凌凡的“数学筑基工程”在实数、代数式、方程与不等式的领域里深耕细作,如同一个耐心的农夫,将曾经贫瘠荒芜的土地一寸寸翻垦、施肥,变得松软而肥沃。那种对数字和符号的掌控感日益增强,做起初中的基础题来,甚至有一种“大材小用”的游刃有余。
然而,他知道,数学世界的广阔远不止于此。高中数学与初中数学一个显着的分水岭,就是一个更加抽象、强大,也让无数学生头疼的概念——函数(function)。
课本上对函数的定义严谨而冰冷:“设a,b是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合a中的任意一个数x,在集合b中都有唯一确定的数y和它对应,那么就称f:a→b为从集合a到集合b的一个函数……”
凌凡反复读了几遍,每个字都认识,但连在一起,就像一堆坚硬的石子塞进脑子里,硌得生疼,难以消化。“对应关系”、“任意”、“唯一确定”……这些词汇抽象得令人抓狂。
他尝试用“错题五步法”来攻克这个概念本身,但发现无处下手——这不是一个具体的“题”。他又看向那张巨大的思维导图,在“函数”这个主干分支下,还只有孤零零的几个关键词,像一片未开垦的荒地。
迷茫之际,他再次想起了陈景先生。他没有直接去图书馆找人,而是尝试着模拟陈景先生的思维方式来思考:“函数…到底是个什么东西?它为什么重要?能不能用更直观的方式去理解它?”
突然,一个念头击中了他:图像!
数学书上那些弯弯曲曲的线条图,他以前从来懒得看,觉得那是另一种天书。但现在,他意识到,也许那些图像,正是理解函数这把抽象锁匙的可视化钥匙!
他立刻行动起来。番茄钟计时器设定25分钟。
目标:不看定义,通过图像,反推函数是什么。
他翻到课本函数章节的开始,那里有几个最基础的函数图像:
他拿出干净的坐标纸和彩笔,决定亲手把这些图像画出来。这不是简单的描点,而是带着问题去画: “对于每一个x的值,y是怎么变的?”
画完这三个图,25分钟番茄钟结束。凌凡没有立刻休息,他完全被这种“可视化”的魔法吸引了。
他盯着这三张截然不同的图像,再回过头去看那段抽象的定义,忽然间,那些冰冷的文字仿佛活了过来:
顿悟如同闪电般贯穿他的脑海!
函数,不是公式!不是定义! 函数是一台“机器”,一个“过程”! 你从左边(x轴)塞一个数字进去,它就在内部按照某种特定的规则(对应关系f)加工一下,然后从底部(y轴)吐出一个新的、唯一对应的数字出来! 而函数图像,就是这台机器所有可能的“输入-输出”结果所构成的点的集合!是这台机器工作过程的全程可视化录像!
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这个比喻让凌凡兴奋得几乎要跳起来!抽象的概念瞬间变得具体而生动!
他立刻在思维导图的“函数”疯狂添加新的节点:
他拿起笔,尝试着自己“发明”一些简单的函数机器: “f:输入一个数,输出它的2倍加1。”在脑子里想象一条斜率为2的直线。 “g:输入一个数,输出它的相反数。”一条斜率为-1的直线。 他甚至尝试想象一个“如果输入是负数,输出-1;如果是正数,输出1;输入0,输出0”的机器,然后试着在坐标纸上画出它的图像(结果是一个阶跃形的,非连续图像)。
这种从“规则”到“图像”的思维游戏,让他玩得不亦乐乎。他发现自己不再害怕函数,反而开始享受这种“创造”和“可视化”的过程。
原来,高中函数并不可怕。 可怕的是,只停留在文字定义里,而没有找到那把叫做图像的钥匙,去打开那扇通往直观理解的大门。
逻辑之门的叩击,并非总是沉重的声音。 有时, 它是一支彩笔在坐标纸上滑动的沙沙声, 是抽象规则在二维世界里绽放出的、 一朵朵绚烂而精确的、 图像之花。
凌凡找到了他的魔法棒。 从此, 函数的世界, 在他眼中, 不再是冰冷的符号迷宫, 而是一片可以任意描绘、 充满无限可能的、 奇妙疆域。
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