知,此交错级数收敛,而∑∑∞=∞==1121n n n n a 发散. 问题2证明 若a a n n =∞→lim ,则n n n a a =∞→lim .当且仅当a 为何值时反之也成立?[6]证由a a n n =∞→lim 知,对,0,0>∃>∀N ε当N n >时,ε<-a a n .而a a a a n n -<-,故ε<-a a n ,因此n n n a a =∞→lim .当且仅当0=a 时,由0lim =∞→n n a 知,对,0,0>∃>∀N ε当Nn >时,ε<-==-00n n n a a a ,故0lim =∞→n n a .因此,当且仅当0=a 时反之也成立.若0≠a ,反之不成立.显然数列(){}n1-为发散数列,这与已知(){}n1- 为收敛数列矛盾,故此时反之不成立.问题3若函数()x f 在a 处连续,则函数()x f 在a 也连续,反之是否成立?[8]例6.3 以函数()⎩⎨⎧<-≥=0,10,1x x x f 为例.即1)(=x f 在0=x 处连续,而()x f 在0=x 处不连续.7总结在数学分析中,适当地运用反例,有利于提高课堂教学质量,通过实例,阐述了运用和构造反例有利于帮助学生正确地理解和掌握数学概念及定理内容,有利于培养学生的发散思维能力和创新能力,提高教学效果,能够打破习惯的思维定势,能够促进思考扩大知识面[9].本文简要地总结了反例在数学分析中的作用,并与典型的问题结合起来.在数学分析的学习中出现的问题,往往是对数学分析中的基本概念和定理掌握的不准确、不彻底,在没有准确掌握基本概念和定理的情况下,盲目地去计算和证明,往往会花更多的时间解决问题且最后还会出现错误.因此,我们学习数学分析,学习任何一门学科,正确地掌握这门学科的基本概念、定理是学好这门学科的前提.反例就是强化概念的有力工具,可以深化学生对知识的理解.数学分析中有许多重要的典型反例,这些反例是数学分析理论不可缺少的重要组成部分.本文的意义在于介绍数学分析中的反例的作用,在学习当中,能更好的运用反例,具有反例的思想,希望能够帮助学习数学分析的人们更好的掌握.参考文献[1] 冯素芬.试论数学反例及其构造[J].北京工业职业技术学院学报,2003,2(3):2-3.[2] 汪林. 数学分析中的问题与反例[M]. 云南:云南科技出版社,1990.[3] 马建珍.反例在数学分析中的作用[J].宜宾学院学报,2006,12:39-41[4] 华东师范大学数学系.数学分析(上、下册)[M].第三版.北京:高等教育出版社,2010.[5] 裴礼文. 数学分析中的典型问题与方法[M]. 北京: 高等教育出版社,2001.[6] 刘荣辉.签析数学分析中的反例[J].赤峰学院学报,2009,8:10-11.[7 ]刘福保.反例教学法在数学分析中的作用和构造[J].科技创新导报,(2009)11:167.[8] 吴志华.浅谈反例在数学分析教学中的作用及构造[J].牡丹江教育学院学报,(2008)3:87-88.[9] 段龙伟,解红霞.谈谈《数学分析》教学中应用反例的几点体会[J].太原教育学院学报,2003,21(2):33-34.致谢时光匆匆,如白驹过隙.在毕业论文定稿之际,四年的大学本科生活也即将画上句号.遥想初入学校之时,还历历在目,恍如隔日,不免感叹光阴易逝、韶华难追.然而,艰辛而快乐的求学之路,也给我留下了很多难以忘怀的欣慰和幸福.在此,向四年来陪伴我一起走过,给予我帮助和关心的良师益友以及亲人们,致以最为真挚的谢意!首先,我衷心的感谢我的导师张璐老师,他在我选择论文的题目上给与了非常大的帮助,并且在整个写论文过程中张璐老师都详细的回答问他的每一个问题,使我能够顺利完成毕业论文.还要感谢张璐老师,教我们数学分析这门课一年半的时间,他的教导使我受益匪浅.感谢我们305的全体室友,大学四年以来的相互关怀与支持,让我难以忘怀、感动至深.祝我们的友谊能够万古长存,也祝各位一生幸福、前程似锦!感谢数学1101班,感谢理工系的所有老师.能够在这样的集体和环境中度过我的本科学习生涯,是我一生最宝贵的财富.最后,我要感谢的是我最亲爱的父母和其他家人.在我二十多年的成长过程中,你们无时不刻无私地关怀和奉献,是我独在异乡求学的最大精神支柱,也是我可以依偎的最温馨港湾.你们是我永远的牵挂和眷念!(字数:9,387)。