數(shù)學(xué)在電氣自動化的應(yīng)用分析

曾海鵬

【摘 要】高等數(shù)學(xué)在電氣自動化中的應(yīng)用是非常廣泛的。高等數(shù)學(xué)是學(xué)校電氣自動化專業(yè)學(xué)生所需要學(xué)習(xí)的重要學(xué)科。本文主要闡述了高等數(shù)學(xué)的特點以及地位，然后具體通過實際教學(xué)中的案例分析了高等數(shù)學(xué)在電氣自動化中的具體應(yīng)用，希望對電氣自動化專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)有一定的借鑒性意義。

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué)；學(xué)校；電氣自動化；應(yīng)用分析

1 高等數(shù)學(xué)概述

1.1 高等數(shù)學(xué)的特點

高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)的研究對象是不同的，初等數(shù)學(xué)研究的是常量與勻變量，高等數(shù)學(xué)研究的則是不勻變量。高等數(shù)學(xué)在高等教育的教學(xué)中是作為一門重要的公共基礎(chǔ)課的形式而存在的，對理科和工科專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課有重要的促進(jìn)作用。作為一門重要的學(xué)科，高等數(shù)學(xué)與其它學(xué)科相比，具有自己獨特的特點，一般來說，高等數(shù)學(xué)具有高度的抽象性、嚴(yán)密的邏輯性和廣泛的應(yīng)用性。抽象性是所有數(shù)學(xué)知識都具有的普遍特點，高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)相比，具有更高的抽象性，這就要求學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的學(xué)生有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，與此同時，還要求有抽象的思維能力，這樣才能在此基礎(chǔ)上更好地學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)。嚴(yán)密的邏輯性指的是高等數(shù)學(xué)是作為一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科而存在的，不同于其它的學(xué)科，高等數(shù)學(xué)的推理證明、結(jié)果論證都需要嚴(yán)格遵循一定的步驟，并且推論的結(jié)果一般具有確定性。

1.2 高等數(shù)學(xué)的重要地位

在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中，有這樣一個形象的比喻用來形容各等級數(shù)學(xué)在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的地位。我們可以把整個數(shù)學(xué)比喻成一顆高大的、枝繁葉茂的大樹，其中，初等數(shù)學(xué)就是這顆參天大樹的樹根，也代表了它是學(xué)習(xí)其它數(shù)學(xué)知識的前提和基礎(chǔ)，各種各樣的數(shù)學(xué)分支就是這顆參天大樹的樹枝，而樹干則表示數(shù)學(xué)中的“數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)、空間幾何”。高等數(shù)學(xué)就屬于這顆參天大樹的樹干，可見其在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的重要位置。另外，我們還可以通過高等數(shù)學(xué)在高等教育教學(xué)課程中的位置來看出其重要性。一般來說，高等數(shù)學(xué)在工科、理科、經(jīng)濟學(xué)等專業(yè)的學(xué)習(xí)中，都是作為公共的必修課目來學(xué)習(xí)的，可見其在學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課中的重要作用。高等數(shù)學(xué)主要包括簡單的微積分學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計，除此之外，還包括在初等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上深入學(xué)習(xí)的代數(shù)、幾何知識。雖然高等數(shù)學(xué)包括很多內(nèi)容，但高等數(shù)學(xué)的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容為微積分。微積分的創(chuàng)立是數(shù)學(xué)史上劃時代的大事，是由牛頓和萊布尼茨各自獨立創(chuàng)立的。恩格斯曾說：“在一切理論成就中，未必再有什么像十七世紀(jì)下半葉微積分學(xué)的發(fā)明那樣被看作人類精神的最高勝利了?！泵绹臄?shù)學(xué)家柯郎也指出，“微積分，或曰數(shù)學(xué)分析，是人類思維的偉大成果之一?！惫沤裰型?，在有大學(xué)教育以來，高等數(shù)學(xué)都是作為一門非常重要的基礎(chǔ)性學(xué)科來讓學(xué)生學(xué)習(xí)。

2 高等數(shù)學(xué)在電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用

在電氣自動化專業(yè)中，高等數(shù)學(xué)在電氣自動化專業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。下面主要列舉兩個案例來說明高等數(shù)學(xué)在電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2.1 電氣自動化中的級數(shù)與高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用

學(xué)過電氣自動化專業(yè)的人都知道，級數(shù)是電氣自動化專業(yè)學(xué)習(xí)中的重要內(nèi)容。級數(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括級數(shù)的基本概念、級數(shù)的類別以及判別級數(shù)的方法等。級數(shù)是一門理論性極強的學(xué)習(xí)，在教學(xué)過程中需要教師結(jié)合應(yīng)用實例來給學(xué)生講解，將會有更好的學(xué)習(xí)效果。

例，應(yīng)用級數(shù)的相關(guān)知識來求某雪花的面積。這里的雪花當(dāng)然不可能是真實的雪花，而是學(xué)生通過實際操作自己用紙或其他材料制作出來的雪花。雪花的制作過程是一項異常復(fù)雜且需要耐心的工作，在制作時，先要確定一個正三角形，然后在每條邊上對稱的產(chǎn)生邊長為原邊長三分之一小正三角形，在每條邊的凸邊上重復(fù)以上動作，就可以制作出周長無限、面積有限的紙質(zhì)雪化了。制作雪花的過程是非常復(fù)雜的，如果學(xué)生能夠獨立地成功制作出紙質(zhì)雪花，那也將是一件很有成就感的事情，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐操作能力。

假設(shè)原正三角形的周長是C=3，面積是S=4，當(dāng)?shù)谝淮伪环殖尚≌切螘r，此時的周長變?yōu)镃1=（4/3）*C，面積變?yōu)镾1=S∮（1/9）S，在重復(fù)分割n次后，再次得到的圖形的周長：

Cn=（4/3）n-1*p，面積變?yōu)镾n=S∮（1/9）S∮4（1/9）2S。

為了求出雪花的面積，一方面需要理解級數(shù)的概念，另一方面需要掌握常數(shù)項級數(shù)的性質(zhì)。當(dāng)學(xué)生理解以上知識后，雪花的面積自然就能求解出來，這里的求解過程這里不詳細(xì)贅述。

2.2 電路中的高等數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用

在電氣自動化專業(yè)中，不可避免的會涉及到電路的相關(guān)知識，學(xué)習(xí)電路時也會涉及到與高等數(shù)學(xué)相關(guān)的知識，如在學(xué)習(xí)一階、二階電路時會有微積分方程的求解問題。這些微積分方程看起來非常復(fù)雜，但實質(zhì)上如果懂得了其中的方法與規(guī)律，計算起來就會非常簡單了。這里以一個教學(xué)中的實例來分析怎么處理這類問題。

數(shù)學(xué)在電氣自動化中的應(yīng)用看似非常復(fù)雜，實際上都是可以通過簡化計算步驟來獲得其中共同的規(guī)律，這樣再計算就相對容易了，有的只需要在得出共同的應(yīng)用公式后套用即可。這就要求教師在將高等數(shù)學(xué)與電氣自動化應(yīng)用時，需要引導(dǎo)學(xué)生注意思考的過程，找出其中的共同的規(guī)律，而不是通過反復(fù)的做題，這樣不注重方法的學(xué)習(xí)反而會起到相反的效果，導(dǎo)致學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)失去學(xué)習(xí)興趣。

3 結(jié)語

綜上所述，高等數(shù)學(xué)是初等數(shù)學(xué)之外的數(shù)學(xué)，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容包括微積分、概率論與數(shù)理統(tǒng)計，除此之外，還包括在初等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上深入學(xué)習(xí)的代數(shù)、幾何知識。高等數(shù)學(xué)的相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)中占有非常重要的位置，學(xué)好它是學(xué)習(xí)其它專業(yè)的前提和基礎(chǔ)。在電氣自動化中，高等數(shù)學(xué)有廣泛的應(yīng)用，其中包括的重要應(yīng)用就包括高等數(shù)學(xué)在電氣自動化中的級數(shù)的應(yīng)用、高等數(shù)學(xué)在電氣自動化中的電路中的應(yīng)用。作為學(xué)習(xí)電氣自動化專業(yè)的學(xué)生，理應(yīng)努力學(xué)好高等數(shù)學(xué)知識，為學(xué)習(xí)電氣自動化的專業(yè)課知識打好基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉大朋.電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用分析[J].佳木斯教育學(xué)院學(xué)報，2013（12）.

[2]王偉.淺談電氣自動化技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（24）.

[3]張燕.電氣自動化在電氣工程中的應(yīng)用探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013，17：199.

[責(zé)任編輯：田吉捷]