第一篇:高數1.3教案
§1.3 數列的極限
函數研究兩個變量的對應關系,而極限則是研究自變量變化時,因變量的變化趨勢。
一.極限思想―割圓術:用圓內接正多邊形面積逼近圓面積
圓內接正六邊形面積記為A1
十二 A2
二十四 A3
6?2n?1 An?n?N?
A1,A2,?,An,?構成一列有次序的數――數列.n→大,An?A(圓面積)。不論n如何大,只要n取定, An?A.設想n??,即內接正多邊形邊數無限增加,在這個過程中,內接正多邊形的面積無限接近于圓,同時An→確定的數值(即圓的面積)數學上就稱為的極限(n??)。
極限方法是高數中一個基本方法。
二.數列的極限定義――xn?f?n?,D為正整數。
1.第一種定義:當項數n無限增大時,如果xn無限接近于一個確定的常數a,則稱當n無限增大時xn的極限是a.2.“??N”def 當???0,不論它多么小,總?N?0,?對于n?N的一切xn,恒有xn?a??成立,則limxn?a.如果數列沒有極限,就稱是發散的。
n?? *1.?是任意給定(任意性)
*2.N與?有關,隨?給定而選定,一般地?越小,N越大,N大到何種程度,取決于使xn?a??成立時xn的項數n的取值,定義中僅要求N有關,并不一定要找出最小的自然數N.*3幾何意義:n?N時,所有的xn都落在?a??,a???內,即數列只有有限個(最多只有N個)在區間之外。*4利用定義不能直接求極限。
三.極限的證明
1例1 證明lim(1?)?1
n??1?n111?1???,?n??1 證:???0,要使1?1?n1?n?111?1?取N?[?1],則當n?N時,有1???, 1?n1?n?1 ∴lim(1?)?1
n??1?n limxn?a的證明步驟:
n?? 1)給定???0
2)要使xn?a??,解出N?N(?)3)取N,即N?.4)當n?N時,有xn?a??
5)下結論。n!例2 證明 limn?0
n??nn!證:???0,要使n?0<?,nn!nn?111只要n?0=????
nnnnnn!11取 N?[],則當n?N=[]時,有n?0??
n??n!∴limn?0 n??n 例3 證明.limn???n?1?n?0 n?1?n??
?證:???0,要使只要111???,n?2
4?n?1?n2n1取N?[2]
則當n?N時有n?1?n??, 4?∴limn???n?1?n?0.2n?1? 例4 設q?1,證明等比數列1,q,q,?,qn?1,?的極限是0。
?? 證:???0???1?∵xn?0?qln?取自然對數,解得∴n?1?,lnqln?n?1],則當n?N時有xn?0?q?? 取N?[1?lnq limqn??n?1?0。
四.收斂數列的性質
1.極限的唯一性
定理1 數列不能收斂于兩個不同的極限。2.有界性
(1)有界概念:數列xn,若?M?0,對一切xn有xn?M,稱xn有界。
(2)收斂數列的有界性
定理2 如果數列xn收斂,那么數列xn一定有界。
若xn無界?xn發散。xn有界,則不一定收斂。
如xn???1?n?1,即?1,1,?1,1,?,??1?n?1,?
∴數列有界是收斂的必要條件,非充分條件。3.收斂數列與子數列的關系
子數列:在數列?xn?中任意抽取無限多項并保持這些項在原數列中的次序,得到的一個數列為原數列?xn?的子數列。xn
k定理3 若?xn?收斂于a,則它的任一子數列也收斂,且極限也是a。
一個發散的數列也可能有收斂的子數列。?
小結:本節介紹了數列極限的定義,理解利用定義證明數列的極限,知道收斂數列的有關性質。
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第二篇:高數1.3教案
高
等
數
學
第三次課
教學內容:函數的極限,無窮小,無窮大 教學目的:(1)正確了解函數極限的概念,了解用???(x?x0)與??X(x??)語言驗證函數極限的步驟。
(2)了解無窮小概念及其與函數極限的關系
(3)了解無窮小與無窮大的關系,函數的左右極限與函數極限的關系 教學重點:函數極限的???定義、無窮小的概念 教學難點:函數極限的???定義 教學關鍵:函數極限的???定義 教學過程:
一、由數列極限引入函數極限
根據自變量情況的不同,函數的極限分為兩類:
(x??)(1)自變量趨于無窮大的函數的極限(2)自變量趨于有限值的函數極限(x?x0)
二、定義
1、自變量趨于有限值的函數極限(x?x0)
定義:設函數f(x)在點x0的某一去心鄰域內有定義。如果存在常數A,對于任意給定的正數?(無論多么小),總存在正數?,使得當x滿足不等式0?|x?x0|??時,對應的函數值f(x)都滿足不等式|f(x)?A|??,那么常數A就叫做函數f(x)當(x?x0)時的極限,記做x?x0limf(x)?A或f(x)?A(當x?x0)
說明:
1、對于給定的??0,?不唯一
2、f(x)在x0有無極限與有無定義無關
(2x?3)?5 例
1、limx?1證明:???0,要使|2x?3?5|??,?|2x?3?5|?2|x?1|,?只要2|x?1|??,即|x?1|?例
2、證明極限limx?4
x?22?2,????0,取???2當0?|x?1|??時有|2x?3?5|??,得證。
證明:??0,要使|x?4|?? 2考慮x?2時x2的變化趨勢,故不妨設1 ??只要5|x?2|??,即|x?2〈| 5?????0,取??min{1,},當0?|x?2|??時,有|x2?4|???得證 5左極限與右極限 (1)當x從x0的左邊趨于x0時,f(x)?A,則稱A為f(x)當 x?x0的左極限,記作x?x0?limf(x)?A或f(x0?0)?A 第 1 頁 2013-4-11 徐屹 高 等 數 學 (2)當x從x0的右邊趨于x0時,f(x)?A,則稱A為f(x)當 x?x0的右極限,記作x?x0?limf(x)?A或f(x0?0)?A x?x0?f(x0?0)?A 結論:limf(x0)?A?f(x0?0)(x??) 2、自變量趨于無窮大時函數的極限x??的三種情況:x??? (x?0) x??? (x?0) x?? (|x|??) 定義:設函數f(x)當|x|大于某一正數時有定義,如果存在常數A,對于任意給定的正數?(無論它多小),總存在著正數X,使得當 x滿足不等式|x|>X時,對應的函數值f(x)都滿足不等式 |f(x)?A|??,那么常數A就叫做函數f(x)當x??時的極限,記作 limf(x)?A,或f(x)?A(當x??) x??定義:設函數f(x)當x大于某一正數時有定義,如果存在常數A,對于任意給定的正數?(無論它多小),總存在著正數X,使得當 x滿足不等式x>X時,對應的函數值f(x)都滿足不等式 |f(x)?A|??,那么常數A就叫做函數f(x)當x???時的極限,記作 x???limf(x)?A,或f(x)?A(當x???) 說明:類似可以定義函數的左極限 sinx?0 x??xsinxsinxsinx1?0|??,?|?0|?||?證明:???0,要使| xxx|x|11?只要??,即|x|? |x|?1sinx????0,取X?當|x|?X時有,|?0|?? 所以得證 ?x例:利用極限定義證明lim 三、函數極限的性質 1、(唯一性)如果limf(x)存在,則此極限唯一。 x?x02、(局部有界性)如果limf(x)=A,那么存在常數M>0,和??0,使得當0?|x?x0|??時有x?x0|f(x)|?M 證明:因為limf(x)=A,所以取x?x0??1,則???0,當0?|x?x0|??時,有|f(x)?A|?1?|f(x)|?|f(x)?A|?|A|?|A|?1 記M=|A|?1,則得證 3、(局部保號性)如果limf(x)=A而且A>0(或A<0),那么存在常數??0,使得當 x?x00?|x?x0|??時,有f(x)>0(或f(x)?0)徐屹 第 2 頁 2013-4-11 高 等 數 學 說明:由此定理可以得到更強的結論: 如果limf(x)=A(A?0),那么就存在著x0的某一去心鄰域U(x0),當x?U(x0)時,就有x?x0oo|A| 20f(x)?0),而且limf(x)?A,推論:如果x0的某一去心鄰域內f(x)?(或那么A?0或(A?0)|f(x)|?x?x0函數極限與數列極限的關系:如果limf(x)存在,{xn}為函數f(x)的定義域內任一收斂于x0的數x?x0列,且滿足:x?x0(n?N?),那么相應的函數值數列{f(xn)}必收斂,且limf(xn)?limf(x) n??x?x0證明:設limf(x)=A,則???0,???0,當0?|x?x0|??時有,|f(x)?A|,x?x0又因limxn?x0,故對??0,?N,當n?N時,有|xn?x0|?? n??由假設,xn?x0,。故當n?N時,0?|x?x0|??,從而|f(xn)?A|??,即limf(xn)?A n?? 四、無窮小與無窮大 1、無窮小:如果函數f(x)當x?x0或(x??)時的極限為零,那么稱函數f(x)為當x?x)時的無窮小。0或(x??如x?0時:x2,sinx,tgx,1?cosx為無窮小 如x??時,,e1x?x2為無窮小 說明:1任何一個非零常數都不是無窮小量 2一個函數是否為無窮小量,與自變量的變化趨勢有關 定理 1、在自變量的同一變化過程x?x0或(x??)中,函數f(x)具有極限A的充分必要條件是f(x)=A+?,其中?是無窮小。 2、無窮大 設函數f(x)在x0的某一去心鄰域有定義(或|x|大于某一正數時有定義)。如果對于任意給定的正數M,總存在正數?(或正數X),只要x適合不等式0?|x?x0|??(或|x|?X),對應的函數值f(x)總滿足不等式|f(x)|?M,則稱函數f(x)為當x?x0(或x??)時的無窮大。注意:無窮大與很大數的區別 3、無窮小與無窮大的關系 定理:在同一變化過程中,如果f(x)為無窮大,則 1為無窮小:反之,如果f(x)為無窮小,且f(x)f(x)?0,則1為無窮大 f(x)2例:當x?0時,x?5為無窮小,1為無窮大。2x?5說明:此定理只使用于同一變化過程。 徐屹 第 3 頁 2013-4-11 第一章:函數與極限 教學目的 1。正確理解函數的概念,掌握函數的表示方法,并會建立簡單應用問題中的函數關系式; 2. 正確理解函數的奇偶性、單調性、周期性和有界性; 3.理解復合函數及分段函數的概念,了解反函數及隱函數的概念; 4. 掌握基本初等函數的性質及其圖形。教學重點 分段函數,復合函數,初等函數。教學難點 有界性,初等函數的判斷。教學內容: 前言 名稱:高等數學 教學過程一學年 主要內容:一元、多元函數微分學和積分學、矢量代數、空間解析幾何、無窮級數和微分方程。教學目的:掌握高等數學的基本知識,基本理論,基本計算方法,提高數學素養。培養學生的抽象思維和邏輯推理能力,辯證的思想方法,培養學生的空間想象能力,培養學生分析問題和解決問題的能力。為學生進一步學習數學打下一定的基礎,還要為學習專業的后繼課程準備必要的數學基礎。 第一節:映射與函數 一、集合 1、集合概念 具有某種特定性質的事物的總體叫做集合。組成這個集合的事物稱為該集合的元素 表示方法:用A,B,C,D表示集合;用a,b,c,d表示集合中的元素 1)A?{a1,a2,a3,??} 2)A?{xx的性質P} 元素與集合的關系:a?A a?A 一個集合,若它只含有有限個元素,則稱為有限集;不是有限集的集合稱為無限集。常見的數集:N,Z,Q,R,N+ 元素與集合的關系: A、B是兩個集合,如果集合A的元素都是集合B的元素,則稱A是B的子集,記作A?B。 如果集合A與集合B互為子集,則稱A與B相等,記作A?B 若作A?B且A?B則稱A是B的真子集。空集?: ??A2、集合的運算 并集A?B :A?B?{x|x?A或x?B} 交集A?B :A?B?{x|x?A且x?B} 差集 AB:AB?{x|x?A且x?B} C全集I、E 補集A: 集合的并、交、余運算滿足下列法則: 交換律、A?B?B?A A?B?B?A 結合律、(A?B)?C?A?(B?C) (A?B)?C?A?(B?C) 分配律 (A?B)?C?(A?C)?(B?C) (A?B)?C?(A?C)?(B?C)對偶律 (A?B)c?Ac?Bc (A?B)c?Ac?Bc 笛卡兒積A×B?{(x,y)|x?A且y?B} 3、區間和鄰域 開區間 (a,b) 閉區間 ?a,b? 半開半閉區間 ?a,b???a,b? 有限、無限區間 鄰域:U(a) U(a,?)?{xa???x?a??} a 鄰域的中心 ?鄰域的半徑 去心鄰域 U(a,?) 左、右鄰域 二、映射 1.映射概念 定義 設X,Y是兩個非空集合,如果存在一個法則f,使得對X中的每一個元素x,按法則f,在Y中有唯一確定的元素y與之對應,則稱f為從X到Y的映射,記作 f:X?Y 其中y 稱為元素x的像,并記作f(x),即 y?f(x) 注意:1)集合X;集合Y;對應法則f 2)每個X有唯一的像;每個Y的原像不唯一 3)單射、滿射、雙射 2、映射、復合映射 三、函數 1、函數的概念: 定義:設數集D?R,則稱映射f:D?R為定義在D上的函數 記為 y?f(x),x?D 自變量、因變量、定義域、值域、函數值 用f、g、? 函數相等:定義域、對應法則相等 自然定義函數;單值函數;多值函數、單值分枝.例:1)y=2 2)y=x ?13)符號函數 y??x?0?0 ??1x?0? 4)取整函數 y??x? (階梯曲線)5)分段函數 y??x?0?2x?1?x0?x?1x?1 2、函數的幾種特性 1)函數的有界性(上界、下界;有界、無界)有界的充要條件:既有上界又有下界。注:不同函數、不同定義域,有界性變化。 2)函數的單調性(單增、單減)在x1、x2點比較函數值 f(x1)與f(x2)的大小(注:與區間有關) 3)函數的奇偶性(定義域對稱、f(x)與f(?x)關系決定) 圖形特點(關于原點、Y軸對稱) 4)函數的周期性(定義域中成立:f(x?l)?f(x)) 3、反函數與復合函數 反函數:函數f:D?f(D)是單射,則有逆映射f函數與反函數的圖像關y?x于對稱 ?1(y)?x,稱此映射f?1為f函數的反函數 復合函數:函數u?g(y)定義域為D1,函數y?f(x)在D上有定義、且f(D)?D1。則u?g(f(x))?g?f(x)為復合函數。(注意:構成條件) 4、函數的運算 和、差、積、商(注:只有定義域相同的函數才能運算) 5、初等函數: 1)冪函數:y?x 2)指數函數:y?a 3)對數函數 y?loga(x) 4)三角函數 y?sin(x),y 5)反三角函數 ax?cos(x),y?tan(x),y?cot(x) y?arcsin(x),y?arccox)s(y?arctan(x)y?arccot(x) 以上五種函數為基本初等函數 6)雙曲函數 ex?e?xex?e?x?? shx chx 22shxex?e?xthx??xchxe?e?x 注:雙曲函數的單調性、奇偶性。 雙曲函數公式 sh(x?y)?shx?chy?chx?shysh(x?y)?shx?chy?chx?shych(x?y)?chx?chy?shx?shy ch(x?y)?chx?chy?shx?shyy?arshx反雙曲函數: y?archx y?arthx 第75、76課時: 【教學目標與要求】 1.理解常數項級數收斂、發散以及收斂級數的和的概念; 2.熟練掌握級數的基本性質及收斂的必要條件; 2.掌握幾何級數收斂與發散的條件。 【教學重點】 1、常數項級數收斂、發散的概念及幾何級數; 2、級數的基本性質及收斂的必要條件。 【教學難點】 級數的基本性質及收斂的必要條件。 §12? 1 常數項級數的概念和性質 一、常數項級數的概念 1.常數項級數的定義 給定一個數列 u1? u2? u3? ? ? ?? un? ? ? ?? 則由這數列構成的表達式u1 ? u2 ? u3 ? ? ? ?? un ? ? ? ?叫做常數項)無窮級數? 簡稱常數項)級數? 記為?un? 即 n?1?? n?1?un?u1?u2?u3? ? ? ? ?un? ? ? ? ? 其中第n項u n 叫做級數的一般項? 2.級數的部分和? 作級數?un的前n項和sn??ui?u1?u2?u3? ? ? ? ?un n?1i?1?n稱為級數?un的部分和? n?1?? 3. 級數斂散性定義? 如果級數?un的部分和數列{sn}有極限s? 即limsn?s? n?1n??則稱無窮級數?un收斂? 這時極限s叫做這級數的和? n?1?并寫成 s??un?u1?u2?u3? ? ? ? ?un? ? ? ? ? n?1?如果{sn}沒有極限? 則稱無窮級數?un發散? n?1? 余項? 當級數?un收斂時? 其部分和s n是級數?un的和s的近似值? 它們之間的差值 n?1n?1?? rn?s?sn?un?1?un?2? ? ? ? 叫做級數?un的余項? n?1? 例1 討論等比級數(幾何級數) n?0?aqn?a?aq?aq2? ? ? ? ?aqn? ? ? ? ?的斂散性? 其中a?0? q叫做級數的公比? 解 如果q?1? 則部分和 sn?a?aq?aq? ? ? ? ?aq2n?1a?aqnaqna???? 1?q1?q1?q?aa 當|q|?1時? 因為limsn?? 所以此時級數?aqn收斂? 其和為? 1?q1?qn??n?0? 當|q|>1時? 因為limsn??? 所以此時級數?aqn發散? n??n?0 如果|q|?1? 則當q?1時? sn ?na??? 因此級數?aqn發散? n?0?? 當q??1時? 級數?aqn成為 n?0 a?a?a?a? ? ? ?? 當|q|?1時? 因為sn 隨著n為奇數或偶數而等于a或零? 所以sn的極限不存在? 從而這時級數?aqn也發散? n?0??a,|q|?1?綜上所述,級數?aqn??1?q n?0?|q|?1???提醒學生一定要熟練記住上述結論! 例2 證明級數 1?2?3?? ? ??n?? ? ? 是發散的? 證 此級數的部分和為 sn?1?2?3? ? ? ? ?n?n??n(n?1)? 2顯然? limsn??? 因此所給級數是發散的? 例3 判別無窮級數 的收斂性? 提示? un?1?1?1? ? ? ? ?1? ? ? ? 1?22?33?4n(n?1)1?1?1? n(n?1)nn? 1二、收斂級數的基本性質 性質1 如果級數?un收斂于和s? 則它的各項同乘以一個常數k所得的級數?kun也n?1n?1??收斂? 且其和為ks? 性質2 如果級數?un收斂于和s? 則級數?kun也收斂? 且其和為ks? n?1n?1???? 性質3 如果?un?s? 則?kun?ks? n?1n?1??? 性質4 如果級數?un、?vn分別收斂于和s、?? 則級數?(un?vn)也收斂? 且其和為n?1n?1n?1s??? 性質5 如果?un?s、?vn??? 則?(un?vn)?s??? n?1n?1n?1??? 性質6 在級數中去掉、加上或改變有限項? 不會改變級數的收斂性? 比如? 級數1111??? ? ? ? ?? ? ? ? 是收斂的? 1?22?33?4n(n?1)級數10000?1111??? ? ? ? ?? ? ? ? 也是收斂的? 1?22?33?4n(n?1)級數111?? ? ? ? ?? ? ? ? 也是收斂的? 3?44?5n(n?1)? 性質7 如果級數?un收斂? 則對這級數的項任意加括號后所成的級數仍收斂? 且其和n?1不變? 應注意的問題? 如果加括號后所成的級數收斂? 則不能斷定去括號后原來的級數也收斂? 例如? 級數 (1?1)+(1?1)+? ? ?收斂于零? 但級數1?1?1?1?? ? ?卻是發散的? 推論? 如果加括號后所成的級數發散? 則原來級數也發散? 級數收斂的必要條件? 性質8 如果?un收斂? 則它的一般項un 趨于零? 即limun?0? n?1n?0? 應注意的問題? 級數的一般項趨于零并不是級數收斂的充分條件? 例 4證明調和級數 n?1?n?1?2?3? ? ? ? ?n? ? ? ? 是發散的? ?111調和級數的斂散性也必須要記熟! 證: 假若級數?1收斂且其和為s? s是它的部分和? nnn?1n??n???顯然有limsn?s及lims2n?s? 于是lim(s2n?sn)?0? n?? 但另一方面? s2n?sn?1?1? ? ? ? ?1?1?1? ? ? ? ?1?1? n?1n?22n2n2n2n21必定發散? n?1n?故lim(s2n?sn)?0? 矛盾? 這矛盾說明級數?n??小結 1.常數項級數及其斂散性的概念; 2.常數項級數的性質; 教學方式及教學過程中應注意的問題 在教學過程中要注意常數項級數的概念以及重要性質,要結合實例,反復講解,尤其要熟練的記住等比級數與調和級數的斂散性。 師生活動設計P255:3(2)4(1)(2)(3)作業 P255: 3(3);4(4),(5) 第77、78、79、80、81、82課時: 【教學目標與要求】 1.熟練掌握正項級數的審斂法(比較判別法、比值判別法、根值判別法和極限判別法),熟練掌握p級數收斂與發散的條件。2.熟練掌握交錯級數的萊布尼茨判別法。3.理解任意項級數絕對收斂與條件收斂的概念,記住絕對收斂與條件收斂的關系。 【教學重點】 1.正項級數的審斂法(比較判別法、比值判別法、根值判別法和極限判別法),熟練掌握p級數收斂與發散的條件; 2.交錯級數的萊布尼茨判別法;3.任意項級數絕對收斂與條件收斂 【教學難點】 1、比較判別法的極限形式; 2、任意項級數斂散性的判別。 課題:1.3能被2,5整除的數(第一課時) 一、教學目標 1.經歷觀察與思考,概括出能被2,5整除的數的特征,并會運用判斷一個正整數能否被2,5整除;2.經歷觀察與思考,概括出能同時被2,5整除的數的特征;3.理解奇數與偶數的意義.二、教學重、難點 教學重點: 掌握能被2、5整除的數的特征 教學難點:發現奇數、偶數的一些規律,并會靈活運用 三、教學過程 1.復習導入 通過昨天的學習,我們知道了 (1).因數和倍數的定義______________(2).一個整數的因數有_____個,最小因數是_____,最大因數是________;(3).一個整數的倍數有_____個,最小因數是_____,無最大倍數.(4).倍數和因數是相互存在的.2.請寫出15個2的倍數,并觀察這些數由什么規律? 規律:2的倍數,個位數字為0,2,4,6,8 ,能被2整除,偶數(even number)請同學對比歸納,奇數的定義? 不是2的倍數,個位數字為1,3,5,7,9,不能被2整除,奇數(odd number)正整數 奇數 偶數 3、請寫出4個5的倍數,并觀察這些數由什么規律? 規律:5的倍數,各位數字為0或5,能被5整除 2.課堂練習 (1)請把下列各數填入相應的圈內:15、40、53、264、376、540、1001 奇數 偶數 5的倍數 (2)完成書P10,練習1.3③,并概括能同時被2、5整除的數的特征。注:可以把題目鋪墊下 改為:能被2整除的數有:_____________________;能被5整除的數有:_______________________;能被2和5同時整除的數有: ______________________.再介紹”韋恩”圖 【推論】同時能被2、5整除的數,一定能被10整除。 (3)最值問題: 1)寫出能被2整除的最大兩位數 2)寫出能被2整除的最小兩位數 3)寫出5的倍數中最小的三位數 4)寫出5的倍數中最大的三位數 (4)一個數為2012,1)至少減去什么正整數,是奇數? 2)至少加上什么正整數,是5的倍數? 3)至少乘以什么正整數,能同時被2、5整除? 四、挑戰 “轉糖盤”是一個固定不動的圓盤,盤面被平分為10格(如圖)。在偶數格內放一塊糖,在奇數格內放上值錢的物品。某人給攤主5角錢,即可沿著順時針方向轉動圓盤一次。圓盤停轉后,指針指到哪一格,攤主便依據該格的數順著圓盤轉動方向從下一格起數格,數到哪一格,該格中的物品就歸這個人。例如:指針停在3,則從4起再數3格,即第6格中的物品就是獎品.實際上,不管您怎么轉,永遠都拿不到奇數格中的物品。請你試著填寫下列表格,看看你的獎品是什么.為什么呢? 五、作業 1.《堂練》5-6 2.挑戰題第三篇:高數1.1教案
第四篇:高數級數的教案
第五篇:1.3能被2,5整除的數教案