2022年函数的最大值和最小值教案 .pdf
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1、3.8函数的最大值和最小值(第1课时)容县高中封云文科选修数学第三册(选修一)【教材分析】本节教材知识间的前后联系,以及地位与作用本节主要研究闭区间上的连续函数最大值和最小值的求法和实际应用,分两课时,这里是第一课时,它是在学生已经会求某些函数的最值,并且已经掌握了性质:“如果 f(x)是闭区间a,b上的连续函数,那么f(x)在闭区间 a,b上有最大值和最小值”,以及会求可导函数的极值之后进行学习的,学好这一节,学生将会求更多的函数的最值,运用本节知识可以解决科技、经济、社会中的一些如何使成本最低、产量最高、效益最大等实际问题这节课集中体现了数形结合、理论联系实际等重要的数学思想方法,学好本节
2、,对于进一步完善学生的知识结构,培养学生用数学的意识都具有重要的理论价值和现实价值高中阶段对用导数求可导函数在闭区间上的最值的方法不要求作严密的理论推导,这一方法完全可以由学生通过对函数图象的观察、归纳得到,所以本节教材还有一个重要的教育功能,那就是培养学生的探索精神,体验自主学习的成功愉悦.【教学目标】根据本节教材特点,结合学生已有的认知水平,制定本节如下的三维教学目标:1知识和技能目标(1)进一步明确闭区间 a,b上的连续函数 f(x),在a,b上必有最大、最小值(2)理解上述函数的最值存在的可能位置(3)掌握用导数法求上述函数的最大值与最小值的方法和步骤2过程和方法目标(1)在学习过程中
3、,观察、归纳、表述、交流、合作,最终形成认识(2)培养学生的数学能力,能够自己发现问题,分析问题并最终解决问题3情感和价值目标(1)认识事物之间的的区别和联系,体会事物的变化是有规律的唯物主义思想(2)提高学生的数学能力,培养学生的创新精神、实践能力和理性精神【教学重点、难点】1教学重点基于以上对本节教材特点和教学目标的分析,将本节课的教学重点确定为:(1)培养学生的探索精神,积累自主学习的经验;(2)会求闭区间上的连续函数的最大值和最小值2教学难点高二年级学生虽然已经具有一定的知识基础,但由于对求函数极值还不熟练,特别是对优化解题过程依据的理解会有较大的困难,所以这节课的难点是(1)发现闭区
4、间上的连续函数f(x)的最值只可能存在于极值点处或区间端点处;(2)理解方程 f(x)=0 的解,包含有指定区间内全部可能的极值点3教学关键本节课突破难点的关键是:通过合作探究的方式,让学生在运动变化的过程中通过观察、比较,发现结论【教法选择】关于教法与学法:(1)班杜拉的社会学习原理认为:观察学习是重要的学习方法这节课采用的第一个方法就是“观察、比较法”;(2)为了克服学生已有知识经验和阅历不足的弱点,采用多媒体辅助教学,设计了一个有图案的课件,让学生在函数图象的变化中观察、比较,发现数学本质;(3)根据新课标的教学理念,教学中要培养学生合作共事的团队精神,这节课还采用了“合作、讨论法”,让
5、学生共同探讨、合作学习、取长补短、形成共识【学法指导】对于求函数的最值,已经和学生共同通过观察图像的情况,发现怎样会有最大值的方法,剩下的问题就是没有图像,通过怎样的计算方法来找最值?教学设计中注意激发起学生强烈的求知欲望,使得他们能积极主动地观察、分析、归纳,以形成认识,参与到课堂活动中,充分发挥他们作为认知主体的作用【教学过程】本节课的教学,大致按照“创设情境,铺垫导入合作学习,探索新知指导应用,鼓励创新归纳小结,反馈建构”四个环节进行组织教学环节教学内容设计意图一、创设情境,铺垫导入1问题情境:在日常生活、生产和科研中,常常会遇到求什么条件下可以使成本最低、产量最大、效益最高等问题,这往
6、往可以归结为求函数的最大值与最小值如图,有一长 80cm,宽 60cm 的矩形不锈钢薄板,用此薄板折成一个长方体无盖容器,要分别过矩形四个顶点处各挖去一个全等的小正方形,按加工要求,长方体的高不小于 10cm且不大于20cm 设长方体的高为xcm,体积为 Vcm3问 x 为多大时,V 最大?并求这个最大值解:由长方体的高为xcm,可知其底面两边长分别是(802x)cm,(602x)cm,(10 x20).所以体积 V 与高 x 有以下函数关系V=(802x)(602x)x=4(40 x)(30 x)x.2引出课题:分析函数关系可以看出,以前学过的方法在这个问题中较难凑效,这节课我们将学习一种很
7、重要的方法,来求某些函数的最值以实例引入新课,有利于学生感受到数学来源于现实生活,培养学生用数学的意识,通过运用几何画板演示,增强直观性,帮助学生迅速准确地发现相关的数量关系实际问题中,在设元、列式后将这个实际问题转化为求函数在闭区间上的最值问题这时 学 生 经 思 考 后 会 发现,以前学习过的知识不能解决这一问题,从而激发起学生的学习热情文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档
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14、Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6二、合作学习,探索新知1我们知道,在闭区间 a,b上连续的函数 f(x)在a,b上必有最大值与最小值2如图为连续函数f(x)的图象:在闭区间 a,b上连续函数 f(x)的最大值、最小值分别是什么?分别在何处取得?yxOyxOyxOyxObabababa3以上分析,说明求函数 f(x)在闭区间 a,b上最值的关键是什么?归纳:设函数 f(x)在a,b上连续,在(a,b)内可导,求 f(x)在a,b上的最大值与最小值的步骤如
15、下:(1)求 f(x)在(a,b)内的极值;(2)将 f(x)的各极值与 f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值通 过 对 已 有 相 关 知识的回顾和深入分析,自然地提出问题:闭区间上的连续函数最大值和最小值在何处取得?如何能求得最大值和最小 值?以 问 题 制 造 悬念,引领着学生来到新知识的生成场景中为新知的发现奠定基础后,提出教学目标,让学生带着问题走进课堂,既明确了学习目的,又激发起学生的求知热情为 让 学 生 更 好 地 进行发现,教学中通过改变区间位置,引导学生观察同一函数在不同区间内图象上最大值最小值取得的位置,形成感性认识,进而上升到理性的高度学
16、生 在 合 作 交 流 的探究氛围中思考、质疑、倾听、表述,体验到成功的喜悦,学会学习、学会合作在整个新知形成过程中,教师的身份始终是启发者、鼓励者和指导者,以提高学生抽象概括、分析归纳及语言表述等基本的数学思维能力教学环节教学内容设计意图教学环节教学内容设计意图文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6
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23、I6Z9Q6文档编码:CX5U8D2S7H7 HE8Y5V7W10E2 ZC10J6I6Z9Q6三、指导应用,鼓励创新例 1 求函数 y=x42 x25 在区间 2,2上的最大值与最小值解:y=4 x34x,令 y=0,有 4 x34x=0,解得:x=1,0,1 当 x 变化时,y,y的变化情况如下表:x 2(-2,-1)1(-1,0)0(0,1)1(1,2)2 y000y 13 4 5 4 13 从上表可知,最大值是13,最小值是 4思考:求函数 f(x)在a,b上最值过程中,判断极值往往比较麻烦,我们有没有办法简化解题步骤?分析:在(a,b)内解方程f(x)=0,但不需要判断是否是极值点,
24、更不需要判断是极大值还是极小值设函数 f(x)在a,b上连续,在(a,b)内可导,求 f(x)在a,b上的最大值与最小值的步骤可以改为:(1)求 f(x)在(a,b)内导函数为零的点,并计算出其函数值;(2)将 f(x)的各导数值为零的点的函数值与f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值解法 2:y=4 x34x令 y=0,有 4x34x=0,解得:x=1,0,1x=1 时,y=4,x=0 时,y=5,x=1 时,y=4又 x=2 时,y=13,x=2 时,y=13所求最大值是 13,最小值是 4课堂练习:求下列函数在所给区间上的最大值与最小值:(1)y=xx3,x0
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