20071108高一数学(3.2.2-2函数最值和函数拟合)
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3.2.2 最大值、最小值问题教学过程: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材料最省、时间最少、效率最高等问题,这往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V cm3.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(80-2x)cm,(60-2x)cm,(10≤x≤20).所以体积V与高x有以下函数关系V=(80-2x)(60-2x)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重要的方法,来求某些函数的最值.以实例引发思考,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,同时营造出宽松、和谐、积极主动的课堂氛围,在新旧知识的矛盾冲突中,激发起学生的探究热情.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.提出问题后,引导学生发现,所列函数的最大值是以前学习过的方法所不能解决的,由此引出新课,使学生深感继续学习新知识的必要性,为进一步的研究作好铺垫.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.问题1:如果是在开区间(a,b)上情况如何?问题2:如果[a,b]上不连续一定还成立吗?2.如图,在闭区间[a,b]上函数f(x)有哪些极植点?在闭区间[a,b]上函数f(x)的最大值、最小值分别是什么?分别在何处取得?3.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,引领学生来到新知识的生成场景中.学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.深化对概念意义的理解:极值反映函数的一种局部性质,最值则反映函数的一种整体性质.教学环节教学内容设计意图三、指导应用,鼓励创新例2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不大于20cm,设长方体的高为xcm,体积为V cm3.问x为多大时,V最大?并求这个最大值.分析:建立V与x的函数的关系后,问题相当于求x为何值时,V最小,可用本节课学习的导数法加以解决.“问起于疑,疑源于思”,思考题的研究,旨在培养学生的探究意识及创新精神,提高学生分析和解决问题的能力.例题2则让学生认识到现实生活中蕴含着大量的数学信息.四、归纳小结,反馈回授课堂小结:1.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.求闭区间上连续函数的最值的方法与步骤;3.利用导数求函数最值的关键是对可导函数使导数为零的点的判定.作业布置:P1391、2、3通过课堂小结,深化对知识理解,完善认识结构,领悟思想方法,强化情感体验,提高认识能力.课外作业有利于教师发现教学中的不足,及时调控.教学环节教学内容设计意图。
二次函数的最值与像拟合二次函数是数学中常见的一种函数形式,它的一般形式可以表示为y=ax^2+bx+c,其中a、b、c为实数且a不等于零。
在二次函数中,最值与像拟合是两个重要的概念。
本文将探讨二次函数的最值以及使用像拟合方法来分析二次函数的性质。
1. 二次函数的最值在讨论二次函数的最值之前,先来回顾一下函数最值的概念。
对于一个函数,最值即函数取到的最大值或最小值。
对于二次函数y=ax^2+bx+c来说,其最值可以通过求导数的方式来确定。
首先,对二次函数y=ax^2+bx+c求导数,得到y'=2ax+b。
令y'=0,可以解得x=-b/(2a)。
将x=-b/(2a)带入二次函数中,可以求得y的值。
这个点即为二次函数的顶点,也就是最值点。
若a>0,则二次函数开口向上,顶点为最小值点;若a<0,则二次函数开口向下,顶点为最大值点。
2. 像拟合的概念与应用像拟合是一种统计学中常用的方法,用于根据给定的数据集找到与其最为接近的函数。
在二次函数中,像拟合可以帮助我们分析数据的走势以及确定函数的性质。
假设我们有一组数据点{(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)},我们希望找到一个二次函数y=ax^2+bx+c,使得该函数与给定的数据集最为接近。
这就是像拟合的目标。
一种常用的像拟合方法是最小二乘法。
最小二乘法的原理是将数据点到拟合曲线的残差平方和最小化。
对于二次函数来说,我们可以通过求解一组方程来确定a、b、c的值,使得残差平方和最小。
像拟合可以帮助我们分析函数的性质,比如确定函数的开口方向、顶点坐标等。
通过将数据点与二次函数进行拟合,可以更好地理解数据的特点,为进一步的分析提供参考。
3. 实际应用举例二次函数的最值与像拟合在现实生活中有着广泛的应用。
以下是一些例子:- 抛物线轨道设计:在制作过山车或其他类似的游乐设施时,需要设计合适的轨道形状,以确保游客的体验尽可能平滑。