考研数学 趣谈.doc
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1、考研数学讲座(1)考好数学的基点“木桶原理”已经广为人所知晓。但真要在做件事时找到自身的短处,下意识地有针对性地采取措施,以求得满意的结果。实在是一件不容易的事。非数学专业的本科学生与数学专业的学生的最基本差别,在于概念意识。数学科学从最严密的定义出发,在准确的概念与严密的逻辑基础上层层叠叠,不断在深度与广度上发展。形成一棵参天大树。在高等数学中,出发点处就有函数,极限,连续,可导,可微等重要概念。在线性代数的第一知识板块中,最核心的概念是矩阵的秩。而第二知识板块中,则是矩阵的特征值与特征向量。在概率统计中,第一重要的概念是分布函数。不过,概率不是第一层次基础课程。学习概率需要学生有较好的高等
2、数学基础。非数学专业的本科学生大多没有概念意识,记不住概念。更不会从概念出发分析解决问题。基础层次的概念不熟,下一层次就云里雾里了。这是感到数学难学的关键。大学数学教学目的,通常只是为了满足相关本科专业的需要。教师们在授课时往往不会太重视,而且也没时间来进行概念训练。考研数学目的在于选拔,考题中基本概念与基本方法并重。这正好击中考生的软肋。在考研指导课上,往往会有学生莫名惊诧,大一那会儿学的不一样。原因就在于学过的概念早忘完了。做考研数学复习,首先要在基本概念与基本运算上下足功夫。按考试时间与分值来匹配,一个4分的选择题平均只有5分钟时间。而这些选择题却分别来自三门数学课程,每个题又至少有两个
3、概念。你可以由此体验选拔考试要求你对概念的熟悉程度。从牛顿在硕士生二年级的第一篇论文算起,微积分有近四百年历史。文献浩如烟海,知识千锤百炼。非数学专业的本科生们所接触的,只是初等微积分的一少部分。方法十分经典,概念非常重要。学生们要做的是接受,理解,记忆,学会简单推理。当你面对一个题目时,你的自然反应是,这个题目涉及的概念是-,而非在哪儿做过这道题,才能算是有点入门了。你要考得满意吗?基点不在于你看了多少难题,关键在于你是否对基本概念与基本运算非常熟悉。阳春三月风光好,抓好基础正当时。考研数学讲座(2)笔下生花花自红在爱搞运动的那些年代里,数学工作者们经常受到这样的指责,一支笔,一张纸,一杯茶
4、,鬼画桃符,脱离实际。发难者不懂基础研究的特点,不懂得考虑数学问题时写与思同步的重要性。也许是计算机广泛应用的影响,今天的学生们学习数学时,也不太懂得写的重要性。考研的学生们,往往拿着一本厚厚的考研数学指导资料,看题看解看答案或看题想解翻答案。动笔的时间很少。数学书不比小说。看数学书和照镜子差不多,镜子一拿走,印象就模糊。科学的思维是分层次的思维。求解一个数学问题时,你不能企图一眼看清全路程。你只能踏踏实实地考虑如何迈出第一步。或依据已知条件,我首先能得到什么?(分析法);或要证明这个结论,就是要证明什么?(综合法)。在很多情形下,写出第一步与不写的感觉是完全不同的。下面是一个简单的例。“连续
5、函数与不连续函数的和会怎样?”写成连续A+不连续B=?后就可能想到,只有两个答案,分别填出来再说。(穷尽法)。如果,连续A+不连续B=连续C移项,则连续C连续A=不连续B这与定理矛盾。所以有结论:连续函数与不连续函数的和一定不连续。有相当一些数学定义,比如函数在一点可导,其中包含有计算式。能否掌握并运用这些定义,关键就在于是否把定义算式写得滚瓜烂熟。比如,题面上有已知条件f(1)0,概念深,写得熟的人立刻就会先写出h趋于0时,lim(f(1+h)f(1))/h0然后由此自然会联想到,下一步该运用极限的性质来推理。而写不出的人就抓瞎了。又比如线性代数中特征值与特征向量有定义式A=,0,要是移项写
6、成(AE)=0,0,这就表示是齐次线性方程组(AE)X=0的非零解,进而由理论得到算法。数学思维的特点之一是发散性。一个数学表达式可能有几个转换方式,也许从其中一个方式会得到一个新的解释,这个解释将导引我们迈出下一步。车到山前自有路,你得把车先推到山前啊。望山跑死马。思考一步写一步,观测分析迈下步。路只能一步步走。陈景润那篇名扬世界的1+2论文中有28个引理,那就是他艰难地走向辉煌的28步。对于很多考生来说,不熟悉基本计算是他们思考问题的又一大障碍。高等数学感觉不好的考生,第一原因多半是不会或不熟悉求导运算。求导运算差,讨论函数的图形特征,积分,解微分方程等,反应必然都慢。线性代数中矩阵的乘法
7、与矩阵乘积的多种分块表达形式,那是学好线性代数的诀窍。好些看似很难的问题,选择一个分块变形就明白了。概率统计中,要熟练地运用二重积分来计算二维连续型随机变量的各类问题。对于考数学三的同学来说,二重积分又是高等数学部分年年必考的内容。掌握了二重积分,就能在两类大题上得分。要考研吗,要去听指导课吗,一定要自己先动笔,尽可能地把基本计算练一练。我一直向考生建议,临近考试的一段时间里,不仿多自我模拟考试。在限定的考试时间内作某年研考的全巻。中途不翻书,不查阅,凭已有能力做到底。看看成绩多少。不要以为你已经看过这些试卷了。就算你知道题该怎么做,你一写出来也可能会面目全非。多动笔啊,“写”“思”同步步履轻
8、,笔下生花花自红。2013年考研辅导报考指南考研大纲解读招生政策解答考研分数线考研数学考研数学讲座(3)极限概念要体验极限概念是微积分的起点。说起极限概念的历史,学数学的都多少颇为伤感。很久很久以前,西出阳关无踪影的老子就体验到,一尺之竿,日取其半,万世不竭。近两千年前,祖氏父子分别用园的内接正6n边形周长替带园周长以计算园周率;用分割曲边梯形为n个窄曲边梯形,进而把窄曲边梯形看成矩形来计算其面积。他们都体验到,“割而又割,即将n取得越来越大,就能得到越来越精确的园周率值或面积。”国人朴实的体验延续了一千多年,最终没有思维升华得到极限概念。而牛顿就在这一点上率先突破。极限概念起自于对“过程”的
9、观察。极限概念显示着过程中两个变量发展趋势的关联。自变量的变化趋势分为两类,一类是xx0;一类是x,“当自变量有一个特定的发展趋势时,相应的函数值是否无限接近于一个确定的数a?”如果是,则称数a为函数的极限。无限接近还不是严密的数学语言。但这是理解极限定义的第一步,最直观的一步。学习极限概念,首先要学会观察,了解过程中的变量有无一定的发展趋势。学习体验相应的发展趋势。其次才是计算或讨论极限值。自然数列有无限增大的变化趋势。按照游戏规则,我们还是说自然数列没有极限。自然数n趋于无穷时,数列1/n的极限是0;x趋于无穷时,函数1/x的极限是0;回顾我们最熟悉的基本初等函数,最直观的体验判断是,x趋
10、于正无穷时,正指数的幂函数都与自然数列一样,无限增大,没有极限。x趋于正无穷时,底数大于1的指数函数都无限增大,没有极限。x0+时,对数函数lnx趋于;x趋于正无穷时,lnx无限增大,没有极限。x时,正弦sinx与余弦conx都周而复始,没有极限。在物理学中,正弦y=sinx的图形是典型的波动。我国高等数学教科书上普遍都选用了震荡因子sin(1/x)。当x趋于0时它没有极限的原因是震荡。具体想来,当x由0.01变为0.001时,只向中心点x=0靠近了一点点,而正弦sinu却完成了140多个周期。函数的图形在+1与1之间上下波动140多次。在x=0的邻近,函数各周期的图形紧紧地挤在一起,就好象是
11、电子云。当年我研究美国各大学的高等数学教材时,曾看到有的教材竟然把函数y=sin(1/x)的值整整印了一大页,他们就是要让学生更具体地体验它的数值变化。x趋于0时(1/x)sin(1/x)不是无穷大,直观地说就是函数值震荡而没有确定的发展趋势。1/x为虎作伥,让震荡要多疯狂有多疯狂。更深入一步,你就得体验,在同一个过程中,如果有多个变量趋于0,(或无限增大。)就可能有的函数趋于0时(或无限增大时)跑得更快。这就是高阶,低阶概念。考研数学还要要求学生对极限有更深刻的体验。多少代人的千锤百炼,给微积分铸就了自己的倚天剑。这就是一套精密的极限语言,(即语言)。没有这套语言,我们没有办法给出极限定义,
12、也无法严密证明任何一个极限问题。但是,这套语言是高等微积分的内容,非数学专业的本科学生很难搞懂。数十年来,考研试卷上都没有出现过要运用语言的题目。研究生入学考题中,考试中心往往用更深刻的体验来考查极限概念。这就是若x趋于时,相应函数值f(x)有正的极限,则当x充分大时,(你不仿设定一点x0,当xx0时,)总有f(x)0*若x趋于x0时,相应函数值f(x)有正的极限,则在x0的一个适当小的去心邻域内,f(x)恒正这是已知函数的极限而回头观察。逆向思维总是更加困难。不过,这不正和近朱者赤,近墨者黑一个道理吗。除了上述苻号体验外,能掌握下边简单的数值体验则更好。若x趋于无穷时,函数的极限为0,则x的
13、绝对值充分大时,(你不仿设定一点x0,当xx0时,)函数的绝对值恒小于1若x趋于无穷时,函数为无穷大,则x的绝对值充分大时,(你不仿设定一点x0,当xx0时,)函数的绝对值全大于1*若x趋于0时,函数的极限为0,则在0点的某个适当小的去心邻域内,或x的绝对值充分小时,函数的绝对值全小于1(你不仿设定有充分小的数0,当0x时,函数的绝对值全小于1)没有什么好解释的了,你得反复领会极限概念中无限接近的意义。你可以试着理解那些客观存在,可以自由设定的点x0,或充分小的数0,并利用它们。考研数学讲座(4)“存在”与否全面看定义,是数学的基本游戏规则。所有的定义条件都是充分必要条件。即便有了定义,为了方
14、便起见,数学工作者们通常会不遗余力地去寻觅既与定义等价,又更好运用的描述方式。讨论极限的存在性,就有如下三个常用的等价条件。1海涅定理观察x趋于x0的过程时,我们并不追溯x从哪里出发;也没有考虑它究竟以怎样的方式无限靠近x.0;我们总是向未来,看发展。因而最直观的等价条件就是海涅定理:定理(1)极限存在的充分必要条件是,无论x以何种方式趋于x0,相应的函数值总有相同的极限A存在。这个定理条件的充分性没有实用价值。事实上我们不可能穷尽x逼近x0的所有方式。很多教科书都没有点出这一定理,只是把它的必要性独立成为极限的一条重要性质。即唯一性定理:“如果函数(在某一过程中)有极限存在,则极限唯一。”唯
15、一性定理的基本应用之一,是证明某个极限不存在。2用左右极限来描述的等价条件用语言可以证得一个最好用也最常用的等价条件:定理(2)极限存在的充分必要条件为左、右极限存在且相等。这是在三类考研试题中出现概率都为1的考点。考研数学年年考连续定义,导数定义。本质上就是考查极限存在性。这是因为函数在一点连续,等价于函数在此点左连续,右连续。函数在一点可导,等价于函数在此点的左、右导数存在且相等。由于初等函数有较好的分析性质。考题往往会落实到分段函数的定义分界点或特殊定义点上。考生一定要对分段函数敏感,一定要学会在特殊点的两側分别考察函数的左右极限。(3)突出极限值的等价条件考数学一,二的考生,还要知道另
16、一个等价条件:定理(3)函数f(x)在某一过程中有极限A存在的充分必要条件是,f(x)A为无穷小。从“距离”的角度来理解,在某一过程中函数f(x)与数A无限接近,自然等价于:函数值f(x)与数A的距离f(x)A无限接近于0如果记=f(x)A,在定理条件下得到一个很有用的描述形式转换:f(x)=A+(无穷小)考研题目经常以下面三个特殊的“不存在”为素材。存在与否全面看。有利于我们理解前述等价条件。我用exp()表示以e为底数的指数函数,()内填指数。例1x趋于0时,函数exp(1/x)不存在极限。分析在原点x=0的左侧,x恒负,在原点右侧,x恒正。所以x从左侧趋于0时,指数1/x始终是负数,故左
17、极限f(00)=0,x从右侧趋于0时,函数趋向+,由定理(2),函数不存在极限。也不能说,x趋于0时,exp(1/x)是无穷大。但是,在这种情形下,函数图形在点x=0有竖直渐近线x=0例2x趋于0时,“震荡因子”sin(1/x)不存在极限。俗称震荡不存在。分析用海涅定理证明其等价问题,x趋于+时,sinx不存在极限。分别取x=n及x=2n两个数列,n趋于+时,它们都趋于+,相应的两列正弦函数值却分别有极限0与1,不满足唯一性定理(定理(1)。故sinx不存在极限。(构造法!)例3x趋于时,函数y=arctgx不存在极限。分析把视为一个虚拟点,用定理(2)。由三角函数知识得,x趋于+时,函数极限
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