《第 231 章 不動點法:探尋數列的奧秘》
在同學們對循序漸進的智慧有了深刻理解之後,戴浩文先生決定給大家帶來新的知識——不動點法求數列通項公式。
上課鈴聲響起,同學們都滿懷期待地看著戴浩文先生。
戴浩文先生微笑著走上講臺,說道:“同學們,今天我們要一起探索一個神奇的數學方法——不動點法,來求解數列的通項公式。”
聽到這個新的名詞,同學們眼中充滿了好奇。
戴浩文先生在黑板上寫下了一個數列的遞推公式: ,然後問道:“大家看看,對於這樣的數列遞推公式,我們怎麼去找到它的通項公式呢?”
同學們紛紛皺起眉頭,開始思考。
一位同學舉手說道:“先生,感覺這個好複雜,不知道從哪裡入手。”
戴浩文先生笑著說:“彆著急,這就是我們今天要學習的不動點法的用武之地啦。首先,我們來理解一下什麼是不動點。假設函式 ,如果存在一個實數 ,使得 ,那麼 就是函式 的不動點。”
同學們似懂非懂地點點頭。
戴浩文先生繼續說道:“對於我們這個數列遞推公式,我們把它看成一個函式 ,然後求解方程 。”
說著,戴浩文先生在黑板上開始解方程:
解完方程,戴浩文先生說道:“所以, 就是這個函式的不動點。”
又有同學問道:“先生,求出不動點之後呢?”
戴浩文先生說:“接下來就神奇啦。我們令 。”
同學們開始動筆跟著算。
戴浩文先生接著說:“然後我們把 代入 的表示式中,經過一番化簡,會得到一個很有趣的結果,大家試試看。”
同學們紛紛埋頭計算,不一會兒,一位同學興奮地說:“先生,我算出來了,得到了一個關於 的簡單遞推式!”
戴浩文先生讚許地點點頭,說道:“非常好!透過這個簡單的遞推式,我們是不是就可以更容易地求出 的通項公式啦?”
同學們恍然大悟,紛紛點頭。
戴浩文先生又問道:“那求出 的通項公式之後,怎麼得到 的通項公式呢?”
同學們又陷入了思考,開始互相討論。
過了一會兒,一位同學站起來說:“先生,是不是可以把 的通項公式反解出 ?”
戴浩文先生笑著說:“沒錯!你很棒!”
然後戴浩文先生在黑板上完整地演示了一遍求解過程。
講完之後,戴浩文先生說:“大家都明白了嗎?我們來做一道練習題試試。”
戴浩文先生在黑板上寫下了另一個數列遞推公式:
同學們馬上開始動手計算。
戴浩文先生在教室裡走動,觀察同學們的計算過程,不時給予指導和提示。
一位同學算完後,不太確定地說:“先生,我算出來的不動點是 1,對嗎?”
戴浩文先生看了看他的計算過程,說道:“非常正確,那接著往下算吧。”
同學們陸續算出了結果,戴浩文先生讓一位同學上臺展示他的解法。
同學講完後,戴浩文先生說:“大家做得都很不錯。那我們再深入思考一下,如果不動點不止一個,又該怎麼辦呢?”
同學們又開始熱烈地討論起來。
討論結束後,戴浩文先生總結道:“如果不動點不止一個,我們可以分別構造不同的式子,然後再進行求解。”
接著,戴浩文先生又給出了幾個更復雜的數列遞推公式,讓同學們分組討論,用不動點法求解。
教室裡頓時熱鬧起來,同學們各抒己見,思維的火花不斷碰撞。
戴浩文先生在各個小組之間傾聽同學們的討論,不時給予肯定和鼓勵。
一段時間後,每個小組都派代表上臺分享他們的討論結果和解題思路。
戴浩文先生認真地聽完每個小組的彙報,然後進行點評和補充。
課程接近尾聲,戴浩文先生問道:“透過今天這堂課,大家對不動點法求數列通項公式掌握得怎麼樣?”
同學們紛紛表示有了很大的收穫。
戴浩文先生笑著說:“那好,課後大家要多做幾道練習題鞏固一下,相信大家會越來越熟練的。”
下課鈴聲響起,同學們帶著對不動點法的新認識,結束了這堂充滿挑戰和樂趣的數學課。