选修2-2导数与微积分教师版.doc
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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流选修2-2导数与微积分教师版选修2-2第一章1.1.1-1.1.2变化率问题和导数的概念课标要求一、知识与技能:1理解平均变化率的概念;2了解平均变化率的几何意义,会求函数在某点处附近的平均变化率;3了解导数的实际背景,理解导数的定义,知道瞬时变化率就是导数,并会用定义求函数的导数。二、过程与方法:1.体会平均变化率的思想及内涵2.通过动手计算培养学生观察、分析、比较和归纳能力,通过问题的探究体会逼近、类比、以及用已知探求未知、从特殊到一般的数学思想方法。三、情感态度与价值观:学生在从平均变化率到瞬时变化率的探索过程中,通过动手算、动脑思和集体合作讨论,
2、树立敢于战胜困难的信心,养成主动获取知识和敢于探究求新知的习惯,激发求知欲,增强合作交流意识。培养学生的爱国情操认知层次知识点识记理解应用综合知识点1平均变化率知识点2平均变化率的几何意义知识点3导数的定义目标设计目标设计1.经历从生活中的变化率问题抽象概括出函数平均变化率概念的过程,体会从特殊到一般的数学思想,体现了数学知识来源于生活,又服务于生活。2.通过函数平均变化率几何意义的教学,让学生体会数形结合的思想。3.通过例题的解析,让学生进一步理解函数平均变化率的概念。4.通过实例的分析,理解平均变化率、瞬时变化率的概念;了解平均变化率与瞬时变化率之间的关系;5.通过导数概念的形成过程,了解
3、导数概念的实际背景,体会导数的思想及内涵;6.通过观察和动手实践培养学生的分析、比较和归纳的能力,并感悟到极限思想.教学过程设计情境设计问题设计情境一大家可能都有过吹气球的回忆。在吹气球的过程中,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢?问题1:我们曾经学习过球的体积公式,对一个半径为(单位:dm)的球,其体积(单位:L)可以怎样表达?问题2:若将r表示成V的函数能得到什么关系式?问题3:当球中空气从0增加至1L时,气球半径增加多少?气球的平均膨胀率是多少?问题4:当球中空气从1L增加到2L时呢?你得到了什么结论?(此处均需要学生动手计算,教师
4、在旁巡视、监督并做出适当的指导)情境二播放郭晶晶、吴敏霞在2008年北京奥运会上跳水比赛夺冠录像片段,让学生在情景中感受速度变化,学生通过计算回答问题。问题1:设郭吴二人相对于水面的高度h(单位:m)与起跳后的时间t(单位:s) 存在函数关系h(t)=4.9t2+6.5t+10,如果用她们在某段时间内的平均速度描述其运动状态, 那么:(1)在0t0.5这段时间里,运动员的平均速度为多少?(2)在1t2这段时间里, 运动员的平均速度为多少?问题2:计算郭吴在0t这段时间里的平均速度,并思考下面的问题:(1) 她们在这段时间里是静止的吗?(2) 你认为用平均速度描述她们的运动状态有什么问题吗?问题
5、3:当郭吴起跳后的时间从t1增加到t2时,运动员的平均速度是多少?通过以上的课堂活动,是学生逐步归纳出两个情景的共性,引出函数的平均变化率的概念:一般地,函数y=f(x)中,式子称为函数f(x)从x1到x2的平均变化率。其中令,则: 。归纳概念的过程,体现了从特殊到一般的数学思想。思考:(1),的符号是怎样的?(2)平均变化率有哪些变式?(3)观察函数f(x)的图象平均变化率表示什么?(左图)情境三 学生探究:在上面的跳水比赛中,通过刚才的计算我们只能求出运动员在某一段时间内的平均速度,这个平均速度并不能很好的反映在某时刻的瞬时速度,那有没有办法求出运动员在任何一个时刻的瞬时速度呢?问题1:运
6、动员在t=2时的瞬时速度怎么求?问题2:在内的平均速度能否求出来?问题3:能否计算当=1,0.1,0.01,0.001.时在上的平均速度?当逐渐地趋近于0时你发现了什么?问题4:同学们知道了t=2时的瞬时速度的表示方法了,那么在某个时刻的瞬时速度又如何表示呢?情境四:再探究,揭示导数概念简介导数产生的历史背景. 十七世纪,力学,航海,天文等方面取得了突飞猛进的发展,这些发展对数学提出了新的要求,其中两类问题直接导致了导数的产生:一是根据物体的路程关于时间的函数求速度与加速度,二是求已知曲线的切线。导数是微积分的一部分,微积分的奠基人是牛顿和莱布尼兹,他们分别从运动学和几何学角度的来研究微积分。
7、微积分靠着解析几何的帮助,成为十七世纪最伟大的数学发现。问题1:函数在处的瞬时变化率怎样表示?在处的导数.记作(也可记为).【典例分析】例1:将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同的产品,需要对原油进行冷却和加热,如果在h时,原油的温度()为计算第2h时和第6h时原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义。教师板演当x=2时的原油温度瞬时变化率的求解过程,然后全体同学笔练求x=6时的温度瞬时变化率.【课堂练习】:1. 计算第3h时和第5h时,原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.2. 求3. 请一学生小结,其他人补充、完善,引导学生自行构建知识体系,理清知识脉络,养成良好的自主学习习惯。2.你能
8、通过以上的例题及练习指出函数求导的步骤吗? 求增量求比值取极限归纳总结:是指从0的左右两侧分别趋向于0,但永远不会等于0;若存在,则称在处可导习题设计1.计算函数f(x)=2x+1在区间3,1上的平均变化率;(知识点1,易)2.已知函数f(x)=-x2+x的图象上的一点A(-1,-2)及临近一点B(-1+x,-2+y),则= ( ) A . 3B . 3x-(x)2C . 3-(x)2D . 3-x (知识点2,易)3. 设函数,若,则a等于( ) (知识点3,中) A.2 B.-2 C.3 D.-34. 已知函数,求的值。(知识点2,中)5.已知,求的值。(知识点3,难)教学课题选修2-2第
9、一章1.1.3导数的几何意义课标要求一、知识与技能:1了解平均变化率与割线斜率之间的关系;2理解曲线的切线的概念;3通过函数的图像直观地理解导数的几何意义,并会用导数的几何意义解题;4理解导函数二、过程与方法:通过让学生在动手实践中探索、观察、反思、讨论、总结,发现问题,解决问题,达到培养学生的学习能力,思维能力,应用能力和创新能力的目的。三、情感态度与价值观:导数的几何意义能够很好地帮助理解导数的定义,达到数与形的结合;同时又是知识在几何学,物理学方面的迁移应用。培养学生学数学,用数学的意识。认知层次知识点识记理解应用综合知识点1平均变化率与割线斜率的关系知识点2曲线切线的概念知识点3导数的
10、几何意义知识点4导函数的概念目标设计1.通过作函数图像上过点的割线和切线直观感受由割线过渡到切线的变化过程2.掌握函数在某一点处的导数的几何意义,进一步理解导数的定义3.会利用导数求函数曲线上某一点的切线方程(注意在某一点处和过该点的切线方程的区别)教学过程设计情境设计问题设计情境一:如图,观察图中当沿着曲线趋近于点时,割线的变化趋势问题1:当点沿着曲线无限接近点P即x0时,割线逐渐趋近于哪个位置?这个位置有什么特点?(得出切线定义)问题2:这个切线的定义与以前我们学过的切线定义有何不同?(可引导学生从交点个数上进行分析)问题3:割线的斜率如何表达?切线PT的斜率如何表达,它们有何关系?(容易
11、知道,割线的斜率是,当点沿着曲线无限接近点P时,无限趋近于切线PT的斜率)情境二联系上节课我们所学的平均变化率和瞬时变化率,与这节课的割线斜率和切线斜率进行类比,从而发现知识间的相互关系平均变化率瞬时变化率割线的斜率切线的斜率再进一步得到导数的几何意义问题1:已知曲线上两点,求:(1)结合两点坐标,割线的斜率可表示为什么?()(2)结合,割线切线PT,则切线PT的斜率可表示为什么?()问题2:你能发现导数的几何意义吗?函数y=f(x)在x=x0处的导数等于在该点处的切线的斜率,即 情境三 典例探究(课本例2)如图3.1-3,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数,根据图像,请描述、比较曲线在、附
12、近的变化情况问题1:用图形体现,的几何意义。问题2:导数值的正负,反应该点附近的曲线有何变化趋势?问题3:运用导数的几何意义,描述在附近增(减)以及增(减)快慢的情况。变式:在附近呢?此处要求学生动脑(审题),动手(画切线),动口(同桌讨论、描述运动员的运动状态),体会利用导数的几何意义解释实际问题,渗透“数形结合”的思想方法。从中小结出:1.点附近的增减-导数的正负-过该点切线的斜率正负; 2.增减快慢-导数的绝对值大小-过该点切线的斜率大小的绝对值-曲线在该点附近的陡峭程度。情境四:随的变化,函数值也在不断变化,但一旦确定,则函数值也随之确定下来而且是唯一的,这符合了函数的定义,那么这个新
13、的函数有什么特殊的名字吗?由函数f(x)在x=x0处求导数的过程可以看到,当x=x0时, 是一个确定的数,那么,当x变化时,便是x的一个函数,我们叫它为f(x)的导函数.记作:或,即: (注:在不致发生混淆时,导函数也简称导数)【典型例题】求函数在点P处的切线方程. 问题3:你能归纳总结出求切线方程的一般步骤吗?求曲线在某点处的切线方程的基本步骤:求出P点的坐标;求出函数在点处的变化率 ,得到曲线在点的切线的斜率;利用点斜式求切线方程变式研究:若把“在处”改为“过点P”的话,结果如何?习题设计1. 已知曲线上的两点A(2,3),当时,割线AB的斜率是_,当时,割线AB的斜率是_,曲线在点A处的
14、切线方程是_。 (知识点1,易)2.曲线在点处的切线方程为( ) (知识点2,易)A B C D3函数在处的导数的几何意义是( ) (知识点3,易)A在点处的函数值 B在点处的切线与轴所夹锐角的正切值C曲线在点处的切线的斜率D点与点(0,0)连线的斜率.4.已知曲线在点P(1,4)处的切线与直线平行且距离为,则直线的方程为A 或 B C 或 D 以上都不对 (知识点3,中)5. 若,则( ) (知识点3,难)A -3 B -6 C -9 D -12 教学课题选修2-2第一章1.2.1几个常用函数的导数课标要求一、知识与技能:1能够用导数的定义求几个常用函数的导数,会利用它们解决简单的问题。2掌
15、握五个公式,理解公式的证明过程;二、过程与方法:1. 通过本节的学习,使学生掌握由定义求导数的三个步骤,推导四种常见函数、的导数公式;2.掌握并能运用这五个公式正确求函数的导数三、情感态度与价值观:1.通过本节的学习,进一步体会导数与物理知识之间的联系,提高数学的应用意识。2. 注意培养学生归纳类比的能力;认知层次知识点识记理解应用综合知识点1五个公式知识点2五个公式的推导过程知识点3利用五个公式求函数的导数目标设计1.五种常见函数的导数的求解步骤2.五种常见函数、的导数公式3. 熟练运用这五个公式正确求函数的导数教学过程设计情境设计问题设计情境一我们知道,导数的几何意义是曲线在某一点处的切线
16、斜率,物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度那么,对于函数,如何求它的导数呢?问题1:导数是用什么来定义的?(平均变化率的极限)问题2:平均变化率的极限如何计算?(求增量,求比值,取极限)问题3:以上求导数的过程用起来是否方便?我们有没有必要归结一下公式便于以后的运算?情境二1.利用定义求出函数的导数2.若表示速度关于时间的函数,则可以如何解释?如何描述物体的运动状态?问题1:函数值的增量是什么?(0)问题2:自变量的增量是多少()问题3:=?与的取值有关吗?问题4:你得到的函数的导数是什么?()与的取值有关系吗?情境三 学生探究:你能独立完成,这几个函数的导函数吗?问题1:函数的导数是什么?
17、()若是改为呢?问题2:函数的导数是什么?()若改为呢?问题3:函数的导数是什么?()若改为呢?情境四:再探究:1.以上四个函数的导数求解过程中用到的变形方法都是常见的提公因式,通分,合并同类项等初级方法,你能否还用以上方法求出函数的导数呢?2.你能否把本节课所学的五个函数的求导公式通过类比推广统一起来呢?,再往下如何化简?根据经验我们知道,应该能够把分母上的约去才行(因为取极限时,分母为0分式无意义)故要进行分子有理化具体过程如下:=推广:(1)若,则(幂函数)(2)若,则(类幂函数)函数导函数习题设计1. 给出下列命题,其中正确的命题是_(填序号) (知识点1,易)(1)任何常数的导数都为
18、零;(2)直线上任一点处的切线方程是这条直线本身;(3)双曲线上任意一点处的切线斜率都是赋值;(4)函数和函数在(上函数值增长的速度一样快.2. 已知,则( )A0 B2 C6 D9(知识点3,易)3. 在曲线上的切线的倾斜角为的点为( )(知识点3,中)A B C D4. 函数,且,则= (知识点3,难)5.已知直线与抛物线相交于A、B两点,O是坐标原点,试在抛物线的弧上求一点P,使的面积最大。(知识点3,难) 教学课题选修2-2第一章1.2.2(1)基本初等函数的导数公式及运算法则课标要求一、知识与技能:1熟练掌握基本初等函数的导数公式;2掌握导数的四则运算法则,并能利用公式求简单函数的导
19、数;二、过程与方法:1. 能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数2.能运用公式处理某些实际问题。三、情感态度与价值观:通过学习本节课,培养学生对问题的认知能力由于利用定义求函数的导数非常复杂,本节课直接给出了八个基本初等函数的导数公式表和导数的运算法则学生不用推导而直接去求一些简单函数的导数,认识事物之间的普遍联系,达到学有所用在训练中也加深了学生对学习数学的兴趣,激发学生将所学知识应用于实际的求知欲,培养浓厚的学习兴趣认知层次知识点识记理解应用综合知识点1基本初等函数的导数公式知识点2导数的四则运算法则目标设计1.熟记基本初等函数的导数公式;2.熟记并掌握导数
20、的四则运算法则;3.应用基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则解题。4.运用公式处理某些实际问题。教学过程设计情境设计问题设计情境一五种常见函数、的导数公式填写下表函数导数问题1:上一节的内容中,我们从导数的定义出发,按照求导数的哪三个步骤推导了五个常用函数yc、yx、yx2、y、y的导数公式。是不是所有的函数求导都必须按那三个步骤来求呢?问题2:我们知道,函数的导数为,以后看见这种函数就可以直接按公式去做,而不必用导数的定义了。那么其它基本初等函数的导数怎么呢?情境二你能用求导的三步骤求出正弦函数、余弦函数、指数函数、对数函数的导数吗?那些原有的变形方法还适用吗?极限会求吗?为了方便,我
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