《第 231 章 不动点法:探寻数列的奥秘》
在同学们对循序渐进的智慧有了深刻理解之后,戴浩文先生决定给大家带来新的知识——不动点法求数列通项公式。
上课铃声响起,同学们都满怀期待地看着戴浩文先生。
戴浩文先生微笑着走上讲台,说道:“同学们,今天我们要一起探索一个神奇的数学方法——不动点法,来求解数列的通项公式。”
听到这个新的名词,同学们眼中充满了好奇。
戴浩文先生在黑板上写下了一个数列的递推公式: ,然后问道:“大家看看,对于这样的数列递推公式,我们怎么去找到它的通项公式呢?”
同学们纷纷皱起眉头,开始思考。
一位同学举手说道:“先生,感觉这个好复杂,不知道从哪里入手。”
戴浩文先生笑着说:“别着急,这就是我们今天要学习的不动点法的用武之地啦。首先,我们来理解一下什么是不动点。假设函数 ,如果存在一个实数 ,使得 ,那么 就是函数 的不动点。”
同学们似懂非懂地点点头。
戴浩文先生继续说道:“对于我们这个数列递推公式,我们把它看成一个函数 ,然后求解方程 。”
说着,戴浩文先生在黑板上开始解方程:
解完方程,戴浩文先生说道:“所以, 就是这个函数的不动点。”
又有同学问道:“先生,求出不动点之后呢?”
戴浩文先生说:“接下来就神奇啦。我们令 。”
同学们开始动笔跟着算。
戴浩文先生接着说:“然后我们把 代入 的表达式中,经过一番化简,会得到一个很有趣的结果,大家试试看。”
同学们纷纷埋头计算,不一会儿,一位同学兴奋地说:“先生,我算出来了,得到了一个关于 的简单递推式!”
戴浩文先生赞许地点点头,说道:“非常好!通过这个简单的递推式,我们是不是就可以更容易地求出 的通项公式啦?”
同学们恍然大悟,纷纷点头。
戴浩文先生又问道:“那求出 的通项公式之后,怎么得到 的通项公式呢?”
同学们又陷入了思考,开始互相讨论。
过了一会儿,一位同学站起来说:“先生,是不是可以把 的通项公式反解出 ?”
戴浩文先生笑着说:“没错!你很棒!”
然后戴浩文先生在黑板上完整地演示了一遍求解过程。
讲完之后,戴浩文先生说:“大家都明白了吗?我们来做一道练习题试试。”
戴浩文先生在黑板上写下了另一个数列递推公式:
同学们马上开始动手计算。
戴浩文先生在教室里走动,观察同学们的计算过程,不时给予指导和提示。
一位同学算完后,不太确定地说:“先生,我算出来的不动点是 1,对吗?”
戴浩文先生看了看他的计算过程,说道:“非常正确,那接着往下算吧。”
同学们陆续算出了结果,戴浩文先生让一位同学上台展示他的解法。
同学讲完后,戴浩文先生说:“大家做得都很不错。那我们再深入思考一下,如果不动点不止一个,又该怎么办呢?”
同学们又开始热烈地讨论起来。
讨论结束后,戴浩文先生总结道:“如果不动点不止一个,我们可以分别构造不同的式子,然后再进行求解。”
接着,戴浩文先生又给出了几个更复杂的数列递推公式,让同学们分组讨论,用不动点法求解。
教室里顿时热闹起来,同学们各抒己见,思维的火花不断碰撞。
戴浩文先生在各个小组之间倾听同学们的讨论,不时给予肯定和鼓励。
一段时间后,每个小组都派代表上台分享他们的讨论结果和解题思路。
戴浩文先生认真地听完每个小组的汇报,然后进行点评和补充。
课程接近尾声,戴浩文先生问道:“通过今天这堂课,大家对不动点法求数列通项公式掌握得怎么样?”
同学们纷纷表示有了很大的收获。
戴浩文先生笑着说:“那好,课后大家要多做几道练习题巩固一下,相信大家会越来越熟练的。”
下课铃声响起,同学们带着对不动点法的新认识,结束了这堂充满挑战和乐趣的数学课。