第一篇:導數(shù)零點教學設(shè)計
一、《利用導數(shù)探究函數(shù)零點個數(shù)問題》教學設(shè)計
激趣入境:
問題:試說出函數(shù)f?x??x2?2x?3的零點
設(shè)計意圖:引出零點的概念,并由簡單問題使學生回憶函數(shù)零點、方程根、函數(shù)圖像交點之間的聯(lián)系,為基本概念、思想轉(zhuǎn)化做知識性的必要鋪墊。
本環(huán)節(jié)由學生集體作答,問題簡單,都能給出答案 函數(shù)零點的等價轉(zhuǎn)化:
1、函數(shù)y?f?x?的零點?方程f?x??0的根?函數(shù)y?f?x?的圖象與x軸(即y?0)交點的橫坐標。
2、推廣:函數(shù)h?x??f?x??g?x?的零點
?方程_________________即_________________的根;
?函數(shù)_________________和_________________的圖象的________________ 例如:
函數(shù)h?x??x?lnx的零點
?方程_________________即_________________的根;
?函數(shù)_________________和_________________的圖象的________________
設(shè)計意圖:由問題的表面認識升華為理論層面,先給基本的轉(zhuǎn)化思想,然后再推廣到一般情況,為使學生靈活應用和轉(zhuǎn)化打好基礎(chǔ)。例題的給出使學生對剛剛理解的轉(zhuǎn)化有立竿見影的認識,并起到夯基釋義的作用。
此環(huán)節(jié)由教師提問,學生單獨作答,在推廣時學生遇到了一些問題,由其他學生補充回答,直到答案完整。
二、導引體驗、合作探究:
例
1、已知函數(shù)f?x??x?3x?1,求f?x?的極值并畫出函數(shù)的草圖 3設(shè)計意圖:由學生在課前完成,即能復習前幾節(jié)的知識重點,同時為引出本節(jié)課的課題做好知識上的準備
此題學生在課前完成,在此環(huán)節(jié)由某學生提前寫黑板上,由教師和學生共同核對、檢查,強調(diào)書寫格式和畫圖注意的問題
問題
1、根據(jù)圖象說出圖象與x軸有幾個交點?與y?1,y??3,y?2,y??4呢? __________________________________________________________________
問題
2、若函數(shù)圖象與y?m有三個不同交點,則m的范圍是什么?有兩個交點和一個交點呢?
__________________________________________________________________ 問題
3、若方程f?x??m?0有三個不等實根,則m的范圍是什么?若是有三個零點呢? g?x??f??x?m___________________________________________________________________ 設(shè)計意圖:此環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點,在例一的基礎(chǔ)上并結(jié)合幾何畫板,問題一讓學生對照圖像觀察定直線和定圖像的交點個數(shù)情況,數(shù)形結(jié)合,顯而易見,學生很容易接受,問題2要求學生逆向思維去考慮動直線和定圖象的交點個數(shù)問題,幾何畫板動態(tài)展示動直線的運動過程,從而直觀觀察出圖象與動直線的交點個數(shù)以及相關(guān)的要素即與極大值和極小值有關(guān),問題迎刃而解,問題3回歸本節(jié)課的課題,使學生們清楚研究函數(shù)圖象的交點問題實際上等價于研究函數(shù)的零點問題和方程根的問題。
此環(huán)節(jié)由教師提問,在教師用幾何畫板投影圖象的過程中,由學生看圖完成作答,此處是本節(jié)課難點也是重點,但經(jīng)過設(shè)計學生基本能接受并回答出。達標訓練1、32已知函數(shù)f?x??x?3x?1,若直線y?m與y?f(x)的圖象有三個不同的交點,求實數(shù)m的取值范圍。
設(shè)計意圖:檢測學生對基本思想的落實情況,夯實基礎(chǔ),并為后邊的變式及拓展延伸做好準備。
本環(huán)節(jié)由學生自己完成,并找學生上黑板板書,在學生完成的過程中與學生交流,了解學生的完成情況與存在的問題,適當提示和指導
32變式
1、已知函數(shù)f?x??x?3x?x?1,若直線y?x?m與曲線y?f?x?的圖象有三個不同交點,求實數(shù)m的取值范圍。
32變式
2、已知函數(shù)f?x??x?3x?x?1,若直線y?x?m與曲線y?f?x?的圖象在?1??,3?上有三個不同交點,求實數(shù)m的取值范圍。??2?設(shè)計意圖:層層遞進,逐步加深,變式1是為強化三種問題的轉(zhuǎn)化思想,引導學生從正確的思考方向出發(fā),先由函數(shù)圖像交點轉(zhuǎn)化為方程根的問題,再轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像和平行于x軸的動直線的交點問題,在此歸納出解決此類問題的步驟即:轉(zhuǎn)化、求導找極值、畫圖、看圖取范圍,變式2在變式一的基礎(chǔ)上限定定義域,為學生指出問題的解決不僅和極值有關(guān)還和端點值有關(guān)
本環(huán)節(jié)采用提問式,因為是對例1的變形,所以轉(zhuǎn)化之后與例一一致,對變式2采取數(shù)形結(jié)合的方法依然借助幾何畫板來挖掘本題所注意的問題 達標訓練
2、已知函數(shù)f?x???
1312x?x?2x,若關(guān)于x的方程 322
?1?f?x??x3?2x2?x?m?0在區(qū)間?,2?上恰有兩不等實根,求實數(shù)m的范圍。
?2?設(shè)計意圖:舉一反三,夯基落實,強化對變式的理解和解決方法 由學生自己完成,教師給予適當引導
三、拓展延伸:
已知函數(shù)f?x???x2?8x與函數(shù)g?x??6lnx?m的圖象有三個不同的交點,求m的范圍。
設(shè)計意圖:在函數(shù)形式上改變,引進對數(shù)函數(shù),既是對本節(jié)課的總結(jié),也能拓展學生思維,開拓學生的視野,完善學生的思維方法。
為學生點出需要注意的問題,讓學生課后自己完成
四、小結(jié)歸納、(1)數(shù)形結(jié)合的思想
(2)函數(shù)零點個數(shù)問題或方程根的個數(shù)問題最終轉(zhuǎn)化為平行與x軸的直線與函數(shù)圖象的交點個數(shù)問題。
設(shè)計意圖:總結(jié)本節(jié)課的知識重點,理清知識脈絡(luò),使學生在整體對本節(jié)課有全面的認識。
五、作業(yè)
學案:
第二篇:函數(shù)零點教學設(shè)計
一、【教案背景】
1、課題:函數(shù)的零點
2、教材版本:蘇教版數(shù)學必修
(一)第二章2.5.1函數(shù)的零點
3、課時:1課時
二、【教學分析】 教材內(nèi)容分析:
本節(jié)課的主要內(nèi)容有函數(shù)零點的概念、函數(shù)零點存在性判定。
函數(shù)的零點,是中學數(shù)學的一個重要概念,從函數(shù)值與自變量對應的角度看,就是使函數(shù)值為0的實數(shù)x;從方程的角度看,即為相應方程f(x)=0的實數(shù)根,從函數(shù)的圖形表示看,函數(shù)的零點就是函數(shù)f(x)與x軸交點的橫坐標.函數(shù)是中學數(shù)學的核心概念,核心的根本原因之一在于函數(shù)與其他知識具有廣泛的聯(lián)系性,而函數(shù)的零點就是其中的一個鏈結(jié)點,它從不同的角度,將數(shù)與形,函數(shù)與方程有機的聯(lián)系在一起。
本節(jié)是函數(shù)應用的第一課,因此教學時應當站在函數(shù)應用的高度,從函數(shù)與其他知識的聯(lián)系的角度來引入較為適宜。教學目標:
1、知識與技能
(1)能利用二次函數(shù)的圖象與判別式的符號,判斷一元二次方程根的存在性及根的個數(shù)。
(2)了解函數(shù)零點與相應方程的根的聯(lián)系,掌握零點存在的判定條件。
2、過程與方法
(1)通過觀察例題的圖象,發(fā)現(xiàn)函數(shù)在區(qū)間端點上的函數(shù)值之積的特點,找到連續(xù)函數(shù)在某個區(qū)間上存在零點的判斷方法。
(2)滲透算法思想,運用算法解決問題,為后面系統(tǒng)學習算法做準備。
3、情感、態(tài)度與價值觀
在函數(shù)與方程的聯(lián)系中體驗數(shù)學中的轉(zhuǎn)化思想的意義和價值,培養(yǎng)學生在函數(shù)與方程的聯(lián)系中體驗數(shù)形結(jié)合思想和轉(zhuǎn)化思想的意義和價值,發(fā)展學生對變量數(shù)學的認識,體會函數(shù)知識的核心作用.體驗數(shù)學內(nèi)在美,激發(fā)學習熱情,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和科學精神。教學重點: 零點的概念及零點存在性判定。
教學難點: 探究判斷函數(shù)的零點個數(shù)和所在區(qū)間的方法。教學方法:
問題是課堂教學的靈魂,以問題為主線貫穿始終;以學生為主體,以教師為主導,以能力發(fā)展為目標,精心設(shè)計引導性問題,從學生的認識規(guī)律出發(fā)進行啟發(fā)式教學,利用課件,動畫等引導學生對問題的思考,運用學生自主學習、小組合作探究的教學方式。
三、【教學過程】
(一)、問題情境
(1)畫出二次函數(shù)的圖象,并寫出圖象與x軸交點的橫坐標。
說明:通過學生熟悉的二次函數(shù)圖象入手,讓學生體會二次函數(shù)圖象與x軸交點的數(shù)值與方程根的對應關(guān)系,方程的實數(shù)根就是的函數(shù)值為0時自變量x的值,建立初步的數(shù)形結(jié)合數(shù)學思想。(課件展示函數(shù)圖象)
(2)畫出二次函數(shù)、與的圖象,并寫出圖象與x軸交點的橫坐標。
說明:通過兩小題讓學生認識到當二次函數(shù)的圖象在x軸上方時,與之對應的方程無解,當二次函數(shù)的圖象恰好與x軸相交時,與之對應的方程有相等的實數(shù)根,建立初步的函數(shù)與方程數(shù)學思想。
提出二次函數(shù)零點的概念(我們把使二次函數(shù)的值為0的實數(shù)x稱為二次函數(shù)的零點)。
(二)、合作探究
探究二次函數(shù)的零點、二次函數(shù)的圖象與一元二次方程的實數(shù)根之間的關(guān)系?
Δ>0 Δ=0 Δ<0
方程根的的圖象的零點
說明:小組合作探究,由學生回答,教師對答案給予鼓勵性的評價。通過完成以上問題,讓學生體會從具體到一般函數(shù)圖象與x軸交點與相應方程根的關(guān)系。如果學生有困難,教師可作一下點撥,結(jié)合二次函數(shù)的圖象,推廣到一般函數(shù)零點的定義。板書課題:函數(shù)的零點
(三)、意義建構(gòu)
函數(shù)的零點概念:我們把使函數(shù)的值為0的實數(shù)稱為函數(shù)的零點(zeropoint)。
注:(1)零點不是點。
等價關(guān)系
函數(shù)y=f(x)的零點
方程f(x)=0實數(shù)根(數(shù))
函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交點的橫坐標(形)
有了上述的關(guān)系,就可用函數(shù)的觀點看待方程,方程的根即函數(shù)的零點,可以把解方程的問題互化為思考函數(shù)圖象與x軸的交點問題。這正是函數(shù)與方程思想的基礎(chǔ)。
說明:通過對概念的陳述,讓學生了解函數(shù)零點的概念及性質(zhì),對函數(shù)零點的概念有了完整的認識,達到質(zhì)的飛躍。
(四)、數(shù)學運用
例1:求下列函數(shù)的零點,并畫出下列函數(shù)的簡圖。①
② ③ ④
⑤
(師用展示臺展示學生的作圖,指出優(yōu)缺點)
說明:求函數(shù)零點,體現(xiàn)函數(shù)與方程互相轉(zhuǎn)化的思想。本題的五個小題都簡單,主要考察學生零點概念的掌握情況,題目包含了我們從初中到目前已經(jīng)學過的常見函數(shù),目的讓學生通過及時練習加強對函數(shù)零點的的認識。
通過畫簡圖,了解圖象的變化形式,要注意體現(xiàn)零點性質(zhì)的應用。為下面學習根的存在條件奠定基礎(chǔ)。
例2 求證:二次函數(shù)有兩個不同的零點。
說明:可讓學生充分討論例2的解法,發(fā)展學生的發(fā)散性思維,第一,從數(shù)的角度,將函數(shù)問題轉(zhuǎn)化方程問題,體現(xiàn)“函數(shù)與方程”思想.第二,從形的角度,圖象與x軸有兩個不同的交點。幾何畫板演示畫圖象過程,引導學生觀察當函數(shù)圖象穿過x軸時,圖象就與x軸產(chǎn)生了交點,圖象穿過x軸這是一種幾何現(xiàn)象,那么如何用代數(shù)形式來描述呢?用屏幕顯示刺函數(shù)圖象,多次播放拋物線穿過x軸的畫面。板書證明過程
證明:設(shè),則 f(1)=-2<0。
因為它的圖象是一條開口向上的拋物線(不間斷),這表明此圖象一定穿過x軸,所以函數(shù)的圖象與x軸有兩個不同的交點。因此,二次函數(shù)有兩個不同的零點。
從上面的解答知道,此函數(shù)有兩個零點是。
問題(1)你能說明此函數(shù)在哪個區(qū)間[a,b]上存在零點()嗎? 問題(2)如何判斷一個函數(shù)在區(qū)間(a,b)上是否存在零點?
讓學生自己思考、發(fā)言得到的結(jié)論,教師整理后得到函數(shù)零點的存在性判定。
如果函數(shù)在區(qū)間上的圖象是一條不間斷的曲線,且,則函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點。
教師給出這個結(jié)論,組織學生對下面問題進行討論。通過討論認識問題的本質(zhì),升華對零點存在性判定的理解。
(1)若f(a)·f(b)<0,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)上就存在零點嗎?
(2)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),且f(a)·f(b)<0,則f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)會是只有一個零點么?
(3)若函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù),且f(a)·f(b)>0,則f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)就一定沒有零點么?
(4)在什么條件下,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)上可存在唯一零點?
(5)如果是二次函數(shù)y=f(x)的零點,且,那么f(a)·f(b)<0一定成立嗎?
為了幫助大家更好體會該結(jié)論,我們把它設(shè)計成流程圖。
說明:設(shè)置成流程圖,既直觀、清晰,又為學生將來學習算法奠定基礎(chǔ)。算法的特殊表示符號,學生不知道,師生共同完成即可。
例3.求證:函數(shù)在區(qū)間(-2,-1)上存在零點.
說明: 學生完成過程中,教師巡視,展臺展示優(yōu)秀作品及步驟有問題者,達到糾正錯誤及解題規(guī)范化。
(五)、歸納總結(jié)
說明:這個環(huán)節(jié),學生主動總結(jié)本節(jié)課學到的知識,將本節(jié)課所講的知識點系統(tǒng)整理,為后面的函數(shù)零點的應用奠定基礎(chǔ)。
(六)、反饋練習
(1)函數(shù)f(x)=2x2-5x+2的零點是
;
(2)二次函數(shù)y=2x2+px+15的一個零點是-3,則另一個零點是
;(3)若函數(shù)f(x)=x2-2ax+a沒有零點,則實數(shù)a的取值范圍;
(4)已知函數(shù)f(x)的圖象是不間斷的,有如下的x,f(x)對應值表:
那么函數(shù)在區(qū)間[1,6]上的零點至少有
個;(5)在二次函數(shù)中,ac<0,則其零點的個數(shù)為
;
說明:本環(huán)節(jié)用時5分鐘,考完后小組互換,立即批改.發(fā)現(xiàn)問題立即糾正,再通過課后作業(yè)加以鞏固.對做的好的及時給予表揚。
(七)、作業(yè)布置
1、完成蘇教版必修1第76頁練習1、2。
2、①有2個零點;②3個零點;③4個零點.四、【板書設(shè)計】
屏幕
函數(shù)的零點
一、函數(shù)零點的定義:我們把使函數(shù)的值為0的實數(shù)稱為函數(shù)的零點(零點不是點).二、方程的根與函數(shù)零點之間的等價關(guān)系
函數(shù)y=f(x)有零點
方程f(x)=0有實數(shù)根(數(shù))
函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸有交點(形)零點存在性判定
例1
例2
五、【教學反思】
前蘇聯(lián)數(shù)學家斯托利亞說過:“積極的教學應是數(shù)學活動(思維活動)的教學,而不是數(shù)學活動的結(jié)束—數(shù)學知識的教學。”反思“函數(shù)的零點”的課堂教學,本人覺得類似這樣的數(shù)學概念、原理的教學,教學設(shè)計應特別重視“過程性”,教學過程應特別強調(diào)“參與性”,要讓學生“參與”到教學過程中去.唯有學生的過程參與,才能較好地激發(fā)其主動性,確立其主體地位.吸引學生“參與”,關(guān)鍵招數(shù)之一是對教材進行“問題化”處理,用問題去引領(lǐng)學生探究。學生“參與”到教學過程中來,就是要參與知識建構(gòu)、參與思維訓練、參與方法提煉。
本課中,圍繞教學目標知識生成的過程,設(shè)計了若干問題,以問題為中心,以學生為主體,讓他們親身經(jīng)歷,體驗函數(shù)的零點知識的建構(gòu)過程,函數(shù)零點存在性結(jié)論的探求,體現(xiàn)了本節(jié)課設(shè)計的基本理念:過程性、問題性和主體性。
第三篇:導數(shù)的概念教學設(shè)計
《導數(shù)的概念》教學設(shè)計
1.教學目標
(1)知識與技能目標:掌握導數(shù)的概念,并能夠利用導數(shù)的定義計算導數(shù).(2)過程與方法目標:通過引入導數(shù)的概念這一過程,讓學生掌握從具體到抽象,特殊到一般的思維方法;領(lǐng)悟極限思想;提高類比歸納、抽象概括的思維能力.
(3)情感、態(tài)度與價值觀目標:
通過合作與交流,讓學生感受探索的樂趣與成功的喜悅,體會數(shù)學的理性與嚴謹,激發(fā)學生對數(shù)學知識的熱愛,養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度.
2.教學重、難點
重點:導數(shù)的定義和利用定義如何計算導數(shù). 難點:對導數(shù)概念的理解.
3.教學方法
1.教法:引導式教學法
在提出問題的背景下,給學生創(chuàng)設(shè)自主探究、合作交流的空間,指導學生類比探究形成導數(shù)概念的形成.
2.教學手段:多媒體輔助教學
4.教學過程
(一)情境引入
導數(shù)的概念和其它的數(shù)學概念一樣是源于人類的實踐。導數(shù)的思想最初是由法國數(shù)學家費馬(Fermat)為研究極值問題而引入的,但導數(shù)作為微積分的最主要的概念,卻是英國數(shù)學家牛頓(Newton)和德國數(shù)學家萊布尼茲(Leibniz)在研究力學與幾何學的過程中建立起來的。
17世紀數(shù)學家遇到的三類問題:
一是光的反射問題。光的反射和折射在17世紀是一個十分盛行的研究課題,早在公元1世紀,古希臘數(shù)學家海倫(Heron)就已經(jīng)證明了光的反射定律:光射向平面時,入射角等于反射角。海倫還將該定律推廣到圓弧的情形,此時,入射光與反射光與圓弧的切線所成角相等。那么,對于其他曲線,光又如何反射呢?這就需要確定曲線的切線。
CBCBAA
圖 1 光在平面上的反射 圖 2 光在球面上的反射
二是曲線運動的速度問題。對于直線運動,速度方向與位移方向相同或相反,但如何確定曲線運動的速度方向呢?這就需要確定曲線的切線。
三是曲線的交角問題。曲線的交角是一個古老的難題。自古希臘以來,人們對圓弧和直線構(gòu)成的角——牛頭角(圖3中AB弧與AC構(gòu)成的角)和弓形角(圖4中AB與ACB弧所構(gòu)成的角)即有過很多爭議。17世紀數(shù)學家遇到的更一般的問題是:如何求兩條相交曲線
所構(gòu)成的角呢?這就需要確定曲線在交點處的切線。(二)探索新知
問題1 已知:勻加速直線運動方程為:s(t)?v0t?刻(t0?[0,T])的瞬時速度。
問題解決:設(shè)t為t0的鄰近時刻,則落體在時間段[t0,t](或[t,t0])上的平均速度為
12at,t?[0,T],求:物體在t0時2v?若t?t0時平均速度的極限存在,則極限
s(t)?s(t0)
t?t0v?limt?t0s(t)?s(t0)
t?t0為質(zhì)點在時刻t0的瞬時速度。
問題2已知:曲線y?f(x)上點M(x0,y0),求:M點處切線的斜率。
下面給出切線的一般定義;設(shè)曲線C及曲線C上的一點M,如圖,在M外C上另外取一點N,作割線MN,當N沿著C趨近點M時,如果割線MN繞點M旋轉(zhuǎn)而趨于極限位置MT,直線MT就稱為曲線C在點M處的切線。
問題解決:取在C上M附近一點N(x,y),于是割線PQ的斜率為
tan??y?y0f(x)?f(x0)(?為割線MN的傾角)?x?x0x?x0當x?x0時,若上式極限存在,則極限
k?tan??為點M處的切線的斜率。
導數(shù)的定義
定義
設(shè)函數(shù)y?f(x)在x0的某鄰域內(nèi)有定義,若極限limx?x0f(x)?fx(0)(?為割線MT的傾角)limx?x0x?x0f(x)?f(x0)存在,則稱函數(shù)
x?x0
f在點x0處可導,并稱該極限為f在點x0處的導數(shù),記作f'(x0)。
即 f'(x0)?(2)
也可記作y?x?x,of(x)?fx(0)
limx?x0x?x0dydx,x?xodf(x)。若上述極限不存在,則稱f在點x0處不可導。
dxx?xof在x0處可導的等價定義:
設(shè)x?x0??x,?y?f(x0??x)?f(x0),若x?x0則等價于?x?0,如果 函數(shù)f在點x0處可導,可等價表達成為以下幾種形式:
f'(x0)?limx?x0?yf(x)?f(x0)
?f'(x0)?lim?x?0?xx?x0?f'(x0)?lim?x?0f(x0??x)?f(x0)
?x單側(cè)導數(shù)的概念
在函數(shù)分段點處或區(qū)間端點等處,不得不考慮單側(cè)導數(shù):
定義
設(shè)函數(shù)y?f(x)在點x0的某右鄰域(x0,x0??)上有定義,若右極限
?x?0lim?f(x0??x)?f(x0)?y?lim?(0??x??)?x?x?0?x存在,則稱該極限為f在點x0的右導數(shù),記作f?'(x0)。
?左導數(shù)
f?'(x0)?yli?m。?x?0?x左、右導數(shù)統(tǒng)稱為單側(cè)導數(shù)。
導數(shù)與左、右導數(shù)的關(guān)系:若函數(shù)y?f(x)在點x0的某鄰域內(nèi)有定義,則f'(x0)存在?f?'(x0),f?'(x0)都存在,且f?'(x0)=f?'(x0)。
(三)知識鞏固
2例題1 求f(x)?x在點x?1處的導數(shù),并求曲線在點(1,1)處的切線方程。
解:由定義可得:
?yf(1??x)?f(1)(1??x)2?1f'(1)?lim?lim?lim
?x?0?x?x?0?x?0?x?x2?x??x2?lim?lim(2??x)?2 ?x?0?x?0?x附注:在解決切線問題時,要熟悉導數(shù)的定義,并能通過導數(shù)的幾何意義來解決一般問題
例題2設(shè)函數(shù)f(x)為偶函數(shù),f?(0)存在,證明:f?(0)?0。
證
'f(x)?f(?x)?f(?x)?f(??x)
f(0??x)?f(0)f(?x)?f(0)?lim ?x?0?x?xf(??x)?f(0)f[0?(??x)]?f(0)??lim??f?(0)
?x?0?x??x 又f(0)?lim ?x?0 ?lim?x?0?f?(0)?0
附注:需要注意公式f'(x0)?limx?x0f(x)?f(x0)的靈活運用,它可以變化成其他的形式。
x?x0例3 證明函數(shù)f(x)?|x|在x?0處不可導。
證明
x?0lim?f(x)?f(0)xf(x)?f(0)?x?lim?1lim?lim??1,???x?0x?0x?0x?0xx?0x?limx?0f(x)?f(0)極限不存在。
x?0故f(x)?|x|在x?0處不可導。
附注:判斷一個函數(shù)在某點處是否可導,只需要考慮該點處的左右導數(shù)是否相等即可。
(四)應用提高 求曲線y?x在點(-1,-1)處的切線方程為(A)x?2A.y=2x+1 B.y=2x-1 C.y=-2x-3 D.y=-2x-2
(五)小結(jié)
本節(jié)課主要學習導數(shù)的基本概念,在經(jīng)歷探究導數(shù)概念的過程中,讓學生感受導數(shù)的形成,并對導數(shù)的幾何意義有較深刻的認識。
本節(jié)課中所用數(shù)學思想方法:逼近、類比、特殊到一般。
(六)作業(yè)布置
1.已知f'(1)?2012,計算:
f(1??x)?f(1)f(1??x)?f(1)(2)lim
?x?0?x?0?x??xf(1)?f(1??x)f(1?2?x)?f(1)(3)lim(4)lim
?x?0?x?04?x?x(1)lim2.計算函數(shù)f(x)??2x?3在點(1,1)處切線的方程。2
第四篇:常用函數(shù)的導數(shù)教學設(shè)計
幾個常用函數(shù)的導數(shù)教學設(shè)計
一、課題引入
情境一:我們知道,導數(shù)的幾何意義是曲線在某一點處的切線斜率,物理意義是運動物體在某一時刻的瞬時速度.那么,對于函數(shù)y?f(x),如何求它的導數(shù)呢? 問題1:導數(shù)是用什么來定義的?(平均變化率的極限)
問題2:平均變化率的極限如何計算?(求增量,求比值,取極限)
問題3:以上求導數(shù)的過程用起來是否方便?我們有沒有必要歸結(jié)一下公式便于以后的運算? 情境二:
1.利用定義求出函數(shù)①y?c的導數(shù)
2.若y?c表示速度關(guān)于時間的函數(shù),則y??0可以如何解釋?如何描述物體的運動狀態(tài)? 我們知道,導數(shù)的幾何意義是曲線在某一點處的切線斜率,物理意義是運動物體在某一時刻的瞬時速度.那么,對于函數(shù)y?f(x),如何求它的導數(shù)呢?
由導數(shù)定義本身,給出了求導數(shù)的最基本的方法,但這種方法在運算上很麻煩,有時甚至很困難,為了能夠較快地求出某些函數(shù)的導數(shù),從這一節(jié)課開始我們將研究比較簡捷的求導數(shù)的方法,下面我們先求幾個常用的函數(shù)的導數(shù). 二.新課講授
1.函數(shù)y?f(x)?c的導數(shù) 知識點
根據(jù)導數(shù)定義,因為?yf(x??x)?f(x)c?c???0 ?x?x?x?y?lim0?0 所以y??lim?x?0?x?x?0y??0表示函數(shù)y?c圖像(圖1.2-1)上每一點處的切線的斜率都為0.若y?c表示路程關(guān)于時間的函數(shù),則y??0可以解釋為某物體的瞬時速度始終為0,即物體一直處于靜止狀態(tài). 2.函數(shù)y?f(x)?x的導數(shù)
?yf(x??x)?f(x)x??x?x???1 因為?x?x?x?y?lim1?1 所以y??lim?x?0?x?x?0y??1表示函數(shù)y?x圖像(圖1.2-2)上每一點處的切線的斜率都為1.若y?x表示路程關(guān)于時間的函數(shù),則y??1可以解釋為某物體做瞬時速度為1的勻速運動. 練習:在同一直角坐標系中,分別畫出函數(shù)y?2x,y?3x,y?4x的圖象,求出它們的導數(shù)。
(1)從圖象上看,它們的導數(shù)分別表示什么?(2)這三個函數(shù),哪一個增加得最快,哪一個增加的最慢?(3)函數(shù)y?kx?k?0?增(減)的快慢與什么有關(guān)?
3.函數(shù)y?f(x)?x2的導數(shù)
?yf(x??x)?f(x)(x??x)2?x2??因為 ?x?x?xx2?2x?x?(?x)2?x2??2x??x
?x所以y??lim?y?lim(2x??x)?2x
?x?0?x?x?0y??2x表示函數(shù)y?x2圖像(圖1.2-3)上點(x,y)處的切線的斜率都為2x,說明隨著x的變化,切線的斜率也在變化.另一方面,從導數(shù)作為函數(shù)在一點的瞬時變化率來看,表明:當x?0時,隨著x的增加,函數(shù)y?x2減少得越來越慢;當x?0時,隨著x的增加,函數(shù)y?x2增加得越來越快.若y?x表示路程關(guān)于時間的函數(shù),則y??2x可以解釋為某物體做變速運動,它在時刻x的瞬時速度為2x. 4.函數(shù)y?f(x)?21的導數(shù) x11??yf(x??x)?f(x)x??xx因為 ???x?x?x?x?(x??x)1??2
x(x??x)?xx?x??x?y11?lim(?2)??2
?x?0?x?x?0x?x??xx1練習作出函數(shù)y?的圖象,根據(jù)圖象,描述它的變化情況,并求出其在點(1,1)處的切x所以y??lim線方程
5.函數(shù)y?f?x??x的導數(shù)
x??x?x
?x因為?yf(x??x)?f?x????x?x
=?x??x?x?xx??x?x1x??x?x ???x??x?x??
=所以y??lim?y11 ?lim??x?0?x?x?0x??x?x2xnn?16.推廣:若f?x??x?n?Q?,則f?(x)?nx
練習求下列函數(shù)的導數(shù)
(1)y?x3(2)y?1 x2(3)y?三.例題講解 3x(4)y?x2x
3例1.曲線y?x上哪一點的切線與直線y?3x?1平行?
解:設(shè)點P(x0,y0)為所求,則 它的切線斜率為k?3,∵f?(x)?3x,∴3x0?3,x0??1,∴P(1,1)或P(?1,?1).
例2.證明:曲線xy?1上的任何一點P(x0,y0)(x0?0)的切線與兩坐標軸圍成的三角形面積是一個常數(shù). 解:由xy?1,得y?∴y??()???221,x1x1,x2
∴k?f?(x0)??1,2x0過點P(x0,y0)的切線方程為
y?y0??1(x?x0),2x02,x0令x?0得y?令y?0得x?2x0,∴過P(x0,y0)的切線與兩坐標軸圍成的三角形面積
S?12??2x0?2是一個常數(shù). 2x0四.課時小結(jié)
C??0,xn
五、作業(yè) ????nx?n?Q? n?
1六、板書設(shè)計
七、教學反思
第五篇:案例 零點定理的教學設(shè)計
過程與方法是這樣體現(xiàn)的!
一、開放的情境更易于引導學生做數(shù)學
根據(jù)高中學生的認知水平,開發(fā)利用教材的探索性內(nèi)涵,創(chuàng)造性地使用教材,設(shè)計了能啟發(fā)學生思維的“溫度連續(xù)變化”情境,引導學生得出本節(jié)課的重要結(jié)論:零點附近兩側(cè)的圖象特征及代數(shù)特征(函數(shù)值異號)。這一片段的課堂教學實錄如下:
問題1 圖1是某地從0點到12點的氣溫變化圖,假設(shè)氣溫是連續(xù)變化的,請將圖形補充成完整的函數(shù)圖象。這段時間內(nèi),是否一定有某時刻的氣溫為0度?為什么?
師:在補充圖象的時候請考慮:圖象與x軸是否一定相交。師:有哪位同學得到與x軸不相交的圖象嗎?(所有同學都搖頭表示不能畫出)師:困難在哪?為什么畫不出?
生丁:因為氣溫的變化連續(xù)不斷,而且有兩個已知的溫度是一正一負。師:很好,因為這兩個原因使得圖象與x軸一定相交。那么,交點可能會在哪兒?
生眾:0到12之間。
師:氣溫變化圖其實也是一個函數(shù)的圖象,它與x軸的交點就是函數(shù)的零點,這樣我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了函數(shù)存在零點的一種判斷方法。
師:函數(shù)存在零點的關(guān)鍵是什么?
生眾:函數(shù)圖象是連續(xù)不斷的;一個點在x軸下方,一個點在x軸上方。
從上述過程可見,通過 “問答”式這種形式引導學生進行探究,實踐證明效果較好。但對高中學生來說,數(shù)學學習是一個充滿價值判斷的過程,最有效的是有引導又不受干擾的思考,屬于學生自己的獨立思考。美國數(shù)學家哈爾莫斯指出:“學習數(shù)學的唯一方法是做數(shù)學”,我們認為:讓學生以研究者的身份通過動手做來解決這一問題,先做后說,也許效果會更好。鑒于此,我們對這一教學片段重新進行了設(shè)計,把如下的修改問題作為學生深度思考的一個源題:
問題2 圖1是某地從0點到12點的氣溫變化圖,假設(shè)氣溫是連續(xù)變化的,請用二種不同的方法將圖形補充成完整的函數(shù)圖象。這段時間內(nèi),是否一定有某時刻的氣溫為0度?為什么?
在課外活動中將印有這個題目的紙張發(fā)給學生,要求學生通過研究設(shè)計出二種不同的連結(jié)方法。
上述的圖形連接問題起點低,直觀性強,簡單而內(nèi)涵豐富,且結(jié)論開放,符合高中學生喜歡動手的特點,適合不同層次學生進行探究。并在動態(tài)生成中很自然地“更新”了學習方式:讓學生從“聽”數(shù)學的學習方式,改變成在教師的指導下“做”數(shù)學,研究數(shù)學。
二、“預設(shè)”與“生成”結(jié)合的課堂更精彩
原問題給學生一個圖,學生會用最方便直接的方法進行連接(一條直線段),在轉(zhuǎn)換了情境問題后,一次就給學生二個相同的圖形,要求進行不同的連接,設(shè)計第二個圖的連接有的學生會面臨困難,教師適時提示:“請大家再試著畫畫看”,“獨立思考幾分鐘”,以更好地激發(fā)學生的探究欲,在嘗試畫圖和反復的思索中,—種、兩種、三種??沒有預設(shè)的連接方法接踵而至,學生在畫圖過程中,不拘一格大膽思考,使課堂出現(xiàn)“生成”的精彩。學生是聰明的,無窮的遐想和個性化理解給不同的學生帶來了不同的收獲(下面僅列舉一部分成果,課堂上用實物投影展示)。
1.讓學生在表述結(jié)果中進行數(shù)學交流
教師先從連接線的幾何和數(shù)量特性著手,引領(lǐng)學生進行課堂交流。學生畫出的圖形是五花八門的:
(1)用線段連接(如圖2、3等)。
(2)用曲線段連接,學生給出了很多連接方法,如圖4、5、6、7等都是學生給出的。
學生畫出的圖形為課堂教學提供了豐富的資源,其中包括在區(qū)間(a,b)內(nèi)有單一零點的函數(shù)是單調(diào)的、不單調(diào)的、有多個交點的等。而且也還有因為沒有注意到條件要求而畫錯的圖形(如圖5),這有利于糾正部分學生對函數(shù)概念理解的偏差。
實踐證明,每一個學生都希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者和探索者。學生從這一問題的研究出發(fā),放飛想象,上述這道教師眼里簡單的畫圖題,僅僅在幾分鐘里,學生通過觀察、猜想、嘗試,就探索出了這么多種不同的畫法,有助于加深對本節(jié)課所學知識的理解,為后續(xù)學習積累大量的素材,逐步學會思考。
2.課堂研究中的動態(tài)生成是靈動的教學資源
構(gòu)建動態(tài)生成的課堂必須把學生置于教學的出發(fā)點和核心地位,讓學生充分地開展自主學習,課堂才能煥發(fā)出勃勃生機,呈現(xiàn)出一道優(yōu)美、流動的風景線,才能使課堂真正為學生的發(fā)展服務(wù)。在課堂上要及時合理地捕捉學生研究得到的動態(tài)生成,讓它多一些真實的美麗,多一些有效的精彩。
(1)學生畫出的圖形,蘊含著豐富的教學資源。從圖象與x軸交點(即零點)的個數(shù)看,可以構(gòu)造出任意有限個零點的連接圖。那么,是否存在有無限個零點的連接圖?有的學生經(jīng)過思考后提出:將線段設(shè)置為與x軸重合,如圖8,其圖象是不間斷的,顯然該函數(shù)的零點為一個區(qū)間,有無限多個。
給學生幾分鐘的思考時間,給學生“靈機一動”、“茅塞頓開”的機會,就可能出現(xiàn)“柳暗花明”“出人意料”的結(jié)果,進而極大地激發(fā)學生的探究欲望,并充分享受發(fā)現(xiàn)的喜悅。
(2)從這些圖形零點附近圖象的代數(shù)特征看,可分成四種情形:函數(shù)值異號(+-;-+);函數(shù)值同號(++;--),這樣可把學生引向本節(jié)課的重要結(jié)論的研究。
(3)前面學生研究出的連接圖,還可用來協(xié)助解決二節(jié)觀摩課中提出的一系列問題,加深學生對本課內(nèi)容的理解,如:
問題1 若問題2 若,函數(shù),函數(shù)
在區(qū)間在區(qū)間
上一定沒有零點嗎? 上只有一個零點嗎? 內(nèi)有且只有一個零點? 問題3 能否增加條件,使得函數(shù)在區(qū)間是否一定有f(a)f(b)<0? 問題4 若在區(qū)間[a,b]上圖象連續(xù)不斷的函數(shù)f(x)在[a,b]上有一個零點,問題5 若在區(qū)間[a,b]上圖象連續(xù)不斷的函數(shù)f(x)滿足f(a)f(b)<0,則函數(shù)f(x)在(a,b)上零點個數(shù)一定是有限個嗎? 老師在教學中的做法是:(在《幾何畫板》直接展示函數(shù)的圖象,不給出函數(shù)解析式,如圖9。引導學生改變區(qū)間的端點,通過觀察,驗證問題1、2。
師:所以零點存在性定理可以判斷當條件滿足時,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)一定有零點,但不能確定零點的個數(shù)。
師:能否增加條件,使得函數(shù)在區(qū)間生眾:單調(diào)性。
師:具體說,可以增加這樣的條件:函數(shù)在區(qū)間這里我們利用圖7就能回答這幾個問題。
這樣的生成,讓平淡的課堂變得趣味無窮,讓平常的課堂情節(jié)變得迭宕起伏,不僅將學生在畫圖過程中動態(tài)生成的信息轉(zhuǎn)化為有效的教學資源,并在動態(tài)中促
內(nèi)為單調(diào)函數(shù)。
內(nèi)有且只有一個零點? 使學習內(nèi)容不斷生成,知識不斷建構(gòu)并得到內(nèi)化,使數(shù)學教學成為激情與智慧綜合的生成過程的課堂教學。
古今中外凡有重大成就的人,在其攀登科學高峰的征途中,都會給思考留有一定時間。據(jù)說愛因斯坦狹義相對論的建立,經(jīng)過了“十年的沉思”。他說:“學習知識要善于思考、思考、再思考,我就是靠這個學習方法成為科學家的。”許多教師在課堂教學中,由于沒有抓住教學內(nèi)容的核心,往往堆積了大量細枝末節(jié)問題,教師講得多,給學生思考的時間少,甚至不給學生思考機會,導致學生思維能力得不到培養(yǎng)。因此,教學設(shè)計時應給學生預留更多的思考時間和空間。學習的效果最終取決于學生是否真正參與到學習活動中,是否積極主動地思考。如果學生能學會思考和研究,這比什么目標都有意義。
(浙江省衢州市教研室 李世杰)
(摘錄自人民教育出版社網(wǎng)站:精彩的生成來自學生的自主研究)