第一篇:數(shù)列的極限_教學(xué)設(shè)計(jì)
數(shù)列的極限 教學(xué)設(shè)計(jì)
西南位育中學(xué) 肖添憶
一、教材分析
《數(shù)列的極限》為滬教版第七章第七節(jié)第一課時(shí)內(nèi)容,是一節(jié)概念課。極限概念是數(shù)學(xué)中最重要和最基本的概念之一,因?yàn)闃O限理論是微積分學(xué)中的基礎(chǔ)理論,它的產(chǎn)生建立了有限與無限、常量數(shù)學(xué)與變量數(shù)學(xué)之間的橋梁,從而彌補(bǔ)和完善了微積分在理論上的欠缺。本節(jié)后續(xù)內(nèi)容如:數(shù)列極限的運(yùn)算法則、無窮等比數(shù)列各項(xiàng)和的求解也要用到數(shù)列極限的運(yùn)算與性質(zhì)來推導(dǎo),所以極限概念的掌握至關(guān)重要。
課本在內(nèi)容展開時(shí),以觀察n??時(shí)無窮等比數(shù)列an?列an?qn,(|q|?1)與an?1的發(fā)展趨勢(shì)為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合數(shù)n21的發(fā)展趨勢(shì),從特殊到一般地給出數(shù)列極限的描述性定義。在n由定義給出兩個(gè)常用極限。但引入部分的表述如“無限趨近于0,但它永遠(yuǎn)不會(huì)成為0”、“不管n取值有多大,點(diǎn)(n,an)始終在橫軸的上方”可能會(huì)造成學(xué)生對(duì)“無限趨近”的理解偏差。
二、學(xué)情分析
通過第七章前半部分的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)掌握了數(shù)列的有關(guān)概念,以及研究一些特殊數(shù)列的方法。但對(duì)于學(xué)生來說,數(shù)列極限是一個(gè)全新的內(nèi)容,學(xué)生的思維正處于由經(jīng)驗(yàn)型抽象思維向理論型抽象思維過渡的階段。
由于已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與不當(dāng)?shù)耐评眍惐龋瑢W(xué)生在理解“極限”、“無限趨近”時(shí)可能產(chǎn)生偏差,比如認(rèn)為極限代表著一種無法逾越的程度,或是近似值。這與數(shù)學(xué)中“極限”的含義相差甚遠(yuǎn)。在學(xué)習(xí)數(shù)列極限之前,又曾多次利用“無限趨近”描述反比例函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像特征,這又與數(shù)列中“無限趨近”的含義有所差異,學(xué)生往往會(huì)因?yàn)槌?shù)列能達(dá)到某一個(gè)常數(shù)而否定常數(shù)列存在極限的事實(shí)。
三、教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn) 教學(xué)目標(biāo):
1、通過數(shù)列極限發(fā)展史的介紹,感受數(shù)學(xué)知識(shí)的形成與發(fā)展,更好地把握極限概念的來龍去脈;
2、經(jīng)歷極限定義在漫長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)發(fā)展的過程,體會(huì)數(shù)學(xué)家們從概念發(fā)現(xiàn)到完善所作出的努力,從數(shù)列的變化趨勢(shì),正確理解數(shù)列極限的概念和描述性定義;
3、會(huì)根據(jù)數(shù)列極限的意義,由數(shù)列的通項(xiàng)公式來考察數(shù)列的極限;掌握三個(gè)常用極限。教學(xué)重點(diǎn):理解數(shù)列極限的概念
教學(xué)難點(diǎn):正確理解數(shù)列極限的描述性定義
四、教學(xué)策略分析
在問題引入時(shí)著重突出“萬世不竭”與“講臺(tái)可以走到”在認(rèn)知上的矛盾,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知欲,并由此引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。在極限概念形成時(shí),結(jié)合極限概念的發(fā)展史展開教學(xué),讓學(xué)生意識(shí)到數(shù)學(xué)理論不是一成不變的,而是不斷發(fā)展變化的。數(shù)學(xué)的歷史發(fā)展過程與學(xué)生的認(rèn)知過程有著一定的相似性,學(xué)生在某些概念上的進(jìn)展有時(shí)與數(shù)學(xué)史上的概念進(jìn)展平行。比如部分學(xué)生的想法與許多古希臘的數(shù)學(xué)家一樣,認(rèn)為無限擴(kuò)大的正多邊形不會(huì)與圓周重合,它的周長(zhǎng)始終小于其外接圓的周長(zhǎng)。教師通過梳理極限發(fā)展史上的代表性觀點(diǎn),介紹概念的發(fā)展歷程以及前人對(duì)此的一系列觀點(diǎn),能幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己可能也存在著類似于前人的一些錯(cuò)誤想法。對(duì)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程以認(rèn)知角度加以分析,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家的思維方式,了解數(shù)學(xué)概念的發(fā)展,進(jìn)而建構(gòu)推理過程,使學(xué)生發(fā)生概念轉(zhuǎn)變。在課堂練習(xí)診斷部分,不但要求回答問題,還需對(duì)選擇原因進(jìn)行辨析,進(jìn)而強(qiáng)化概念的正確理解。
五、教學(xué)過程提綱與設(shè)計(jì)意圖 1.問題引入
讓一名學(xué)生從距離講臺(tái)一米處朝講臺(tái)走動(dòng),每次都移動(dòng)距講臺(tái)距離的一半,在黑板上寫出表示學(xué)生到講臺(tái)距離的數(shù)列。這名學(xué)生是否能走到講臺(tái)呢?類比“一尺之捶,日取其半,萬世不竭”,莊子認(rèn)為這樣的過程是永遠(yuǎn)不會(huì)完結(jié)的,然而“講臺(tái)永遠(yuǎn)走不到”這一結(jié)果顯然與事實(shí)不同,要回答這一矛盾,讓我們看看歷史上的數(shù)學(xué)家們是如何思考的。【設(shè)計(jì)意圖】
改編自芝諾悖論的引入問題,與莊子的“一尺之捶”產(chǎn)生了認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與求知欲,并引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容
2.極限概念的發(fā)展與完善
極限概念的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:從早期以“割圓術(shù)”“窮竭法”為代表的樸素極限思想,到極限概念被提出后因“無窮小量是否為0”的爭(zhēng)論而引發(fā)的質(zhì)疑,再經(jīng)由柯西、魏爾斯特拉斯等人的工作以及實(shí)數(shù)理論的形成,嚴(yán)格的極限理論至此才真正建立。【設(shè)計(jì)意圖】
教師引導(dǎo)學(xué)生梳理極限發(fā)展史上的代表性觀點(diǎn),了解數(shù)學(xué)家們提出觀點(diǎn)的時(shí)代背景,對(duì)照反思自己的想法,發(fā)現(xiàn)自己可能也存在著類似于前人的一些錯(cuò)誤想法。教師在比較概念發(fā)展史上被否定的觀點(diǎn)與現(xiàn)今數(shù)學(xué)界認(rèn)可的觀點(diǎn)時(shí),會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突。從而可能使學(xué)生發(fā)生概念轉(zhuǎn)變,拋棄不正確的、不完整的、受限的想法,接受新的概念。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,結(jié)合數(shù)學(xué)史展開教學(xué)可以讓學(xué)生意識(shí)到數(shù)學(xué)理論不是一成不變的,而是不斷發(fā)展變化的,從而提升學(xué)生概念轉(zhuǎn)變的動(dòng)機(jī)。
3.數(shù)列極限的概念
極限思想的產(chǎn)生最早可追溯于中國(guó)古代。極限理論的完善出于社會(huì)實(shí)踐的需要,不是哪一名數(shù)學(xué)家苦思冥想得出,而是幾代人奮斗的結(jié)果。極限的嚴(yán)格定義經(jīng)歷了相當(dāng)漫長(zhǎng)的時(shí)期才得以完善,它是人類智慧高度文明的體現(xiàn),反映了數(shù)學(xué)發(fā)展的辯證規(guī)律。今天的主題,極限的定義,援引的便是柯西對(duì)于極限的闡述。
定義:在n無限增大的變化過程中,如果無窮數(shù)列{an}中的an無限趨近于一個(gè)常數(shù)A,那么A叫做數(shù)列{an}的極限,或叫做數(shù)列{an}收斂于A,記作liman?A,讀作“n趨向于
n??無窮大時(shí),an的極限等于A”。
在數(shù)列極限的定義中,可用|an-A|無限趨近于0來描述an無限趨近于A。
如前闡述,柯西版本的極限定義雖然不是最完美的,但作為擺脫幾何直觀的首次嘗試,也是歷史上一個(gè)較為成功的版本,在歷史上的地位頗高。有時(shí),我們也稱其為數(shù)列極限的描述性定義。
【設(shè)計(jì)意圖】
通過比較歷史上不同觀點(diǎn)下的極限定義,教師呈現(xiàn)數(shù)列極限的描述性定義,分析該定義的歷史意義,讓學(xué)生進(jìn)一步明確數(shù)列極限的含義。4.課堂練習(xí)診斷
由數(shù)列極限的定義得到三個(gè)常用數(shù)列的極限:(1)limC?C(C為常數(shù));
n??(2)lim1?0(n?N*); n??nnn??(3)當(dāng)|q|<1時(shí),limq?0.練習(xí)<1>判斷下列數(shù)列是否存在極限,若存在求出其極限,若不存在請(qǐng)說明理由
20162016(1)an?;
nsinn?; n(3)1,1,1,1,?,1(2)an?(4)an????4(1?n?1000)
?4(n?1001)?1?1-,n為奇數(shù)(5)an??n
?? 1,n為偶數(shù)注:
(1)、(2)考察三個(gè)常用極限
(3)考查學(xué)生是否能清楚認(rèn)識(shí)到數(shù)列極限概念是基于無窮項(xiàng)數(shù)列的背景下探討的。當(dāng)項(xiàng)數(shù)無限增大時(shí),數(shù)列的項(xiàng)若無限趨近于一個(gè)常數(shù),則認(rèn)為數(shù)列的極限存在。因此,數(shù)列極限可以看作是數(shù)列的一種趨于穩(wěn)定的發(fā)展趨勢(shì)。有窮數(shù)列的項(xiàng)數(shù)是有限的,因而并不存在極限這個(gè)概念。
(4)引用柯西的觀點(diǎn),解釋此處無限趨近的含義,是指隨著數(shù)列項(xiàng)數(shù)的增加,數(shù)列的項(xiàng)與某一常數(shù)要多接近就有多接近,由此得出結(jié)論:數(shù)列極限與前有限項(xiàng)無關(guān)且無窮常數(shù)數(shù)列存在極限的。
(5)擴(kuò)充對(duì)三種趨近方式的理解:小于A趨近、大于A趨近和擺動(dòng)趨近。本題中的數(shù)列沒有呈現(xiàn)出以上三種方式的任意一種。避免學(xué)生將趨近誤解為項(xiàng)數(shù)與常數(shù)間的差距不斷縮小。練習(xí)<2>若A=0.9+0.09+0.009+0.0009+...,則以下對(duì)A的描述正確的是_____.A、A是小于1的最大正數(shù)
B、A的精確值為1 C、A的近似值為1
選擇此選項(xiàng)的原因是_________ ①由于A的小數(shù)位都是 9,找不到比A大但比1小的數(shù);
②A是由無限多個(gè)正數(shù)的和組成,它們可以一直不斷得加下去,但總小于 2;
③A表示的數(shù)是數(shù)列0.9,0.99,0.999,0.9999,...的極限;
④1與A的差等于 0.00…01。
注:此題是為考查學(xué)生對(duì)于無窮小量和極限概念的理解。由極限概念的發(fā)展史可以看出,數(shù)學(xué)家們?cè)L(zhǎng)時(shí)期陷入對(duì)無窮小概念理解的誤區(qū)中,極大地阻礙了對(duì)極限概念的理解。學(xué)生學(xué)習(xí)極限概念時(shí)可能也會(huì)遇到類似的誤區(qū)。
練習(xí)<3>順次連接△ABC各邊中點(diǎn)A1、B1、C1,得到△A1B1C1。取△A1B1C1各邊中點(diǎn) A2、B2、C2并順次連接又得到一個(gè)新三角形△A2B2C2。再按上述方法一直進(jìn)行下去,那么最終得到的圖形是_________.A、一個(gè)點(diǎn)
B、一個(gè)三角形
C、不確定
選擇此選項(xiàng)的原因是_________.①
無限次操作后所得三角形的面積無限趨近于 0 但不可能等于 0。②
當(dāng)操作一定次數(shù)后,三角形的三點(diǎn)會(huì)重合。
③
該項(xiàng)操作可以無限多次進(jìn)行下去,因而總能作出類似的三角形。
④
無限次操作后所得三角形的三個(gè)頂點(diǎn)會(huì)趨向于一點(diǎn)。
注:此題從無限觀的角度考察學(xué)生對(duì)極限概念的的理解。學(xué)生容易忽視極限概念中的實(shí)無限,他們?cè)谝曈X上采用無窮疊加的形式,但是會(huì)受最后一項(xiàng)的慣性思維,導(dǎo)致采用潛無限的思辨方式。所謂實(shí)無限是指把無限的整體本身作為一個(gè)現(xiàn)成的單位,是可以自我完成的過程或無窮整體。相對(duì)地,潛無限是指把無限看作永遠(yuǎn)在延伸著的,一種變化著成長(zhǎng)著不斷產(chǎn)生出來的東西。它永遠(yuǎn)處在構(gòu)造中,永遠(yuǎn)完成不了,是潛在的,而不是實(shí)在的。持有潛無限觀點(diǎn)的學(xué)生在理解極限概念時(shí),會(huì)將極限理解為是一個(gè)漸進(jìn)過程,或是一個(gè)不可達(dá)到的極值。
通過習(xí)題,分析總結(jié)以下三個(gè)注意點(diǎn):
(1)數(shù)列{an}有極限必須是一個(gè)無窮數(shù)列,但無窮數(shù)列不一定有極限存在;
1}可以說隨著n的無限增大,n1數(shù)列的項(xiàng)與-1會(huì)越來越接近,但這種接近不是無限趨近,所以不能說lim??1;
n??n(2)“無限趨近”不能用“越來越接近”代替,例如數(shù)列{(3)數(shù)列{an}趨向極限A的過程可有多種呈現(xiàn)形式。
【設(shè)計(jì)意圖】
通過例題與選項(xiàng)原因的分析,消除關(guān)于數(shù)列極限理解的三類誤區(qū):
第一類是將數(shù)列極限等同于如下的三種概念:漸近線、最大限度或是近似值。第二類是學(xué)生對(duì)于數(shù)列趨向于極限方式的錯(cuò)誤認(rèn)知。第三類是對(duì)于無限的錯(cuò)誤認(rèn)知。
5.課堂小結(jié)
極限的描述性定義與注意點(diǎn) 三個(gè)常用的極限
6.作業(yè)布置
1>任課老師布置的其他作業(yè)
2>學(xué)習(xí)魏爾斯特拉斯的數(shù)列極限定義,并用該定義證明習(xí)題<1>的第一第二小問 【設(shè)計(jì)意圖】
通過與數(shù)列極限相關(guān)的延伸問題,完善極限概念的體系,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)課后自主探究平臺(tái),感受靜態(tài)定義中凝結(jié)的數(shù)學(xué)家的智慧。
第二篇:數(shù)列極限教學(xué)設(shè)計(jì)
數(shù)列極限教學(xué)設(shè)計(jì)
復(fù)習(xí)目的:1.理解數(shù)列極限的概念,會(huì)用“”定義證明簡(jiǎn)單數(shù)列的極限。
2.掌握三個(gè)最基本的極限和數(shù)列極限的運(yùn)算法則的運(yùn)用。
3.理解無窮數(shù)列各項(xiàng)和的概念。
4.培養(yǎng)學(xué)生的推理論證能力、運(yùn)算能力,提高學(xué)生分析問題,解決問
題的能力。
教學(xué)過程:
問題1:根據(jù)你的理解,數(shù)列極限的定義是如何描述的?
數(shù)列極限的定義:對(duì)于數(shù)列{an},如果存在一個(gè)常數(shù)A,無論事先指定多么小的正數(shù),都能在數(shù)列中找到一項(xiàng)aN,使得這一項(xiàng)后的所有項(xiàng)與A的差的絕對(duì)值小于,(即當(dāng)n>N時(shí),記<恒成立),則常數(shù)A叫數(shù)列{an}的極限。——“”定義。問題2:“作用? 正數(shù)”定義中,的任意性起什么作用?,N的存在性又起什么的任意性和N的存在性是定義的兩個(gè)基本特征。
時(shí),an趨近于A的無限性,即趨近程度的無(1)的任意性刻劃了當(dāng)
限性(要有多近有多近)。
(2)N的存在性證明了這一無限趨近的可能性。
問題3:“
問題4:“”定義中的N的值是不是唯一? ”定義中,<的幾何意義是什么?
因?yàn)? 即A-n,所以無論區(qū)間(A-,A+)多么小,當(dāng)n>N時(shí),an對(duì)應(yīng)的點(diǎn)都在區(qū)間(A-
問題5:利用“,A+)內(nèi)。”定義來證明數(shù)列極限的關(guān)鍵是什么? <恒成關(guān)鍵是對(duì)任意的要找到滿足條件的N。(條件是當(dāng)n>N時(shí),立)。
問題6
:無窮常數(shù)數(shù)列有無極限?數(shù)列呢?數(shù)列
(<1)呢?
三個(gè)最基本的極限:(1)C=C,(2)=0,(3)=0(<1)。
問題7
:若=A,=B,則()=?,()=
?,=
?,=?。數(shù)列極限的運(yùn)算法則:()=A+B,()=A-B,=AB,=(B0)。
即如果兩個(gè)數(shù)列都有極限,那么這兩個(gè)數(shù)列對(duì)應(yīng)項(xiàng)的和,差,積,商組成新數(shù)列的極限分別等于它們極限的和,差,積,商。(各項(xiàng)作為除數(shù)的數(shù)列的極限不能為零)
問題8:(,)
=
++
+=0對(duì)嗎? 運(yùn)算法則中的只能推廣到有限個(gè)的情形。
問題9:無窮數(shù)列各項(xiàng)和s是任何定義的? s=,其中為無窮數(shù)列的前n項(xiàng)和,特別地,對(duì)無窮等比數(shù)列(<1),s=。注意它的含義和成立條件。例1
.用極限定義證明:
例2.求下列各式的值
(2)[()=,]
(2)()
例3
.已知例4
.計(jì)算:
(++)=0,求實(shí)數(shù)a,b的值。+,例5.已知數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為d的等差數(shù)列,它的前n項(xiàng)和為
<1)的等比數(shù)列,它的前n項(xiàng)和為,是首項(xiàng)為1,公比為q(記=+++,若(-)=1,求d , q。
小結(jié):本節(jié)課復(fù)習(xí)了數(shù)列極限的概念,運(yùn)算法則,三個(gè)最基本的極限,無窮數(shù)列各項(xiàng)和的概念,以及它們的運(yùn)用,主要是利用數(shù)列極限概念證明簡(jiǎn)單數(shù)列的極限,利用運(yùn)算法則求數(shù)列的極限,(包括已知極限求參數(shù)),求無窮數(shù)列各項(xiàng)和。
第三篇:高中數(shù)學(xué)《數(shù)列的極限》教學(xué)設(shè)計(jì)
高中數(shù)學(xué)《數(shù)列的極限》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與能力目標(biāo)
①使學(xué)生理解數(shù)列極限的概念和描述性定義。
②使學(xué)生會(huì)判斷一些簡(jiǎn)單數(shù)列的極限,了解數(shù)列極限的“e-N"定義,能利用逐步分析的方法證明一些數(shù)列的極限。
③通過觀察運(yùn)動(dòng)和變化的過程,歸納總結(jié)數(shù)列與其極限的特定關(guān)系,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)概括能力和抽象思維能力。
2.過程與方法目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生的極限的思想方法和獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。
3.情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)
使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)有限與無限、近似與精確、量變與質(zhì)變的辯證關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義觀點(diǎn)。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):數(shù)列極限的概念和定義。
教學(xué)難點(diǎn):數(shù)列極限的“ε―N”定義的理解。
三、教學(xué)對(duì)象分析
這節(jié)課是數(shù)列極限的第一節(jié)課,足學(xué)生學(xué)習(xí)極限的入門課,對(duì)于學(xué)生來說是一個(gè)全新的內(nèi)容,學(xué)生的思維正處于由經(jīng)驗(yàn)型抽象思維向理論型抽象思維過渡階段,在《立體幾何》內(nèi)容求球的表面積和體積時(shí)對(duì)極限思想已有接觸,而學(xué)生在以往的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中主要接觸的是關(guān)于“有限”的問題,很少涉及“無限”的問題。極限這一抽象概念能夠使他們做基于直觀的理解,并引導(dǎo)他們作出描述性定義“當(dāng)n無限增大時(shí),數(shù)列{an}中的項(xiàng)an無限趨近于常數(shù)A,也就是an與A的差的絕對(duì)值無限趨近于0”,并能用這個(gè)定義判斷一些簡(jiǎn)單數(shù)列的極限。但要使他們?cè)谝还?jié)課內(nèi)掌握“ε-N”語言求極限要求過高。因此不宜講得太難,能夠通過具體的幾個(gè)例子,歸納研究一些簡(jiǎn)單的數(shù)列的極限。使學(xué)生理解極限的基本概念,認(rèn)識(shí)什么叫做數(shù)列的極限以及數(shù)列極限的定義即可。
四、教學(xué)策略及教法設(shè)計(jì)
本課是采用啟發(fā)式講授教學(xué)法,通過多媒體課件演示及學(xué)生討論的方法進(jìn)行教學(xué)。通過學(xué)生比較熟悉的一個(gè)實(shí)際問題入手,引起學(xué)生的注意,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后通過具體的兩個(gè)比較簡(jiǎn)單的數(shù)列,運(yùn)用多媒體課件演示向?qū)W生展示了數(shù)列中的各項(xiàng)隨著項(xiàng)數(shù)的增大,無限地趨向于某個(gè)常數(shù)的過程,讓學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上討論總結(jié)出這兩個(gè)數(shù)列的特征,從而得出數(shù)列極限的一個(gè)描述性定義。再在教師的引導(dǎo)下分析數(shù)列極限的各種不同情況。從而對(duì)數(shù)列極限有了直觀上的認(rèn)識(shí),接著讓學(xué)生根據(jù)數(shù)列中各項(xiàng)的情況判斷一些簡(jiǎn)單的數(shù)列的極限。從而達(dá)到深化定義的效果。最后進(jìn)行練習(xí)鞏固,通過這樣的一個(gè)完整的教學(xué)過程,由觀察到分析、由定量到定性,由直觀到抽象,并借助于多媒體課件的演示,使得學(xué)生逐步地了解極限這個(gè)新的概念,為下節(jié)課的極限的運(yùn)算及應(yīng)用做準(zhǔn)備,為以后學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)知識(shí)打下基礎(chǔ)。在整個(gè)教學(xué)過程中注意突出重點(diǎn),突破難點(diǎn),達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。
五、教學(xué)過程
1.創(chuàng)設(shè)情境
課件展示創(chuàng)設(shè)情境動(dòng)畫。
今天我們將要學(xué)習(xí)一個(gè)很重要的新的知識(shí)。
情境
1、我國(guó)古代數(shù)學(xué)家劉徽于公元263年創(chuàng)立“割圓術(shù)”,“割之彌細(xì),所失彌少。割之又割,以至不可割,則與圓周合體而無所失矣”。
情境
2、我國(guó)古代哲學(xué)家莊周所著的《莊子?天下篇》引用過一句話:一尺之棰,日取其半,萬世不竭。也就是說拿一根木棒,將它切成一半,拿其中一半來再切成一半,得到四分之一,再切成一半,就得到了八分之???如此下去,無限次地切,每次都切一半,問是否會(huì)切完?
大家都知道,這是不可能切完的,但是每次切了以后,木棒都比原來的少了一半,也就是說木棒的長(zhǎng)度越來越短,但永遠(yuǎn)不會(huì)變成零。從而引出極限的概念。
2.定義探究
展示定義探索(一)動(dòng)畫演示。
問題1:請(qǐng)觀察以下無窮數(shù)列,當(dāng)n無限增大時(shí),a,I的變化趨勢(shì)有什么特點(diǎn)?
(1)1/2,2/3,3/4,?n/n-1(2)0.9,0.99,0.999,0.9999,1-1/10n??
問題2:觀察課件演示,請(qǐng)分析以上兩個(gè)數(shù)列隨項(xiàng)數(shù)n的增大項(xiàng)有那些特點(diǎn)?
師生一起歸納總結(jié)出以下結(jié)論:數(shù)列(1)項(xiàng)數(shù)n無限增大時(shí),項(xiàng)無限趨近于1;數(shù)列(2)項(xiàng)數(shù)n無限增大時(shí),項(xiàng)無限趨近于1。
那么就把1叫數(shù)列(1)的極限,1叫數(shù)列(2)的極限。這兩個(gè)數(shù)列只是形式不同,它們都是隨項(xiàng)數(shù)n的無限增大,項(xiàng)無限趨近于某一確定常數(shù),這個(gè)常數(shù)叫做這個(gè)數(shù)列的極限。
那么,什么叫數(shù)列的極限呢?對(duì)于無窮數(shù)列an,如果當(dāng)n無限增大時(shí),an無限趨向于某一個(gè)常數(shù)A,則稱A是數(shù)列an的極限。
提出問題3:怎樣用數(shù)學(xué)語言來定量描述呢?怎樣用數(shù)學(xué)語言來描述上述數(shù)列的變化趨勢(shì)?
展示定義探索(二)動(dòng)畫演示,師生共同總結(jié)發(fā)現(xiàn)在數(shù)軸上兩點(diǎn)間距離越小,項(xiàng)與1越趨近,因此可以借助兩點(diǎn)間距離無限小的方式來描述項(xiàng)無限趨近常數(shù)。無論預(yù)先指定多么小的正數(shù)e,如取e=O-1,總能在數(shù)列中找到一項(xiàng)am,使得an項(xiàng)后面的所有項(xiàng)與1的差的絕對(duì)值都小于ε,若取£=0。0001,則第6項(xiàng)后面的所有項(xiàng)與1的差的絕對(duì)值都小于ε,即1是數(shù)列(1)的極限。最后,師生共同總結(jié)出數(shù)列的極限定義中應(yīng)包含哪量(用這些量來描述數(shù)列1的極限)。
數(shù)列的極限為:對(duì)于任意的ε>0,如果總存在自然數(shù)N,當(dāng)n>N時(shí),不等式|an-A|n的極限。
定義探索動(dòng)畫(一):
課件可以實(shí)現(xiàn)任意輸入一個(gè)n值,可以計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)列第n項(xiàng)的值,并且動(dòng)畫演示數(shù)列的變化過程。如圖1所示是課件運(yùn)行時(shí)的一個(gè)畫面。
定義探索動(dòng)畫(二)課件可以實(shí)現(xiàn)任意輸入一個(gè)n值,可以計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)列第n項(xiàng)的值和I an一1I的值,并且動(dòng)畫演示出第an項(xiàng)和1之間的距離。如圖2所示是課件運(yùn)行時(shí)的一個(gè)畫面。
3.知識(shí)應(yīng)用
這里舉了3道例題,與學(xué)生一塊思考,一起分析作答。
例1.已知數(shù)列:
1,-1/2,1/3,-1/4,1/5??,(-1)n+11/n,??
(1)計(jì)算|an-0|(2)第幾項(xiàng)后面的所有項(xiàng)與0的差的絕對(duì)值都小于0.017都小于任意指定的正數(shù)。
(3)確定這個(gè)數(shù)列的極限。
例2.已知數(shù)列:
已知數(shù)列:3/2,9/4,15/8??,2+(-1/2)n,??。
猜測(cè)這個(gè)數(shù)列有無極限,如果有,應(yīng)該是什么數(shù)?并求出從第幾項(xiàng)開始,各項(xiàng)與這個(gè)極限的差都小于0.1,從第幾項(xiàng)開始,各項(xiàng)與這個(gè)極限的差都小于0.017
例3.求常數(shù)數(shù)列一7,一7,一7,一7,??的極限。
5.知識(shí)小結(jié)
這節(jié)課我們研究了數(shù)列極限的概念,對(duì)數(shù)列極限有了初步的認(rèn)識(shí)。數(shù)列極限研究的是無限變化的趨勢(shì),而通過對(duì)數(shù)列極限定義的探討,我們看到這一過程又是通過有限來把握的,有限與無限、近似與精確、量變與質(zhì)變之間的辯證關(guān)系在這里得到了充分的體現(xiàn)。
課后練習(xí):
(1)判斷下列數(shù)列是否有極限,如果有的話請(qǐng)求出它的極限值。①an=4n+l/n;②an=4-(1/3)m;③an=(-1)n/3n;④aan=-2;⑤an=n;⑥an=(-1)n。
(2)課本練習(xí)1,2。
6.探究性問題
設(shè)計(jì)研究性學(xué)習(xí)的思考題。
提出問題:
芝諾悖論:阿基里斯是《荷馬史詩(shī)》中的善跑英雄。奔跑中的阿基里斯永遠(yuǎn)也無法超過在他前面慢慢爬行的烏龜,因?yàn)楫?dāng)阿基里斯到達(dá)烏龜?shù)钠鹋茳c(diǎn)時(shí),烏龜已經(jīng)走在前面一小段路了,阿基里斯又必須趕過這一小段路,而烏龜又向前走了。這樣,阿基里斯可無限接近它,但不能追到它。假定阿基里斯跑步的速度是烏龜速度的10倍,阿基里斯與烏龜賽跑的路程是1公里。如果讓烏龜先跑0.1公里,當(dāng)阿基里斯追到O.1公里的地方,烏龜又向前跑了0.01公里。當(dāng)阿基里斯追到0.01公里的地方,烏龜又向前跑了0.001公里??這樣一直追下去,阿基里斯能追上烏龜嗎?
這里是研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容,以學(xué)生感興趣的悖論作為課后作業(yè),鞏固本節(jié)所學(xué)內(nèi)容,進(jìn)一步提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)列的極限的興趣。同時(shí)也為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了課下交流與討論的情境,逐步培養(yǎng)學(xué)生相互合作、交流和討論的習(xí)慣,使學(xué)生感受到了數(shù)學(xué)來源于生活,又服務(wù)于生活的實(shí)質(zhì),逐步養(yǎng)成用數(shù)學(xué)的知識(shí)去解決生活中遇到的實(shí)際問題的習(xí)慣。
第四篇:數(shù)列極限例題
三、數(shù)列的極限
(?1)n?1}當(dāng)n??時(shí)的變化趨勢(shì).觀察數(shù)列{1?n問題:
當(dāng)n無限增大時(shí), xn是否無限接近于某一確定的數(shù)值?如果是, 如何確定? 通過上面演示實(shí)驗(yàn)的觀察:
(?1)n?1當(dāng)n無限增大時(shí), xn?1?無限接近于1.n問題:“無限接近”意味著什么?如何用數(shù)學(xué)語言刻劃它.?xn?1?(?1)n?1給定
11? nn1111, 由?, 只要n?100時(shí), 有xn?1?, 100n10010011,只要n?1000時(shí), 有xn?1?, 給定1000100011,只要n?10000時(shí), 有xn?1?, 給定10000100001給定??0,只要n?N(?[])時(shí), 有xn?1??成立.?定義
如果對(duì)于任意給定的正數(shù)?(不論它多么小), 總存在正整數(shù)N, 使得對(duì)于n?N時(shí)的一切xn, 不等式xn?a??都成立, 那末就稱常數(shù)a是數(shù)列xn的極限, 或者稱數(shù)列xn收斂于a, 記為
limxn?a,或xn?a(n??).n??如果數(shù)列沒有極限, 就說數(shù)列是發(fā)散的.注意:
??N定義:limxn?a????0,?N?0, 使n?N時(shí), 恒有xn?a??.n??其中記號(hào)?:每一個(gè)或任給的;?:至少有一個(gè)或存在.數(shù)列收斂的幾何解釋:
a??2?a??xN?2x2x1xN?1ax3x
當(dāng)n?N時(shí), 所有的點(diǎn)xn都落在(a??,a??)內(nèi), 只有有限個(gè)(至多只有N個(gè))落在其外.注意:數(shù)列極限的定義未給出求極限的方法.n?(?1)n?1?1.例1 證明limn??nn?(?1)n?11?1 ?.證
注意到xn?1 ?nn任給??0, 若要xn?1??, 只要
11??,或 n?, n?所以, 取 N?[], 則當(dāng)n?N時(shí), 就有 1?n?(?1)n?1?1??.nn?(?1)n?1?1.即limn??n
重要說明:(1)為了保證正整數(shù)N,常常對(duì)任給的??0,給出限制0???1;
n?(?1)n?1?1??”的詳細(xì)推理
(2)邏輯“取 N?[], 則當(dāng)n?N時(shí), 就有
n?1見下,以后不再重復(fù)說明或解釋,對(duì)函數(shù)極限同樣處理邏輯推理.由于N?????立.嚴(yán)格寫法應(yīng)該是:任給??0, 不妨取0???1,若要?1???1??N?1,所以當(dāng)n?N時(shí)一定成立n?N?1?1?,即得
1??成nn?(?1)n?1111?1? ,只要 n?,所以, 取 N?[], 則當(dāng)n?N時(shí), 由于xn?1=?n??n11?1?1N?????N?1,所以當(dāng)n?N時(shí)一定成立n?N?1?,即得??成立.也就
?n????是成立
n?(?1)n?11?1???.xn?1=
nnn?(?1)n?1?1.即limn??n小結(jié): 用定義證數(shù)列極限存在時(shí), 關(guān)鍵是任意給定??0,尋找N, 但不必要求最小的N.例3證明limq?0, 其中q?1.n??n證
任給??0(要求ε<1)若q?0, 則limq?lim0?0;
n??n??n若0?q?1, xn?0?q??, nlnq?ln?,n?n?ln?ln?, 取N?[](?1), 則當(dāng)n?N時(shí), 就有qn?0??, lnqlnq?limqn?0.n???0, q?1,?q?1,??, n
說明:當(dāng)作公式利用:limq??
n??1, q?1,??不存在,q??1.?
第五篇:數(shù)列極限教案
數(shù)列的極限教案
授課人:###
一、教材分析
極限思想是高等數(shù)學(xué)的重要思想。極限概念是從初等數(shù)學(xué)向高等數(shù)學(xué)過渡所必須牢固掌握的內(nèi)容。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):數(shù)列極限概念的理解及數(shù)列極限??N語言的刻畫。
教學(xué)難點(diǎn):數(shù)列極限概念的理解及數(shù)列極限??N語言的刻畫,簡(jiǎn)單數(shù)列的極限進(jìn)行證明。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、通過學(xué)習(xí)數(shù)列以及數(shù)列極限的概念,明白極限的思想。
2、通過學(xué)習(xí)概念,發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科知識(shí)的融會(huì)貫通,從哲學(xué)的量變到質(zhì)變的思想的角度來看待數(shù)列極限概念。
四、授課過程
1、概念引入
例子一:(割圓術(shù))劉徽的割圓術(shù)來計(jì)算圓的面積。
.........內(nèi)接正六邊形的面積為A1,內(nèi)接正十二邊形的面積為A2......內(nèi)接正6?2n?1形的面積為An.A1,A2,A3......An......?圓的面積S.用圓的內(nèi)接正六n邊形來趨近,隨著n的不斷增加,內(nèi)接正六n邊形的面積不斷
1接近圓的面積。
例子二:莊子曰“一尺之錘,日取其半,萬世不竭”。
第一天的長(zhǎng)度1第二天的剩余長(zhǎng)度 第二天的剩余長(zhǎng)度
第四天的剩余長(zhǎng)度 8
.....第n天的剩余長(zhǎng)度n?1.......2
隨著天數(shù)的增加,木桿剩余的長(zhǎng)度越來越短,越來越接近0。
這里蘊(yùn)含的就是極限的概念。
總結(jié):極限是變量變化趨勢(shì)結(jié)果的預(yù)測(cè)。例一中,內(nèi)接正六n邊形的邊數(shù)不斷增加,多邊形的面積無限接近圓面積;例二中,隨著天數(shù)的不斷增加,木桿的剩余長(zhǎng)度無限接近0.在介紹概念之前看幾個(gè)具體的數(shù)列:
111?1?(1)??: 1,,......; 23n?n?
???1?n?1111:?1,?,?,......;(2)??n2345??
(3)n2:1,4,9,16,......;
(4)??1?:?1,1,?1,1,......,??1?,......; nn????
我們接下來討論一種數(shù)列?xn?,在它的變化過程中,當(dāng)n趨近于??時(shí),xn不斷接近于某一個(gè)常數(shù)a。如隨著n的增大,(1),(2)中的數(shù)列越來越接近0;(3)
(4)中的數(shù)列卻沒有這樣的特征。
此處“n趨近于??時(shí)”,“xn無限接近于數(shù)a”主要強(qiáng)調(diào)的是“一個(gè)過程”和一種“接近”程度。
可是只憑定性的描述和觀察很難做到準(zhǔn)確無誤,所以需要精確的,定量的數(shù)學(xué)語言來刻畫數(shù)列的概念。本節(jié)課的重點(diǎn)就是將數(shù)列的這樣一個(gè)特征用數(shù)學(xué)語言刻畫出來,并引入數(shù)列極限的概念。
2、內(nèi)容講授
(定義板書)設(shè)?xn?是一個(gè)數(shù)列,a是實(shí)數(shù)。如果對(duì)于任意給定的數(shù)??0,總存在一個(gè)正整數(shù)N,當(dāng)n?N時(shí),都有xn?a??,我們稱a是數(shù)列?x
n?的極限,或者說數(shù)列?xn?收斂且收斂于數(shù)a。
寫作:limxn?a或xn?a?n????。
n???
如果數(shù)列沒有極限,就說數(shù)列是發(fā)散的。
注意:(1)理解定義中的“任意給定”?:?是代表某一個(gè)正數(shù),但是這個(gè)數(shù)在選取時(shí)是任意的,選定以后就是固定的。不等式xn?a??是表示xn與a的接近程度,所以?可以任意的小。
(2)N的選取是與任意給定的?有關(guān)的。1?1?以數(shù)列??為例,欲若取??,則存在N?100,當(dāng)n?Nxn?a??; 100n??
若取??1,則存在N?1000,當(dāng)n?N時(shí),xn?a??。1000
數(shù)列極限的??N語言:
limx
n???n?a????0,?N,n?Nxn?a??.數(shù)列極限的幾何解釋:
3、例題講解
n?2??1??1。例題1用數(shù)列極限的定義證明limn??nn
n?2??1?證明:設(shè)xn?,因?yàn)?nn
n?2??1?2??1?2???xn?1?nnnnn
???0,欲使xn???,只要22??即n?,n?
?2?我們?nèi)????1,當(dāng)n?N時(shí),???
n?2??1?22?????.nnNn
n?2??1?所以lim?1.n??nn
?2?注:N的取法不是唯一的,在此題中,也可取N????10等。???
例題2 設(shè)xn?C(C為常數(shù)),證明limxn?C。n??
證明:任給的??0,對(duì)于一切正整數(shù)n,xn?C?C?C?0??,所以limxn?C。n??
小結(jié):用定義證數(shù)列極限存在時(shí),關(guān)鍵是任意給定?尋找N,但不必要求最小的N.五、課后作業(yè)