数学史与数学教育(HPM)的一个案例——刘徽的“割圆术”与微积分

刘徽的“割圆术”是中国数学史上的重要成就之一,其中包含着中国数学家对无限问题的独特认识和致用的处理方式.很多高等数学教科书在讲述极限概念时大都提及,但所述,并未体现刘徽本意.刘徽的“割圆术”是为证明圆面积公式而设计出来的一种方法,其融合了庄、墨两家理解和处理无限问题的方法,并且使用了数列极限的“夹逼准则”和不可分量可积的预设.通过这些相关知识的历史考察,试图以HPM的方法来辅助解决极限概念教学的难题.

对一个重要极限证明中使用循环论证问题的质疑

有的著作认为在极限公式limx→0sinxx=1的证明中,要用到圆(扇形)的面积公式S=21Lr,而对后者的证明中必须要用到重要极限limx→0sinxx=1,从而犯了循环论证的错误。魏晋刘徽的“割圆术”是对无限问题的独特认识和致用的处理方式,是为证明圆面积公式而设计出来的一种方法。刘徽之前,希腊的阿基米德用穷竭法也证明了圆的面积公式。其中,刘徽的证法强调计算的程序性和构造性,而阿基米德则倾向于演绎的严谨性。这两种证明说明limx→0sinxx=1证明所谓的循环论证是可以避免的。

人文素质教育理念下的高等数学教学案例研究——“定积分的概念”教学设计

本案例从实际问题出发,借助计算机演示,化抽象为具体,揭示定积分的基本思想和定积分概念的本质属性,使学生通过主动参与、积极探究完成对定积分概念的意义建构。