高中数学论文 高等数学与初等数学的联系及一些应用

浅谈高等数学在中学数学中的应用浅谈高等数学在中学数学中的应用摘要本文探讨了初等数学和高等数学在知识体系上的差别以及应用上的联系，同时也探讨了他们地位上的差别和各自的重要性。

通过讨论可以得知，高等数学在很大程度上是初等数学的扩展。

本文第三部分重点介绍了微积分，不等式，行列式，以及高等几何等在初等数学中的应用，探讨了应用高等数学的思想方法解决初等数学的有关问题。

另外还探讨了高等数学在高考试题上体现的情况和如何解决相应的问题。

关键词高等数学中学数学微积分行列式AbstractThis study of elementary mathematics and higher mathematics in knowledge on the difference between system and application links, also discussed their differences on the status and importance of each. Through discussion can see that higher mathematics is to a large extent is an extension of elementary mathematics. This article focuses on the second part of calculus, inequality, determinants, as well as the application of higher geometry in elementary mathematics, explored the application of higher mathematics thought method to solve problems of elementary mathematics. Discussion also reflected on the college entrance examination in higher mathematics and how to solve the problemKey words advanced mathematics Mathematics calculus目录摘要 .......................................................................................................................... .. (I)Abstract .............................................................................................................. .......................... II 第一章前言. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 课题研究意义 (1)1.3 文献综述 (2)1.4 研究方法 (2)1.5 创新之处 (2)第二章高等数学与初等数学的地位与联系 (3)2.1 初等数学与高等数学的定位 (3)2.2 高等数学与中学数学的联系 (4)2.2.1 中学数学与大学数学的统一性 (4)2.2.2 中学数学与大学数学的连贯性 (4)2.3 高等数学对初等数学的拓展 (5)2.3.1 代数方面 (5)2.3.2 几何方面 (6)第三章高等数学在初等数学中的应用 (8)3.1 高等代数在中学数学中的应用 (8)3.2.1 行列式的应用 (8)3.2.2 柯西—施瓦兹不等式应用 (9)3.2 微积分方法在中学数学的应用 (9)3.2.1 微积分方法在求函数的极值、最值中的应用 (9)3.2.2 用微积分知识直接用来处理初等数学的问题而达到简便的目的 (10)3.2.3 积分在空间立体体积与表面积中的应用 (12)3.2.4 积分在求曲线弧长中的应用 (14)3.3 高等几何在初等几何的应用 (15)3.3.1 仿射变换的应用 (15)3.3.2 射影几何观点在初等几何中的应用 (15)3.3.2.1 仿射变换的应用 (15)3.3.2.2 笛沙格定理的应用 (16)3.3.2.3 点列中四点的交比 (17)3.3.2.4 线束中四条直线的交比的应用 (18)第四章高考试题中的微积分在解题中的应用 (21)4.1 拉格朗日中值定理 (21)4.2 有关级数的应用 (24)总结 (27)参考文献 ........................................................................................................... 错误!未定义书签。

浅析高等数学在中学数学解题中的应用高等数学是中学数学教育中非常重要的一门课程，它涉及到了微积分、数理方程、概率论等等领域，对于提高中学生的数学素养和解题能力有着至关重要的作用。

本文将从四个方面来浅析高等数学在中学数学解题中的应用。

一、微积分的应用微积分是高等数学中非常重要的一个分支，它与中学数学的关系非常密切。

微积分的应用非常广泛，它可以用来求解函数的极值、函数的连续性、函数的导数等等，这些都是中学数学中常见的问题。

同时，微积分还可以用来研究物理问题中的运动、力学和热力学等方面。

例如，在中学数学中，我们经常需要求解函数的极值。

如果函数是单调上升或单调下降的，就可以通过一些简单的方法来解决问题。

但是，当函数的变化规律不是那么简单的时候，我们就需要使用微积分的方法来求解。

可以通过求导数、求二阶导数以及求极值等方法来解决这些问题。

二、数理方程的应用数理方程也是高等数学中的一个重要分支，在中学数学中也经常涉及到。

数理方程可以用来描述各种现象和问题，通过数理方程来描述问题可以更加准确地预测和解决问题。

例如，在中学数学中，我们经常需要解决一些常微分方程或偏微分方程。

这些方程可以用来描述物理、化学、生物等方面的问题。

通过解方程，我们可以求取某一时刻的状态或变化率。

三、概率论的应用概率论是高等数学的一个基础分支，在中学数学教育中也有非常重要的作用。

通过学习概率论，我们可以更好地理解和计算概率，从而更好地解决各种概率问题。

四、数学建模的应用数学建模是一种将现实问题抽象化并用数学语言表达的一种方法，它在中学数学教育中也具有非常重要的作用。

数学建模不仅可以增加学生对数学知识的深度理解，还可以培养学生独立思考和问题解决能力。

例如，在中学教育中，我们可以将各种实际问题抽象为数学问题，然后通过建模和求解来解决这些问题。

这样既可以增强学生的兴趣，又可以把理论知识应用到实际中。

总之，高等数学在中学数学解题中具有非常重要的作用，它不仅可以使学生更好地掌握数学知识，还可以提高学生的解题能力，增强学生对数学的兴趣。

浅谈高等数学在初等数学中的应用
高等数学是一门研究变量之间特定联系的数学分支，对于了解变量
之间联系的更深层次理解有巨大的帮助。

因此，高等数学在初等数学
中可以起到非常重要的作用。

首先，高等数学可以用来推导初等数学中的一些公式，如果用初等数
学加以运用无法得出正确结果，可以借助高等数学来解决，如借助有
理函数、导数等概念来推导公式，从而使初等数学中的公式更准确，
而不会存在错误。

此外，高等数学在初等数学中也可以用来解决一些复杂的问题，例如
非线性方程和非线性方程组，这些都是初等数学中无法直接解决的，
但是借助高等数学的多元函数分析理论，却可以计算出实际的解析解，让初等数学中的问题更加清晰简单，同时还能够解决难度更加高的复
杂问题。

除此之外，高等数学还可以用来计算、表示数值，并分析其特性，为
初等数学中的一些问题提供更多的信息和见解，以便加深对问题的理解。

总之，高等数学是一门极其重要的理论分支，对于初等数学而言，它
具有无法替代的作用，因此一定要学习，才能更好地理解和运用初等
数学。

高等数学与初等数学的联系及一些应用摘要：众所周知，初等数学是高等数学的基础，高等数学是初等数学的延伸和发展。

由于现阶段数学数字化时代的发展，中学教师要是掌握一定的高等数学的知识与方法，并在教学中与初等数学的知识有机结合起来，那么将能提高学生的思维，开阔学生的思路，培养学生的数学修养并提高其解决问题的能力。

因而，本文着重把高等数学与初等数学联系起来，通过几个例子来阐述高等数学在初等数学中的一些重要的应用。

关键词：高等数学；初等数学；应用1.引言数学是一门概括性、逻辑性很强的学科，将它从自然科学中分离出来而成为一门独立的学科与自然科学、社会科学并驾齐驱，在修完高等数学课程之后才能体会到这个主张是非常科学的。

因此有人把它叫做思维的体操，也有人把它称作其他自然科学必备的基础工具。

这些都是基于这种认识和理解，是有一定的道理的。

中小学的数学，即使是高中数学的教学，它所要承担的教学任务和培养的目标只能是学会基本的运算和简单的推理，由于学生的接受能力有限，更深一层次的研究只能在大学进行。

只有通过大学高等数学各门必修课程和选修课程的学习和理解，才能深切感受到数学这门充满生机、古老的学科的庞大的体系和深邃的理论，才能认识到数学区别于其他学科的三种特性：抽象性、严谨性和高度的概括性。

2.国内外研究现状大学课程学习的思维单向性很强。

大学的学习给学生的感觉是用中学知识去学习大学课程中的内容，学生几乎感觉不到能用大学知识解决中学数学中的问题或对解中学数学问题有什么帮助。

“用”的观念淡薄了，“学”的热情自然而然的就少了。

抓住高等数学与初等数学之间的联系，加强高等数学对初等数学的指导作用及高等数学在初等数学中的一些应用是本课题研究的重点和关键问题。

中学数学教材中的教学难点经常让新教师费劲口舌，但学生仍然晕头转向，不知其意。

比如极限定义、集合和函数等。

一位新数学教师在解释从非空数集A到数集B的映射是函数时常常讲不清楚函数的值域到底是不是B。

⾼等数学在中学数学中的应⽤----毕业论⽂【标题】⾼等数学在中学数学中的应⽤【作者】丁海云【关键词】⾼等数学中学数学联系应⽤【指导⽼师】陈强【专业】数学与应⽤数学【正⽂】1 引⾔近⼏年来，⾼等师范院校数学系的不少⼤学⽣对学习⾼等数学存在不少看法，如“现在学的⾼等数学好像与初等数学没有多⼤联系”，“学习⾼等数学对今后当中学数学教师作⽤不⼤”，有的甚⾄提出“⾼等数学在中学教学⾥根本⽤不上”等等．这些看法正如著名数学家克莱因早已指出的那样：“新的⼤学⽣⼀⼊学就发现，他⾯对的问题好像和中学⾥学过的东西⼀点也没有联系似的，当然他很快就忘了中学学的知识．但是毕业以后当了⽼师，他们⼜突然发现，要他们按⽼师的教法来教传统的初等数学，由于缺乏指导，他们很难辨明当前数学内容和所受⼤学数学训练之间的联系，于是很快坠⼊相沿成习的教学⽅法，⽽他们所受的⼤学训练⾄多成为⼀种愉快的回忆，对他们对教学毫⽆影响”．然⽽在新的数学教材中已经出现了⼀些基础的⾼等数学知识，可以说是数学发展的⼀种必然．现在的中学数学教师必须掌握⾼等数学的基础知识以适应数学发展和教材改⾰，⽽⾼等数学知识在开阔视野、指导数学解题、指导数学教学、对初等数学问题加以诠释等⽅⾯的作⽤就尤为突出了．本⽂探讨⼀些⾼等数学知识和⽅法在初等数学中的应⽤．2 初等数学与⾼等数学的联系⼀般说来,数学史家把数学的发展分成四个阶段(萌芽时期、初等数学时期、古典⾼等数学时期、现代⾼等数学时期)或五个时期(再加上“当代时期”)．⽆论何种⽅法，都把第⼆发展时期叫做“初等数学时期”，这个时期的数学知识和经验就是“初等数学”,⽽把第三、第四或第三、四、五阶段叫做“⾼等数学时期”,这些阶段的数学知识和经验就是“⾼等数学”．理论意义下的初等数学和⾼等数学是按照恩格斯(Engles)的经典分法：所谓初等数学就是指常量数学，⾼等数学就是指变量数学，并把笛卡尔(R? Descartes)1637年发明的解析⼏何看成为出现⾼等数学或进⼊⾼等数学时期的标志．⽽教育意义下的初等数学和⾼等数学是依据教育的发展历程和教育的等级加以区分的，即视普通初等、中等教育(即中、⼩学教育)阶段的数学主要内容为初等数学，视⾼等教育阶段的数学主要内容为⾼等数学．当然，由于社会和教育的思想、⽅法、⼿段尤其是教育内容都在不断发展，“初等数学”和“⾼等数学”也是⼀个变化的客体对象，两者没有严格的概念区别．事实上，数学科学是⼀个不可分割的整体，它的⽣命⼒在于各部分之间的有机联系，只从学科表⾯上看，难以看清两者之间的内在联系，这就需要深⼊研究初等数学，理清其中最基本的思想和⽅法，努⼒寻求初等数学和⾼等数学的结合点．2.1 知识⽅⾯的联系⾼等代数在知识上是中学数学的继续和提⾼．它能解释许多中学数学未能说清楚的问题，如多项式的根及因式分解理论、线性⽅程组理论等．从以下⼏个⽅⾯说明：⾸先，中学代数讲多项式的加、减、乘、除运算法则.⾼等代数在拓宽多项式的含义，严格定义多项式的次数及加法、乘法运算的基础上，接着讲多项式的整除理论及最⼤公因式理论；中学代数给出了多项式因式分解的常⽤⽅法.⾼等代数⾸先⽤不可约多项式的严格定义解释了“不可再分”的含义，接着给出了不可约多项式的性质、唯⼀因式分解定理及不可约多项式在三种常见数域上的判定；中学代数讲⼀元⼀次⽅程、⼀元⼆次⽅程的求解⽅法及⼀元⼆次⽅程根与系数的关系.⾼等代数接着讲⼀元n次⽅程根的定义，复数域上⼀元n次⽅程根与系数的关系及根的个数，实系数⼀元n次⽅程根的特点，有理系数⼀元n次⽅程有理根的性质及求法，⼀元n次⽅程根的近似解法及公式解简介；中学代数讲⼆元⼀次、三元⼀次⽅程组的消元解法．⾼等代数讲线性⽅程组的⾏列式解法和矩阵消元解法、讲线性⽅程组解的判定及解与解之间的关系.中学代数学习的整数、有理数、实数、复数为⾼等代数的数环、数域提供例⼦；中学代数学习的有理数、实数、复数、平⾯向量为⾼等代数的向量空间提供例⼦．中学代数中的坐标旋转公式成为⾼等代数中坐标变换公式的例⼦.其次，中学⼏何的内容体系主要是由平⾯⼏何、⽴体⼏何和平⾯解析⼏何三部分构成．平⾯⼏何研究由点的集合⽽形成的平⾯⼏何图形的性质；⽴体⼏何研究空间⼏何图形的性质诸如直线、平⾯及旋转体；平⾯解析⼏何研究形与数结合的问题，重点是⼆次曲线理论的研究．侧重研究直线间的合同、相似极度量关系，就⼆次曲线⽽⾔也侧重于定义的直观描述和各⾃所具有的性质．作为⾼等⼏何⽽⾔，侧重于对直线形的结合关系、顺序关系及⼆次曲线⼀般理论的研究，具有普适性、全⾯性．中学⼏何学习的向量的长度和夹⾓为欧⽒空间向量的长度和夹⾓提供模型，三⾓形不等式为欧⽒空间中两点间距离的性质提供模型，线段在平⾯上的投影为欧⽒空间中向量在⼦空间的投影提供模型.第三，⾼等数学分⽀之⼀数学分析的形成和发展体现了数学发展的每个新时期，不仅内容上更加丰富，更在思想⽅法上发⽣了根本性的变化．它的形成是深深扎根于初等数学基础之上，它的⼀些基本概念如导数、积分、⽆穷级数的收敛等，都是在初等数学有关问题的基础上发展起来的．如导数是在运⽤代数运算求直线斜率这⼀问题的基础上，发展成为运⽤极限⽅法求曲线上的点的斜率⽽形成的．可以这样讲，数学分析的形成是初等数学发展到⼀定阶段的必然结果．第四，集合论是关于⽆穷集合和超穷数的数学理论．它的建⽴是数学发展史上的⼀个⾥程碑，它给数学奠下了坚实的基础，其思想已渗透到数学的各个领域．它是整个数学的基础，它是数学的基本语⾔，同时也树⽴了现代数学的传统．我国中学数学中已经渗透了集合论的内容，如集合、映射及分类的思想，并使⽤了点集、解集合等集合论语⾔．综上所述可知，⾼等代数在知识上的确是中学数学的继续和提⾼.它不但解释了许多中学数学未能说清楚的如多项式的根及因式分解理论、线性⽅程组理论等问题，⽽且以整数、实数、复数、平⾯向量为实例，引⼊了数环、数域、向量空间、欧⽒空间等代数系统．这对⽤现代数学的观点、原理和⽅法指导中学数学教学是⼗分有⽤的.2.2 思想⽅⾯的联系中学数学思想和⽅法主要体现为三个层次，第⼀层次指数学各分科的具体解题⽅法和解题模式，如代数中的加减消元法、代⼊消元法、韦达法、判别式法、公式法、⾮负数法、放缩法、错位相消法、复数法、数学归纳法等等；⼏何中的平移、旋转、对称、相似、辅助线及辅助⾯的作法、⾯积⽅法、体积⽅法、图形及⼏何体的割补⽅法、三⾓形奠基法等等；还有在解题教学中教师概括出来的具体解题模式、教科书给出的各种具体的解题程序和模式．第⼆层次指适⽤⾯很⼴的⼀些“通法”，如配⽅法、换元法、待定系数法、分离系数法、消元法、降次法、数形结合法、⼀般化与特殊化法、参数法、反证法、同⼀法、观察与实验、⽐较与分类、分解与组合、分析与综合、归纳与演绎、类⽐与联想、抽象与概括等等．第三层次指数学观念，即⼈们对数学的基本看法和概括认识，如推理意识、整体意识、抽象意识、化归意识、数学美的意识等等．在⾼等数学教育活动中，上述数学思想和⽅法将得到进⼀步强化，⾼等数学各分⽀学科中⼏乎渗透了三个层次的思想和⽅法，在空间解析⼏何、⾼等⼏何、微分⼏何等学科中明显渗透着第⼀层次的思想和⽅法，第⼆、第三层次的思想和⽅法是数学学习和研究的重要⽅法，在各层次的数学教学活动中都应该重视这些思想和⽅法的训练．除上述所举的思想和⽅法外，⾼等数学各分⽀学科中也渗透着许多新的思想和⽅法，如分析中的极限法、微分法、积分法等等;代数中的求公因式法、线性⽅程组的矩阵解法、⼆次型的正负判定法、线性变换法等等．现代中学数学和⾼等数学教学的⼀个显著特征就是注重知识形成过程的教学，形成和发展学⽣的数学思想和⽅法，会⽤数学思想和⽅法来解决问题．3 ⾼等数学在中学数学中的应⽤⽤⾼等数学的观点、原理和⽅法，认识、理解和解决中学数学问题是我们⼤多数⼈的共同⽬的，也是⾼等数学价值的⼀种体现，尤其是在指导教学、指导解题、诠释初等数学问题等⽅⾯，体现⾮常明显．3.1 ⾼等数学在中学数学教学中的作⽤我们知道，初等数学与⾼等数学之间⽆论在观点上还是在⽅法上都有着很⼤的区别．正因为这个原因，有许多学者就认为：学⽣不需要懂得什么⾼等数学知识，教师只要能照本本讲下去就可以了，其实这是⼀种误解．诚然，我们在课堂上不能把⾼等数学知识传授给学⽣，但我们作为⼀名教师倘若仅仅停留在本本上，那是很不够的，有时甚⾄连⾃⼰对⼀些初等数学问题也可能会感到费解，这是因为：⼀⽅⾯，⾼等数学是初等数学的继续和提⾼；另⼀⽅⾯，初等数学⾥很多理论遗留问题必须在⾼等数学中才能得以澄清．因此，我们对⾼等数学在初等数学教学中的作⽤不能掉以轻⼼，下⾯就这个问题谈谈笔者的⼀些初浅的体会．3.1.1 ⾼等数学原理与中学数学教学⾸先，注重⾼等数学对初等数学的指导作⽤,运⽤原理，把握本质.多数教育⼯作者实践中认识到：教师只有深⼈研究⾼等数学，才能深刻把握初等数学的本质，使数学课堂教学不失科学性，做到居⾼临下，把课教活．如有这样⼀道题⽬：例1 解⽅程．解此题若按三次⽅程求解相当困难．但若将“”看作“未知数”，看作常量，则是⼀个关于“”的“⼀元⼆次⽅程”，，解之得= ．所以原⽅程的解为，.可以看出,该题很好的把握了题⽬的主旨—变量和函数的观点.虽然变量与函数是数学分析研究的对象,中学数学中以常量问题为主,但有时若将这些问题中的字母,甚⾄常数看作变量,⽽将字母间的关系看作函数关系,运⽤变量和函数的观点去考察它,会使⼀些问题变得容易或为解题提⽰⼀种可⾏的思路.另外,中学数学教材中的数学知识,由于充分考虑到数学的社会性原则和学⽣的可接受性原则,往往是以教育形态(不是学术形态)的呈现,因此中学数学教材中的⼀些知识内容不可能严谨透彻,例如⾼中代数中的指数函数（a> 0且a≠1）,由于中学阶段指数概念仅推⼴到有理数,⽽指数函数的定义域是实数集.然⽽要在中学阶段讲清这个问题是不⼤容易的,需要涉及极限理论.事实上,指数函数是群(R, +)到群(R+, )的同构映射,且保持序结构.同时,⼀些重要的数学基本定理,根据其在中学数学中的地位与作⽤,⼤都以“公理”的形式直接加以肯定,并予以直观的描述,严格的证明需通过⾼等数学的知识加以证明和完善.可以说,运⽤⾼等数学的知识能将中学数学中不能或很难彻底解决的基本理论加以严格地证明;反过来,中学数学中的问题也为⾼等数学的理论提供可靠的背景和模型.因此,教师学习和运⽤⾼等数学知识可以加深理解中学数学教学内容的安排意图,更利于提⾼⾼师⽣数学解题能⼒.其次，在教学中讲解⾼等数学在初等数学中的渗透，深化对中学知识的掌握⾼等数学中的概念、思想、⽅法很多已渗透到中学数学中，在教学中注意这⽅⾯的讲解，就能使学⽣充分地认识到⾼等数学对中学数学教学的指导意义，也说明教师充分认识到了“居⾼临下”的重要性．另外在中学数学中，对有些概念和⽅法没有加以解释和说明，就交给学⽣应⽤，虽然使⽤时能解决问题，但深⼊理解是不可能的．⽽作为未来的中学数学教师，对这些概念的理解与掌握就不能只停留在中学时的⽔平上，⽽应该更清楚和深刻．如：中学数学中把“形如a+bi(a,b都是实数)的数”叫作复数.这⾥的“+”是什么意思？a与bi是两个不同单位的元素，怎么可以相加？因此，这⾥的“+”只能看作是将a与bi连结成⼀个整体的符号．那么，能不能把这个符号理解为普通实数的加法符号呢？为此，就必须学习了近世代数中复数的构造性理论后才能解答.C是复数集，+，分别表⽰复数的加法与乘法，则（C；+，）是⼀个域，叫复数域.在对应关系：（a,0） a之下可证集合与实数域同构，故可把（a,0）看成实数a,即（a,0）=a，从⽽复数域就是实数域的⼀个扩域.由复数乘法的定义得.因此复数（0，1）和的性质相同.它是⽅程的⼀个根，令（0，1）=i，i为虚数单位.故任意复数（a，b）就可以写成（a，b）=（a,0）+(0,b)=a+bi中的“+”不仅是形式上的符号，它与实数算术运算中的“+”完全⼀致.3.1.2 ⾼等数学观点与中学数学教学中学数学教学以渗透⾼等数学思想、观点,使它们相结合．现代⾼等数学的新思想、新理念、新观点及许多美妙⽽诱⼈的技巧和⽅法,使它更具有魅⼒．3.1.2.1 数学分析的辩证观点与中学数学教学数学分析不仅继承了初等数学的⽅法,⽽且⼜引进新的思想⽅法———极限法．运⽤极限⽅法,“常量”与“变量”、“直”与“曲”、“均匀”与“⾮均匀”等可实现相互转化．所以，从⽅法论的⾓度来讲，数学分析的有关知识和⽅法对理解和解决⼀些中学数学问题会起导向作⽤．例2 设有三次函数y= (p、q∈R)，⽤微分⽅法求函数极值.解所以当>0时，⽆驻点，因⽽也⽆极值点；当=0时，驻点=0，但此时在=0两侧不变号，故=0不是极值点，即=0时⽆极值点；当 0时，有⼆驻点，⼜所以函数在处取得极⼤值在处取得极⼩值.这从思想、⽅法上更有指导性的是数学分析中的辩证观点,运⽤这样的⽅法，将会使我们中学数学问题的解决思路⼤为开阔,⽅法更加灵活有效,从⽽摆脱对问题束⼿⽆策或盲⽬乱试的困境.另外⾼等数学知识进⼀步探讨和学习，可增强学⽣的求知欲，达到培养学⽣的学习兴趣．教师运⽤⾼等数学知识可以提⾼对学⽣提出的⼀些问题的回答的正确性及敏捷性.3.1.2.2 ⾼等⼏何思想与中学数学教学⾼等⼏何对教材内容的安排⼀般不同于中学⼏何，它是先给出定义、定理⽽后直观解释和证明，中学⼏何⼀般是先通过实例描述⽽后给出重要的概念和定理．前者训练抽象思维,后者训练形象思维,出发点不同，对同⼀问题得出的结论相同．全⾯了解欧⽒⼏何、仿射⼏何、射影⼏何的联系与区别，从本质上认识，从整体上把握，⼜从局部上深⼊，才能深刻认识动与静、特殊与⼀般的辩证关系．就内容⽽⾔，⾼等⼏何⽐中学⼏何丰富，⽽且分析问题、处理问题的观点新颖，⽅法独特．如对偶原则，在研究点⼏何的同时，也研究了线⼏何的内容，对⼆次曲线的定义，既有⼏何定义，⼜有代数定义，开拓了认识眼界．从⽅法论来看，⾼等⼏何对具体问题处理的⽅法独特，⽽且灵活，对解决中学⼏何的有关命题提供了⼀种新的模式，也为中学⼏何的有关问题提供了知识背景．如利⽤中⼼射影投影⼀直线到⽆穷远来证明中学⼏何问题：若在平⾯上给定⼀个与直线有关的本质上是射影性质的⼏何命题，则只要恰当选择射影中⼼和向平⾯，总可以使直线的象直线是上的⽆穷远直线．由于⽆穷远直线的特殊性，有时可以将原命题化成上容易证明的新命题．既然射影变换保持射影性质不变，那么只要证明了新命题,则原命题也得到了证明．3.1.2.3 集合论的观点和⽅法与中学数学教学集合论是整个数学的基础，它不仅是数学的基本语⾔，⽽且树⽴了现代数学的传统.它蕴含着极其深刻的数学思想和丰富的数学⽅法，对分析和理解中学数学具有指导意义.映射是集合论的有⼒研究⼯具，也是数学中⼗分重要的化归⽅法，利⽤映射可以把不容易研究的集合上的问题转化到容易研究的集合上去，从⽽实现由未知(难、复杂)到已知(易、简单)的转化.映射⽅法的基本思想是：当处理某问题甲有困难时，可联想适当的映射，把问题甲及关系结构R映成与它有⼀⼀对应关系且易于考察的问题及关系结构；在新的关系结构中对问题处理完毕后,再把所得结果通过逆映射反演到R,求得关于问题甲所需的结果.这样启发了解题思路,⼜可⽤来指导数学发现.如：数学模型⽅法. 数学模型⽅法是指把所考察的实际问题化为数学问题,构造相应的数学模型,通过对数学模型的研究,使实际问题得以解决的⼀种数学⽅法.中学数学中的解应⽤题是最简单的数学模型⽅法.过程如下图:图1：运⽤数学模型⽅法解题过程框图3.2 ⾼等数学在中学数学解题过程中的作⽤初等数学是⾼等数学的基础，⼆者有本质的联系．将⾼等数学的理论应⽤于初等数学,使其内在的本质联系得以体现，进⽽去指导初等数学的教学⼯作，是⼀个值得研究的课题．俗话说，站得⾼才能看得远．因此，笔者认为,作为中学教师，除掌握中学数学各种类型题的已熟知的初等⽅法外，还应善于⽤⾼等数学⽅法解决中学数学问题，特别是⼀些⽤初等数学⽅法难以解决或虽能解决但显得难、繁，⽽⽤⾼等数学⽅法则易于解决的中学数学问题,从⽽拓⼴解题思路和技巧，提⾼教师专业⽔平，促进中学数学教学．下⾯略⼏举例说明之：3.2.1 变换⾓度，化繁为简例3 求满⾜⽅程.解如果从中学数学考虑的话那颇费周折.但换种思路从变量和函数的观点来看是两个变量，上⾯的⽅程只能确定之间的函数关系，⽽不能求出其具体的值.茅盾的根源在于：中学数学中求未知数总是⽅程的个数和未知数的个数相同才能求出，但题⽬⾥⾯却是两个未知数⼀个⽅程．可以得出启发：应当设法构造出两个关于的⽅程.在实数范围内，将⼀个等式分成⼏个等式，最常见的⽅法是利⽤⾮负数，即若⼏个⾮负数之和为零，则其中每个必须为零.根据此思路，可将⽅程变形为进⽽变为，由是锐⾓知，上式中两项均为负，故都都等于零．从⽽解得.另外，许多初等数学中的问题，往往蕴含着数学中的较⾼层次理论的再实践的问题．如能在教学中有意将⾼等数学的原理、⽅法应⽤于⼀些初等数学的证明、计算，不仅可以开拓学⽣的视野，⽽且可使学⽣体会到教师所使⽤的⾼等数学的原理、⽅法在解决初等数学问题时的驾轻驭熟的感觉，进⽽更加有兴趣学习数学．3.2.2 利⽤函数的单调性证明不等式不等式是数学中不可缺少的⼯具之⼀，有许多不等式在数学研究中有着重要的作⽤.但⽤初等数学知识证明⼀些不等式⽐较困难，下⾯利⽤⾼等数学的原理和⽅法，就不等式的证明给出证法以帮助理解.我们知道对定义在区间（a，b）内的函数，若>0（或<0），则函数在（a,b）内严格增加（或严格减少），根据函数的单调性，可证明不等式.例4 证明不等式(其中x>0)．证明：先证：.设，则在[0,+ )单调增加，⼜,当时，，即：.再证：．设，则, 当时，，即：.以上⽅法体现了⽤初等数学知识证明⽐较难的不等式时，可充分利⽤⾼等数学的原理和⽅法思考，进⽽收到很好的效果．3.2.3 利⽤⾼等⼏何思想解初等⼏何问题在中学数学教学中往往会碰到⼀些初等⼏何问题,欲⽤传统的综合证法,苦于找不到解决问题的思路,⽽⽤解析法却轻⽽易举,可⼜不能将此法告知学⽣,⾯临如何将它转化为纯⼏何的证明⽅法的问题,往往⼗分棘⼿．但利⽤⾼等⼏何知识进⾏思考，可收到很好的效果．例5 过⼀圆的弦AB的中点M引任意两弦CD和EF，连结CF和ED交AB弦于P、Q.求证:PM=MQ. (蝴蝶定理)分析:如图2,此题若局限在平⾯⼏何范围内去研究，虽能找到多种不同的证法，如：为使、是全等三⾓形的对应边，宜将沿直线翻折⾄,则有, ,故知.这样，⼜将线段相等归结为⾓的相等，⽽⾓的相等关系在圆上⼜可利⽤圆周⾓定理进⾏转化，即因，故内接于圆.再由内接于圆和、对称得出结论.但以上结论的得出来之不易，如果我们利⽤⾼等⼏何的交⽐来证明，就⾮常容易了.证明:如图，E(AF，DB)=C(AF，DB) (1)E(AF，DB)=(AM，QB) (2)E(AF，DB)=(AP，MB) (3)由(1)、(2)、(3)式得(AM，QB)=(AP，MB)(AM,QB)=(AP,MB)即亦即(4)因为 AM=BM,设PM=x，MQ=y，AM=BM=a，则由(4)式得图2所以故 PM=MQ这种证法不仅简单地证明了结论，⽽且还把结论推⼴到了⼆次曲线的情形.即如果把“蝴蝶定理”中的园换成椭圆、双曲线、抛物线，⼀对平⾏线或⼀对相交直线，结论仍成⽴.⾼等数学的许多⽅法和技巧都能直接应⽤于中学数学解题，常能起到以简驭繁，并能使问题得以深化和拓⼴的作⽤．以上只是给出两个实例说明⾼等数学能指导中学数学解题（初等代数和初等⼏何），且收到了很好的效果．在教学过程中，结合具体内容，不失时机地介绍给学⽣，对于丰富学⽣的解题⽅法，特别是作为教师在将来的数学教学中⽤它来预测答案，确定初等解法的路线，构造习题，检验结果都有重要的作⽤．3.2.4 微积分在中学数学解题中的指导作⽤微积分在⾼等数学⾥占有⾮常⾼的地位，它之所以能解决初等数学不能解决的问题，其根本原因是在初等数学的基础上它引进了⼀种新的思想⽅法——极限法．俗话说，站得⾼才能看得远．笔者认为，作为中学数学教师，利⽤微积分思想解决中学数学问题特别是⼀些⽤初等数学⽅法难以解决或虽能解决但显得难、繁，⽽⽤微积分思想则易于解决的中学数学问题，从⽽拓⼴解题思路和技巧，提⾼教师专业⽔平．例6 分解因式.解把看作变量，看作常量.令,求对的导数得=对上式取不定积分,得其中是常数,此处是含有变量的代数式,从⽽得恒等式.上式中令,得,于是= .⽤导数和积分进⾏因式分解,常可使解法简便、巧妙.3.3 ⾼等数学对中学数学问题的诠释在中⼩学数学教学中，⼈们往往重视对教学⽅法和解题思路的研究，这在许多教学经验⽂章中都可以看到.同时，⼈们也常常重视研究中⼩学数学教材的衔接问题以及初⾼中数学教材的衔接问题，这在许多教学研究⽂章中也可以看到.然⽽,在初等数学教学中涉及与⾼等数学衔接的问题却很少有⽂章谈到.笔者从阅读⼤量前辈的⽂章中总结于下，供分享.3.3.1 映射所引出的问题⾼中数学课本代数上册第⼀章幂函数、指数函数和对数函数中，叙述了映射、⼀⼀映射的概念.中学⼀级教师焦鸣讲述了他在课堂教学中曾经举的⼀个例⼦.例7 设集合A={弧CD上的点}，集合B={弦CD上的点},试建⽴⼀个对应关系f，使得f:A→B为⼀⼀映射.解:如图3所⽰,弧CD上的点与弦CD上的点建⽴如下对应关系f:过弧CD上的任⼀点P作弦CD的垂线得垂⾜T，则这样建⽴的映射f:A→B是⼀⼀映射．举了上述例⼦之后,当时就有学⽣提出疑问:根据平⾯⼏何知识可知,弧CD的长度⼤于弦CD的长度,即弧CD上的点多于弦CD上的点.⽽由上述例⼦,它们之间的点⼀⼀对应起来了,这不是⽭盾了吗?回答这个问题确实⽐较困难,它超出了初等数学的范围,⽽要到⾼等数学中去寻找答案.为此,先引进⼀个定义: 图3定义1 对于两个集合A和B,如果存在对应关系f,使A和B成为⼀⼀对应,则A和B叫做具有相同基数的或对等的集合.记作:A B.这⾥应注意A B与A=B的区别.例如:设A= {1、2、3、4},B= {红、黄、⿊、⽩},C={东、南、西、北}.显然有A B,B C,C A.可以看出,有限集合之间对等的充要条件就是它们的元素个数相同．可以告诉学⽣的是:⾃然数集和有理数集是对等的,和⽆理数集是不对等的,和弦CD上的点所成的集合也是不对等的.3.3.2 ⾼等数学对中学数学概念的诠释在⾼中数学课本代数上册第⼀章中,⽤描述性的语⾔给出了函数y=f(x)的反函数的定义.在谈到函数y=f(x)时,把它称为反函数的“原来的函数”.然⽽,有的数学复习资料及有些数学教师为了⽅便,往往把它说成是反函数的“原函数”.就是这两个字之差，就出现了科学性的错误．如以下两例：“反函数的定义域和值域分别是原函数的值域和定义域，因此反函数的定义域不能由其解析式确定，⽽应当是原函数的值域”.“反函数的定义域是原函数的值域，必须通过求原函数的值域得到”.⽽关于“原函数”的定义在⾼等数学的数学分析中早有定论.定义2 设已知函数f(x)，如果有函数F(x)使得=f(x),那么F(x)便叫做f(x)的原函数.(这⾥的是指F(x)的导数) 由此可见,“原函数”早就有它特定的含义,是不能随便乱⽤的.如果象⽂献上述两种说法，就是犯了科学性的错误．虽然学⽣由于所学知识的限制,不可能发现这个错误,但作为教师应该注意避免发⽣．这就提醒我们,在中学数学教学中,不能为了表达⽅便或其他原因,随意杜撰⼀个相关的词语来说明有关的问题．这样往往会在不知不觉中犯科学性错误,误⼈⼦弟．在这⾥我认为还是⽤“原来的函数”来表达⽐较贴切．从上述例⼦我们可以看到:中学数学教学虽然基本不涉及⾼等数学的内容,但⾼等数学起着潜在的作⽤.对于⼀个中学数学教师来说,只有掌握了相关的⾼等数学知识,才能在讲述有关内容时,做到讲得清楚,讲得透彻,讲得不含糊,不出现科学性错误.4 总结加强⽤⾼等数学的思想⽅法来指导中学数学研究，着眼研究中学数学与初等数学的接轨处，⽴⾜于更⾼观点，教学中⽤⾼等数学的⽅法去剖析初等数学，能培养学⽣⾯对新问题、新情境及综合运⽤所学知识解决问题的能⼒，对提⾼中学⽣的数学素养有着重要的意义；中学数教师善于⽤⾼等数学的观点处理中学数学中的问题，不但体现了⾼等数学具有居⾼临下的作⽤，⽽且对中学数学中有些较难的题型通过⽤⾼等数学的理论与⽅法较易解决，充分现了⾼等数学的优越性；⾼等数学能在更⾼层次上认识初等数学，特别是⼀些接轨处，不但让中学数学教师教轻松驾驭数学课堂，还使学⽣感到⾼等数学与初等数学存在联系，增。

从数学方法论看高等代数与中学数学的多种联系
首先，高等代数和中学数学都是数学的一部分，它们都基于数学的基
本概念和性质展开研究。

无论是高等代数还是中学数学，都涉及因式分解、运算规则、代数方程、几何图形等基本概念。

学习中学数学的时候，学生
们已经接触过代数方程的解法、数列的求和、几何图形的性质等知识，这
些知识都包含了高等代数的基础概念和性质。

其次，高等代数提供了更为抽象和一般化的数学方法，而中学数学则
更加注重具体问题的解决。

在高等代数中，通过引入向量空间、线性映射
等概念，可以将不同学科领域的问题抽象为一个个矩阵或向量的运算问题，从而用更通用的方法来解决。

而在中学数学中，更多地是通过具体的例子
和问题来引导学生学习，注重运用知识解决实际问题。

此外，高等代数的一些概念和方法在中学数学中也有所应用。

例如，
矩阵的乘法在高等代数中是一个重要的概念和运算方法，而在中学数学中，矩阵的乘法被应用于几何变换的研究中，如平移、旋转、缩放等。

同样，
高等代数中的行列式和特征值也有在中学数学中的应用，如解二元一次方
程组、矩阵的对角化等。

最后，学习高等代数可以加深对中学数学的理解和应用。

高等代数涉
及的概念和方法更加抽象和一般化，学习高等代数可以帮助学生更好地理
解和应用中学数学中的一些基本概念和性质。

通过学习高等代数，学生可
以更深入地了解中学数学中的代数、几何和概率等知识，从而提高数学素
养和解决实际问题的能力。

高等数学与初等数学的联系及一些应用摘要：众所周知，初等数学是高等数学的基础，高等数学是初等数学的延伸和发展。

由于现阶段数学数字化时代的发展，中学教师要是掌握一定的高等数学的知识与方法，并在教学中与初等数学的知识有机结合起来，那么将能提高学生的思维，开阔学生的思路，培养学生的数学修养并提高其解决问题的能力。

因而，本文着重把高等数学与初等数学联系起来，通过几个例子来阐述高等数学在初等数学中的一些重要的应用。

关键词：高等数学；初等数学；应用1.引言数学是一门概括性、逻辑性很强的学科，将它从自然科学中分离出来而成为一门独立的学科与自然科学、社会科学并驾齐驱，在修完高等数学课程之后才能体会到这个主张是非常科学的。

因此有人把它叫做思维的体操，也有人把它称作其他自然科学必备的基础工具。

这些都是基于这种认识和理解，是有一定的道理的。

中小学的数学，即使是高中数学的教学，它所要承担的教学任务和培养的目标只能是学会基本的运算和简单的推理，由于学生的接受能力有限，更深一层次的研究只能在大学进行。

只有通过大学高等数学各门必修课程和选修课程的学习和理解，才能深切感受到数学这门充满生机、古老的学科的庞大的体系和深邃的理论，才能认识到数学区别于其他学科的三种特性：抽象性、严谨性和高度的概括性。

2. 国内外研究现状大学课程学习的思维单向性很强。

大学的学习给学生的感觉是用中学知识去学习大学课程中的内容，学生几乎感觉不到能用大学知识解决中学数学中的问题或对解中学数学问题有什么帮助。

“用”的观念淡薄了，“学”的热情自然而然的就少了。

抓住高等数学与初等数学之间的联系，加强高等数学对初等数学的指导作用及高等数学在初等数学中的一些应用是本课题研究的重点和关键问题。

中学数学教材中的教学难点经常让新教师费劲口舌，但学生仍然晕头转向，不知其意。

比如极限定义、集合和函数等。

一位新数学教师在解释从非空数集A 到数集B的映射是函数时常常讲不清楚函数的值域到底是不是B。

初等数学和高等数学的区别与联系_浅析高等数学与初等数学相关内容的比对论文论文关键词高等数学初等数学教材内容比对衔接论文摘要高等数学与初等数学教材内容的有效衔接问题，是切实提高高等院校高等数学课程教学质量的关键问题之一。

本文对高等数学与初等数学教材中有关“函数与极限”、“导数与微分”等内容及教学要求进行了比对，并给出了解决这些问题的一些建议。

经过调研了解到，2021年3月教育部颁发的《普通高级中学数学课程标准》出台之后，新出版的高中教材与以前的教材相比，一个重要的特点是新教材进一步加强了高中数学与大学数学的联系，高中教材中安排了大学数学课程里的一些基本概念、基础知识和思维方法。

试图从教学内容方面解决高中数学与大学数学的衔接问题。

但是，大学数学与高中数学教材内容的衔接上还存在不少问题。

这些问题影响了大学数学课程的教学质量，对大学新生尽快适应大学数学学习形成了障碍。

高等数学与初等数学教材内容的有效衔接亟待解决。

1“函数与极限”的衔接函数，是高中数学的重点内容，高考要求较高，学生掌握也比较牢固。

高等数学教材中的这部分内容基本相同，但内涵更丰富，难度也提高了。

（1）函数概念：在原有内容中，增加了几个在高等数学中经常用到的实例，如取整函数、狄利克雷函数、黎曼函数、符号函数等。

因此，在学习中，函数概念部分可以简略，重点学习这几个特殊函数即可。

（2）初等函数：反三角函数要求提高，新增加了“双曲函数”和“反双曲函数”等内容。

反三角函数的概念在高中已学过，但高中对此内容要求较低，只要求学生会用反三角函数表示“非特殊角”即可。

而高等函数中要求较高，此处在学习中应补充有关内容：在复习概念的基础上，要求学生熟悉其图像和性质，以达到灵活应用的目的。

新增加的“双曲函数”和“反双曲函数”在高等数学中经常用到，故应特别注意。

（3）函数极限：“数列极限的定义”，高中教材用的是描述性定义，而高等数学重用的是“”定义，此处是学生在高等数学的学习中遇到的第一个比较难理解的概念，因此在教学中应注意加强引导，避免影响函数极限后面内容的学习。

浅议初等数学与高等数学有效衔接的路径初等数学与高等数学之间的有效衔接是数学教育领域中一个重要的课题。

初等数学通常是指小学和初中阶段所涉及的基础数学知识，包括整数、分数、百分数、代数、几何、统计等内容。

而高等数学则是指大学阶段所学的数学知识，包括微积分、线性代数、离散数学、概率论等内容。

如何将初等数学的知识与高等数学进行有效的衔接，对于学生的数学学习和发展至关重要。

在这篇文章中，我们将就初等数学与高等数学之间的有效衔接路径进行深入探讨。

初等数学与高等数学之间的有效衔接需要建立在扎实的基础之上。

作为数学知识体系的起点，初等数学的学习对于学生后续的高等数学学习至关重要。

在学习初等数学的过程中，学生需要掌握良好的数学基本功，包括数字计算、代数运算、几何图形的性质等。

只有打好了这些基础，学生才能更好地理解和掌握高等数学的知识。

初等数学与高等数学之间的有效衔接需要形成一个逐步推进的学习路径。

在初中阶段，学生可以通过学习初等数学中的代数知识，如方程、不等式、函数等，为将来学习高等数学中的代数知识打下基础；通过学习初等数学中的几何知识，如图形的性质、相似、全等等，为将来学习高等数学中的几何知识打下基础。

在高中阶段，学生可以通过学习初等数学中的微积分知识，如导数、微分、积分等概念，为将来学习高等数学中的微积分知识打下基础；通过学习初等数学中的概率与统计知识，为将来学习高等数学中的概率论与数理统计知识打下基础。

初等数学与高等数学之间的有效衔接需要进行知识内容的延伸和深化。

在初等数学中，学生通常接触到的是一些基础的数学概念和定理，而在高等数学中，这些概念和定理将会得到更深入更广泛的应用和推广。

在衔接的过程中，教师可以适当延伸和深化初等数学的知识内容，引导学生逐步了解更加深入的数学知识。

在初等数学中学习了一元二次方程的解法，高等数学中可以引导学生了解到二元二次方程的解法，从而进行知识的延伸；在初等数学中学习了简单的概率计算，高等数学中可以引导学生了解到更加复杂的概率分布和统计方法，从而进行知识的深化。

高等数学知识在初等数学中的应用：高等数学知识在初等数学中的应用代写论文高等数学知识在初等数学问题中的应用具有起点高、落点低、背景新、方法活和能力要求高的特点.但解决的知识是中学所学习的初等数学知识，它对学生的数学语言信息的阅读、收集、理解、转化、表述、探究和调控能力要求较高，是考查数学创新能力的有效手段，是模式化训练“题海战术”所达不到的.此类问题对培养学生独立发现问题、提出问题、分析问题和解决问题有很大的帮助.下面，笔者就对此类问题进行归类、例析，以期广大专家、同行对此类问题进行更深入的研究.一、知识背景的应用例1：已知函数，当f（x）=tanx，x∈（0，），x，x∈（0，），且x≠x，证明[f（x）+f（x）]>f（）.分析：本题是以高等数学中的函数凹凸性为知识背景，以三角函数为知识载体，通过对正切函数和不等式的引入，使函数的凹凸性的性质得以充分体现.证明：因为x，x∈（0，），x≠x，所以2sin（x+x）>0，cosxcosx>0，且0<COS（X-X）<1，从而有0<COS（X+X）+COS（X-X）<1+COS（X+X），由此得tanx+tanx>，即>tan（），所以[f（x）+f（x）]>（）.思想汇报 /sixianghuibao/例2：设a>0，实数x，y，z满足x+y+z=a，x+y+z=.求证0≤x，y，z≤.分析：本题的知识背景是高等数学中的空间解析几何问题，x+y+z=a表示过三点（0，0，a），（0，a，0），（a，0，0）的平面，x+y+z=表示与坐标原点距离为的点（x，y，z）应满足的条件，即以O为圆心，为半径的球.如把已知方程中的z视为已知数，将其分别看成平面直角坐标系中的直线和圆，构造一个直线和圆有公共点得图形，初等方法就可以解决了.证明：将已知两方程分别化简为x+y=a-z，x+y=-z.因为此两式同时成立，所以在平面直角坐标系中，直线x+y=a-z和圆x+y=-z有公共点（即相交或相切），于是圆心（0，0）到直线x+y=a-z的距离不超过半径即≤，将该式化简得3z-2az≤0，即z（3z-2a）≤0，解得0≤z≤.同理可证0≤x≤，0≤y≤，所以0≤x，y，z≤.二、语言叙述的应用例3：设绝对值小于1的全体实数的集合为S.在S中定义一种运算*，使得a*b=.（1）证明：若a，b∈S，则a*b∈S；（2）证明：结合律（a*b）*c=a*（b*c）成立.分析：本题是以高等数学语言习惯定义一：种新运算，并将集合语言融入，来让学生证明结合率，使得问题变得新颖，有创意，能力要求较高.解：（1）要证明，若a，b∈S，则a*b∈S，即证明：当-1<A<1，-1<B<1时，有-1<<1成立，也就是证（）<1成立.此式易用作差比较法证明（证明略）.（2）两次用条件中的公式a*b=分别得：（a*b）*c=*c==a*（b*c）=a*==所以有（a*b）*c=a*（b*c）.三、推理方法的应用例4：在平面几何里，有勾股定理：“设△ABC的两边AB，AC互相垂直，则AB+AC=BC.”拓展到空间，类比平面几何的勾股定理，研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系，可以得出的正确结论是：“设三棱锥A-BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两相互垂直，则？摇？摇？摇？摇.”分析：此题主要是考查对勾股定理的实质性类比，类比是高等数学中最为基本的推理方法，从类比推理的方法和规律来看，应将由线段长度到三角形面积的升维类比，过渡到由指数的二次向指数的三次转变，可得结论是S+S+S = S，但恰恰相反，此结果是错误的.特别的，直三棱锥A-BCD的三条直棱AB、AC、AD的长度均为1，显然有S=S=S=，S=，而（）+（）+（）≠（），但（）+（）+（）=（），所以有S+S+S = S.对于得到S+S+S=S这个结果的学生来说，不是因为他们的类比推理能力差，而是其在推理过程中缺少检验和修正的环节.。