極限思想辯證考究論文
微積分是研究客觀世界運動現象的一門學科，我們引入極限概念對客觀世界運動過程加以描述，用極限方法建立其數量關系并研究其運動結果[1]。極限理論是微積分學的基礎理論，貫穿整個微積分學。要學好微積分，必須認識和理解極限理論，而把握極限理論的前提，首先要認識極限思想。極限思想蘊涵著豐富的辯證思想，是變與不變、過程與結果、有限與無限、近似與精確、量變與質變以及否定與肯定的對立統(tǒng)一。
1極限思想與辯證哲學的聯系。
1.1極限思想是變與不變的對立統(tǒng)一。
“變”與“不變”反映了客觀事物運動變化與相對靜止兩種不同狀態(tài)，不變是相對的，變是絕對的，但它們在一定條件下又可相互轉化。例如，平面內一條曲線C上某一點P的切線斜率為kp。除P點外曲線上點的斜率k是變量，kp是不變量，曲線上不同的點對應不同的斜率K，斜率k不可能等于kp，k與kp是變與不變的對立關系；同時，它們之間也體現了一種相互聯系相互依賴的關系。當曲線上的點無限接近P點過程中，斜率k無限接近kp，變化的量向不變的量逐漸接近。當無限接近的結果產生質的飛躍時，變量轉化為不變量，即“變”而“不變”，這體現了變與不變的統(tǒng)一關系。
1.2極限思想是過程與結果的對立統(tǒng)一。
過程和結果在哲學上是辯證統(tǒng)一的關系，在極限思想中也充分體現了結果與過程的對立統(tǒng)一。在上例中，當曲線上的點無限接近點P的變化過程中，k是變化過程，kp是變化結果。一方面，無論曲線上點多么接近點P，都不能與點P重合，同樣曲線上變化點的斜率k也不等于kp，這體現了過程與結果的對立性；另一方面，隨著無限接近過程的進行，斜率k越來越接近kp，二者之間有緊密的聯系，無限接近的變化結果使得斜率k轉化為kp，這體現了過程與結果的統(tǒng)一性。所以，通過研究曲線上點斜率k的變化過程得到P點的斜率kp就是過程與結果的對立統(tǒng)一。
1.3極限思想是有限與無限的對立統(tǒng)一。
在辨證法中，有限與極限是對立統(tǒng)一的。無限與有限有本質的不同，但二者又有聯系，無限是有限的發(fā)展，同時借助極限法，從有限認識無限。例如，在極限式limn→∞xn=a中xn對應數列中的每一項，這些不同的數值xn既有相對靜止性，又有絕對的運動性。數列中的每一項xn和a都是確定不變的量，是有限數；隨著n無限增大，有限數xn向a無限接進，正是這些有限數xn的無限變化，體現了無限運動的變化過程，這種無限運動變化結果是數值。因此在極限思想中無限是有限的發(fā)展，有限是無限的結果，他們既是對立又是統(tǒng)一的。
1.4極限思想是近似與精確的對立統(tǒng)一。
近似與精確是對立統(tǒng)一的關系，在一定條件下可相互轉化，這種轉化是理解數學運算的重要方法。
在極限抽象的概念中，引入實例如“圓內接正多邊形面積”，其內結多邊形面積是該圓面積的近似值，當多邊形的邊數無限增大時，內結多變形面積無限接近圓面積，取極限后就可得到圓面積的精確值，這就是借助極限法，從近似認識精確。又如在極限式limn→∞xn=a中，當n無限增大時，數列的項x1，x2，…，xn反映變量xn無限的變化過程，而a反映了變量xn無限變化的結果，每個xn都是a的近似值，并且當n越大，精確度越高；當n趨于無窮時，近似值xn轉化為精確值a。雖然近似與精確是兩個性質不同、完全對立的概念，但是通過極限法，建立兩者之間的聯系，在一定條件下可以相互轉化。因此近似與精確既是對立又是統(tǒng)一的。
1.5極限思想是量變與質變的對立統(tǒng)一。
在唯物辨證法中，任何事物都具有質和量兩個方面，都是質和量的統(tǒng)一體。質是指事物成為它自身并區(qū)別于其他事物的內在規(guī)定性，量是指事物存在的規(guī)模、發(fā)展程度和速度，以及它的構成成分在空間上的排列組合等可以用數量來表示的規(guī)定性。量變和質變既有區(qū)別又有聯系，兩者之間有著辯證關系。量變是質變的準備，量的變化達到一定的度，就不可避免地引起質變，只有質的變化才是事物根本性質的變化，量變質變規(guī)律在數學研究工作中起重要作用。對任何一個單位圓的內接正多邊形，事物的質是圓的內接多邊形，量是內接多邊形的邊數，當邊數無限增加，得到的仍是圓內接正多邊形，是量變，不是質變，量變體現事物發(fā)展的連續(xù)性，在事物量變過程中，保持事物本身質的穩(wěn)定性。但當邊數增加的無限過程中，由于量的`動態(tài)變化，多邊形越來越接近圓，為質變創(chuàng)造條件，多邊形面積就變轉化為圓面積，促進量質轉化，達到矛盾統(tǒng)一。
1.6極限思想是否定與肯定的對立統(tǒng)一。
任何事物的內部都包含著肯定因素和否定因素，都是肯定方面和否定方面的對立統(tǒng)一。單位圓和它的內接正多邊形分別是兩個事物的對立面，內接正多邊形是事物對自身的肯定，其中也包含著否定，這種內在的否定因素是通過圓內接正多邊形邊數的改變而體現的。隨著圓內接正多邊形的邊數逐漸增加至無窮時，內接多邊形的面積轉化為該單位圓的面積，促使該事物轉化為自己的對立面，由肯定達到自身的否定，這體現了否定與肯定的對立；圓的內接正多邊形和圓雖是兩個對立的事物，但是二者之間有緊密的聯系，圓內接正多邊形的面積可以轉化為圓的面積，而單位圓是通過逐步增加內接正多邊形的邊數來實現的，從而建立了這二者的聯系，體現了否定與肯定的統(tǒng)一。
2極限思想與辨證哲學的研究意義。
在唯物辯證法中，客觀事物之間相互影響、相互制約和相互作用的關系無處不在，即使是性質完全不同、矛盾對立的兩個事物，也都有其相互聯系的一面。所以，在微積分的學習過程中，不容忽視唯物辯證法普遍聯系思想的滲透。辯證思維在數學思維中的滲透和理解，其實質就是按照唯物辯證法的原則，在聯系和發(fā)展中把握認識對象，在對立統(tǒng)一中認識事物。通過上述分析，極限思想貫穿唯物辨證哲學的范疇，它揭示了變與不變、過程與結果、有限與無限、近似與精確、量變與質變的對立統(tǒng)一。我們在理解極限思想時必須把單一、封閉、靜態(tài)的形式邏輯思維提高到多維、開放、動靜態(tài)相結合的辯證邏輯思維。數學思維與哲學思想的融合是學好數學的高層次要求，領悟數學思維中的哲學思想和在哲學思想的指導下進行數學思維，是提高學生數學素養(yǎng)、理解數學知識，培養(yǎng)學生數學能力的重要方法和手段。
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