还在怕高数?你需要这些干货和方法!

“从前有一棵树,叫高数,上面挂了许多人,在拉格朗日的照耀下......”

相信广大同学(萌新)们已经考完了高数的期中考试了,是不是很酸爽?无论你是为自己的成绩欣喜还是懊恼,相信你一定体验到了高数的博大精深和毁人不倦。各种意想不到的技巧和考验耐心的计算是否让你颤抖呢?mori君作为北大教授的志愿者辅导了一些其他院系学习高数的同学后,发现同学们都能不同程度地提高成绩,下面就是满满的干货和经验:

改什么--学习模式

相信同学们一定感觉到大学数学的节奏快、内容多,完全不同于中学的模式。按照多数学校的进度和大纲,短短半个学期就讲完序列、函数极限,连续性,一元微分了;考试不仅覆盖所有讲过内容,而且老师也不太会额外划重点--所有的练习,复习和检测都要自己完成。同时,习题课、作业和测验的题量之和远不及中学的刷题比例。

在这样的情况下,同学们要快速转换学习的模式,课后自己找习题刷,并定期地检测自己是否清楚地理解了教学内容;最好的办法是,每次课结束当天马上趁热打铁,做题实战。

学什么--思维能力

对于数学系的同学,教学训练的重点是抽象、严谨的演绎能力;但对于非数学专业的同学,学习高数的目的并不是让你成为数学家,而是在习得基础数学工具的基础上体会数学思维方式。因此区别于《数学分析》课程,高数删减了对理论的详细证明,加强了形象思维和计算能力的训练。

具体来说,高数的计算量较大,对几何图像的直观想象要求较高,这些在数学分析课程中则并不非常强调--比如一个具体的积分技巧,一个具体的三维几何体的大致形状,一些级数求和的巧妙方法,一个套公式解不出但变形后可解的微分方程等等。

不过虽然不强调理论,但很多同学直接忽视了最基本的定义和定理证明过程,这是非常危险的。经典例子是很多同学会算极限但完全遗忘了epsilon_delta定义,也不会证明一个极限成立。事实上定义和定理才是数学框架的精髓,所有的技巧和习题都是它们的延伸应用。长此以往,各种数学对象的概念会模糊,到最后就寸步难行了。

因此,强烈推荐大家每次做题前先将书上的理论框架完全搞清,列出重要的对象和定理,隐去定义和证明内容,自行推理建立一遍书上的体系。哪些证明不要求,证明步骤的先后顺序等等细节务必完全落实。这时你会发现,“只有足够努力,才能看似毫不费力”--老师在课堂上的推导看似非常顺畅,但自己做就难多了。这个过程中,最佳方式是找同学互相讲解和提问,直到大家都能对答如流为止。在此之后,做习题就会轻松很多。

练什么--深度习题

做题一直是使同学们苦恼的事情。在数学中,“书全看懂,题不会做”是非常正常的事情。mori君在《数学专业的真相》一文中也提到了,看已有的内容只是看工具的说明书,而做未知的内容是要拿工具打造艺术品,难度当然相差甚远。解决具体问题的技能、技巧只有通过大量的操练才能习得,就像语言的习得必须开口应用一样。

一开始请务必先认真地把教材后的所有习题做完。一般老师课上布置的作业是从教材中选一些习题,但自己做的时候最好将课后每一题都认真地做一遍。这里要提醒大家的是,解数学题一定要“做到底”,不论计算还是证明,一定要试着书写完整的步骤和过程。在数学中因为跳过一些看似“显然”的步骤而造成严重错误的例子屡见不鲜;很多同学常常看到某题“我会算”就不做了,等上考场现场算就很难做对了。如果你对自己的一些过程没有把握,就拿给助教或老师看,相信他们一定非常乐意帮助你。

这里可以再为大家推荐一些习题秘籍。如果你做完教材习题学有余力的话,可以先看一些考研高数数学的习题辅导书,比如张宇老师的《高等数学18讲》等,但事实上这些书相当清晰,应试也很管用,因为考研数学的技巧和区分度还是比较高的。

如果这些仍然满足不了你的学霸气质的话,那么可以开刷著名的吉米多维奇《数学分析习题集》与菲赫金哥尔茨《微积分学教程》。前者出版了详细题解,而后者不仅是一本完整的教材,作者还把每道例题的细致分析都写在了正文中。这两部经典可以说是古典微积分技能的顶峰,配合食用十分酸爽,即使是数学系的同学也很少有能啃完者。

想什么--具体例子

很多同学会感到高数的内容十分抽象或难于理解,其实这是学习数学所共有的感觉:越强大和高级的数学就越抽象。一个极佳的方法是:拿很多具体的例子来检验和尝试。这一想法很多大数学家也屡屡强调,很多看似玄奥高深的理论,有了一些经典和具体的例子就十分易于接受和理解。

比如学闭区间上的连续函数有种种好的性质,那么你就可以尝试构造各种开区间上的反例:无界,取不到最值,无法一致连接......具体感知了很多这样的例子后,你就会抓住闭区间与连续性的关联和内涵。在多元函数、级数中,大量病态的例子更加必不可少,这些都可以帮助你找到条件的关键点。在解题的时候,大数学家常常是先拿很多经典的例子去试,尝试找一个反例,试过很多例子后往往就能找到正确的解决途径。

至于形象思维更是需要丰富的具体实例,各种直线,平面和二次曲面的位型关系直接决定了多元微积分的能力。在几何想象力上,老师几乎没有办法培养和训练,一个最好的办法或许就是把很多二次曲面的具体“长相”放在脑海中想象;熟练后不断地拿各种平面、曲面去截,想象它们的形状。对于这种练习,有一个非常棒的网络工具就是wolframalpha,这个网站不仅能计算导数,积分,部分分式,还可以进行各种角度的3D作图,简直是学习高数人见人爱,必不可少的帮手了~

原文链接:https://www.zhihu.com/question/51567021/answer/555227214

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