我們經常會在數學學習中碰到這樣那樣的特殊情況,都說一般包含特殊,但往往這些特殊情況卻成為我們的絆腳石,或許是因為他們太過于特殊,以至于我們經常忽略,也或許我們潛意識中認為他們的地位無關緊要。學習考試的過程中就因為忽略了他們而犯錯。在這一期的文章里,我將高中數學里那些“寵兒”總結總結,以便讓我們自己時刻注意。
1:集合
集合里的“寵兒”,自然就是空集,一個沒有任何元素的集合。作為從初中進入高中的第一章,僅僅是這一點就足以讓很多學生暈頭轉向,怎么也想不通為何“空集是任何集合的子集”這一性質。如果從子集的定義??如果對于任意的a∈A,都有a∈B,那么就稱A是B的子集??來說的話,根本不可能存在一個元素a∈A,條件就不可能成立,那又怎么使得結論成立?我在《淺談“空集是任何集合的子集”》一文里已經通過幾方面來解釋,詳情參考這篇文章。
2:函數
要說“函數”一節內容,其最容易忽視的當是常數函數,這是連接常量和變量之間的橋梁。其函數圖象屬于直線方程的范疇,也恰好說明一次函數是最基本的函數,一次函數里的y=x在函數領域里的位置,就好比數字1在實數乘法里的位置,反函數的符號之所以寫成原函數的“-1次方”,其實就包含著這么一點。而常數函數就應當是相當于實數加法里的0、等比數列里的常數列了。
3:指數對數
指數里最特殊的,要數00,這在中學看來是沒有意義的,而在極限理論看來,他之所以沒有意義是因為從不同的角度看它都有不同的取值:從0的任何次方等于0來看,他應該等于0,而從任何數的零次方都等于1來看,他又應該等于1。這種不確定性,在極限里就叫極限不存在,自然也就沒有了意義。更多內容請參考文章《0的0次方以及0/0》
同樣的道理,log11也是沒有意義的。
4:數列
數列這一部分重點介紹了等差和等比數列。等差數列的幾個公式當中倒沒有什么例外,但是等比數列就有??其求和公式分成q=1和q≠1兩種情況。雖然我們若從極限的角度,這兩種情況其實可以合二為一,但在中學階段,無疑需要大家分得很清楚。常數數列,實際上是等比數列和等差數列的橋梁,他包含了等差數列d=0的特殊情況,也包含了等比數列q=1的特殊情況,其地位很像函數里的常數函數和實數里的零,起著連接兩大不同領域的作用,卻也因此常被忽略。
5:向量
不用說,向量的“寵兒”,當然應該是零向量??一個沒有長度的向量,嚴格來說其方向應該是任意的,卻被規定與任意向量平行。這規定貌似和空集的規定很類似,那么又是為何要規定零向量與任意向量平行?一個簡單的解釋是,這種規定使得零向量其自身平行,從感覺上,相比于一個向量與其自身垂直來說,我們更樂意接受一個向量與其自身平行。當然還可以從平面向量基本定理的角度來考慮,詳情可以參考《為何規定零向量與任意向量平行?》一文。
當然,從更深層次的角度來說,這種規定是為了保持向量內部運算的封閉性。
6:三角函數
三角函數里要注意的,就是tanx,因為當x=90°+180°k時沒有意義。這也是我們經常犯錯的地方。
7:直線方程
直線方程的寵兒,本質上來說應該來自于三角函數。那就是當傾斜角等于90°的時候,順帶著傾斜角為0°的時候也跟著受寵。在解決任何有關斜率的問題時,都不要忘記斜率不存在的情況,就好像我們在研究任何涉及到子集的問題時,都不要忘記空集一樣。也正是因為他的存在,使得我們必須引入直線方程的一般式。這里有一個趣味問題問大家:既然y=kx+b不能表示所有的方程,為何在初中的時候卻沒有提出來?
8:圓的方程
圓的方程貌似沒有“寵兒”,如果非要說的話,大概單位圓用得比較多。不過如果我們從射影幾何的角度來考慮,那么直線和點都會成為圓的寵兒??點可以看做半徑為零的圓,直線可以看做半徑為無窮大的圓。這種關系在更高級的幾何中將得到展現,比如著名的“對偶原理”。
9:圓錐曲線
橢圓的“寵兒”是圓,這個不用說。雙曲線的“寵兒”,要數等軸雙曲線,因為他一不小心就和反比例函數扯上關系,具體可以參考文章《雙曲線和反比例函數》一文。若從圓錐曲線的最初起源??切割圓錐得到的截面來說,三種圓錐曲線都有著相同的退化產品??直線和點。你只需要將截面經過圓錐的頂點或是經過母線即可。
10:排列組合
排列組合一章內容,沒有什么特殊情況值得單獨提出。倒是里面引出的階乘概念值得一說。按照定義來說,n的階乘等于1×2×3×……×n,如果純粹是按照這個定義的話,0的階乘將是沒有意義的,但教材里面又再一次顯示出至高無上的本領??規定,他規定0的階乘等于1。我們的同學當然就只有接受的份兒了,實際上數學上的任何規定都不是隨意的,之所以有這樣的規定,是因為其他地方都需要這招“規定”,可以參考文章《為何規定0!=1?》。據此有人提出,應該將n!定義為n!=1×1×2×……×n,這樣就可以得到0!=1這個結論了。
大體來說,上面這些就是數學里面的“寵兒”了,有些比較煩人。也許還有一些被我遺漏,若有的話還希望各位朋友提出以方便我補充。理清這些容易讓人犯錯的盲點,以便自己隨時注意。(來源:學夫子數學博客)
本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/613387.html
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