定积分的概念讲课稿
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本文部分内容来自网络整理,本司不为其真实性负责,如有异议或侵权请及时联系,本司将立即删除!== 本文为word格式,下载后可方便编辑和修改! ==定积分说课篇一:定积分的概念说课稿定积分的概念说课稿xxxx各位专家:大家好!我今天说课的题目是定积分的概念。
下面我从课程标准、教材分析、教学目标、教法学法、教学过程、板书设计六方面谈一下自己的理解和认识。
一、说课程标准根据专科学校高等数学课程要求,结合我校学生实际,对定积分的概念这节课提出三点要求:1、让学生认识到学习定积分的重要性。
2、了解定积分的定义和几何意义。
3、使学生建立变量的思想。
二、说教材1、定积分的概念的地位、作用及前后联系定积分定义是从曲边梯形的面积及变速直线运动的路程引出的,抓住其数量关系上的共同本质与特征加以概括,就可以抽象出定积分的概念,进而给出可积的条件及定积分的几何意义.正确理解定积分的概念及几何意义有助于进一步讨论定积分的性质与计算方法。
2、知识结构定积分的经典背景是曲边梯形的面积,而定积分的定义是一种特定的极限模式,它分为任意分割区间、任意在各区间内取点、做和式、取极限四步,简称“四步构造法”。
3、重点、难点、关键重点是定积分的概念,难点是利用定义计算定积分,关键是理解定积分定义的“四步构造法”及定积分的几何意义。
三、说教学目标1、知识目标:理解定积分的定义与几何意义,掌握可积的条件,会用定义与几何意义求简单函数的定积分。
2、能力目标:培养学生的抽象思维能力,探索能力和高等数学语言表达能力。
3、情感、态度目标:培养学生勇于探索新知的科学态度,克服畏难心理。
四、说教法学法定积分的定义既抽象又难懂,为了克服学生学习中的畏难心理,我在教学中设计了由曲边梯形的面积引出定积分的定义的如下探索方案:教法:引导探究法与讲解法1、曲边梯形→ 若干窄曲边梯形→ 若干窄矩形。
2、曲边梯形的面积可近似用若干窄矩形的面积和来近似。
3、取和式的极限,引出定积分的定义。
定积分的概念一、教学目标:知识与技能:1.了解“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法.2.会求曲边梯形的面积和汽车行驶的路程.过程与方法:通过对曲边梯形面积问题的求解及变速直线运动路程的运算,体会“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法.情感、态度与价值:让学生探索、发现数学知识和掌握数学知识的内在规律的过程中不,不断获得成功积累愉快的体验,不断增进学习数学的兴趣,同时还通过探索这一活动培养学生善于和他人合作的精神.二、教学重点、难点重点:求曲边梯形的面积和汽车行驶的路程.难点:了解“以直代曲”、“以不变代变”的思想方法.三、教学模式与教法、学法教学模式:本课采用“探究——发现”教学模式.教师的教法:利用多媒体辅助教学,突出活动的组织设计与方法的引导.“抓三线”,即(一)知识技能线(二)过程与方法线(三)能力线.“抓两点”,即一抓学生情感和思维的兴奋点,二抓知识的切入点.学法:突出探究、发现与交流.四、教学过程(一)温故知新任何一个平面图形都有面积,其中矩形、正方形、三角形、平行四边形、梯形等平面多边形的面积,可以利用相关公式进行计算.如图所示的平面图形,是由直线x=a,x=b(a≠b),y=0和曲线y=f(x)所围成的,称之为曲边梯形,如何计算这个曲边梯形的面积呢?(二)探索新知探究点一 求曲边梯形的面积 思考1 如何计算下列两图形的面积?答 ①直接利用梯形面积公式求解.②转化为三角形和梯形求解.问题 如图,如何求由抛物线y =x 2与直线x =1,y =0所围成的平面图形的面积S? 思考2 图中的图形与我们熟悉的“直边图形”有什么区别?思考3 能否将求曲边梯形的面积问题转化为求“直边图形”的面积问题?(归纳主要步骤)答 (如图)可以通过把区间[0,1]分成许多小区间,将曲边梯形拆分为一些小曲边梯形,对每个小曲边梯形“以直代曲”,即用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积,得到每个小曲边梯形面积的近似值,对这些近似值进行求和,就得到曲边梯形面积的近似值,随着拆分越来越细,近似程度会越来越好. S n =∑ni =1S i ≈∑ni =1(i -1n )2·Δx =∑n i =1(i -1n )2·1n (i =1,2,…,n )=0·1n +(1n )2·1n +…+(n -1n )2·1n=1n 3[12+22+…+(n -1)2]=13(1-1n )(1-12n ). ∴S =lim n →∞S n =lim n →∞ 13(1-1n )(1-12n )=13.求曲边梯形的面积可以通过分割、近似代替、求和、取极限四个步骤完成.思考4 在“近似代替”中,如果认为函数f (x )=x 2在区间[i -1n ,i n ](i =1,2,…,n )上的值近似地等于右端点in 处的函数值f (i n ),用这种方法能求出S 的值吗?若能求出,这个值也是13吗?取任意ξi ∈[i -1n ,i n ]处的函数值f (ξi )作为近似值,情况又怎样?其原理是什么?答 以上方法都能求出S =13.我们解决此类问题的原理是“近似代替”和“以直代曲”,在极限状态下,小曲边梯形可以看做小矩形.例1 求由直线x =0,x =1,y =0和曲线y =x 2所围成的图形的面积.过各分点作x 轴的垂线,把曲边梯形分成n 个小曲边梯形,它们的面积分别记作ΔS 1,ΔS 2,…,ΔS n . (2)近似代替在区间[i -1n ,i n ](i =1,2,…,n )上,以i -1n 的函数值⎝⎛⎭⎫i -1n 2作为高,小区间的长度Δx =1n 作为底边的小矩形的面积作为第i 个小曲边梯形的面积,即ΔS i ≈(i -1n )2·1n .(3)求和曲边梯形的面积近似值为S =∑n i =1S i ≈∑n i =1(i -1n )2·1n =0·1n +(1n )2·1n +(2n )2·1n +…+(n -1n )2·1n =1n 3[12+22+…+(n -1)2]=13(1-1n )(1-12n). (4)取极限 曲边梯形的面积为 S =lim n →∞ 13(1-1n )(1-12n )=13. 反思与感悟 求曲边梯形的思想及步骤:(1)思想:以直代曲、逼近;(2)步骤:分割→近似代替→求和→取极限;(3)关键:近似代替;(4)结果:分割越细,面积越精确. 跟踪训练1 求由抛物线y =x 2与直线y =4所围成的曲边梯形的面积.解 ∵y =x 2为偶函数,图象关于y 轴对称,∴所求曲边梯形的面积应为抛物线y =x 2(x ≥0)与直线x =0,y =4所围图形面积S 阴影的2倍,下面求S 阴影.由⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2x ≥0y =4,得交点为(2,4),如图所示,先求由直线x =0,x =2,y =0和曲线y =x 2围成的曲边梯形的面积.(1)分割将区间[0,2] n 等分,则Δx =2n , 取ξi =2i -1n. (2)近似代替求和 S n =∑ni =12i -1n ]2·2n =8n 3[12+22+32+…+(n -1)2]=83(1-1n )(1-12n). (3)取极限S =lim n →∞S n =lim n →∞ 83(1-1n )(1-12n )=83. ∴所求平面图形的面积为S 阴影=2×4-83=163.∴2S 阴影=323,即抛物线y =x 2与直线y =4所围成的图形面积为323。
定积分的概念教材分析《定积分的概念》从曲边梯形的面积及变速直线运动的共同特征概括出定积分的概念,它是学生学习定积分的基础,为学习定积分的应用作好铺垫.因此这节课有承前启后的作用,是本章的重点内容之一.本节课的重点是:理解并掌握定积分的概念、定积分的几何意义.理解定积分的概念是难点.主要是这种“以曲代直”“逼近”的思想方法在学生的头脑中并没有与之相联系的认知结构,只有将头脑中原有的认知结构加以改组和顺应,在几节课内达到深刻理解这种思想方法是难点所在.课时分配1课时.教学目标知识与技能目标通过求曲边梯形的面积和变速直线运动的路程,了解定积分的背景;能用定积分的定义求简单的定积分;理解掌握定积分的几何意义;借助于几何直观的基本思想,理解定积分的概念.过程与方法目标培养学生的逻辑思维能力和创新意识.情感、态度与价值观激发学生主动探索学习的精神.重点难点重点:定积分的概念、定积分的几何意义.难点:定积分概念的理解.教学过程引入新课提出问题:回忆前面曲边梯形的面积、变速运动的路程等问题的解决方法与步骤.活动成果:分割→近似代替→求和→取极限活动设计:将以下问题及其解决步骤通过多媒体投影到屏幕上.物体做变速直线运动,速度函数为v =v(t),求它在a ≤t ≤b 内的位移s.步骤如下: (1)分割:用分点a =t 0<t 1<t 2<…<t n =b 将时间区间[a ,b]等分成n 个小区间[t i -1,t i ](i =1,2,…,n),其中第i 个时间区间的长度为Δt =t i -t i -1,物体在此时间段内经过的路程为Δs i .(2)近似代替:当Δt 很小时,在[t i -1,t i ]上任取一点ξi ,以v(ξi )来代替[t i -1,t i ]上各时刻的速度,则Δs i ≈v(ξi )·Δt i .(3)求和:s =1nii S=∆∑≈∑i =1nv (ξi )Δt.(4)取极限:Δt →0时,上式右端的和式作为s 近似值的误差会趋于0,因此s =0lim t ∆→∑i =1nv(ξi )Δt.探究新知提出问题1:请同学们对求曲边梯形的面积和变速运动的路程两个实例的四个步骤对比分析,找出共同点.活动设计:先让学生独立思考,再分小组讨论、交流.活动成果:1.二者都通过四个步骤——分割、近似代替、求和、取极限来解决问题; 2.解决这两个问题的思想方法是相同的,都采用了“逼近”的思想.总结:类似的问题都可以通过这种方法来解决,而且最终结果都可以归结为这种类型的和式的极限.提出问题2:你能不能类似地将在区间[a ,b]上连续的问题函数f(x)的最终结果归结为这种类型的和式的极限.活动设计:学生先独立思考,必要时允许学生合作、讨论、交流.学情预测:开始学生的回答可能不全面、不准确,但在教师的不断补充、纠正下,会趋于完善.活动成果:师生共同概括出定积分的概念: 一般地,设函数f(x)在区间[a ,b]上连续,用分点 a =x 0<x 1<x 2<…<x i -1<x i <…<x n =b将区间[a ,b]等分成n 个小区间,在每个小区间[x i -1,x i ]上任取一点ξi (i =1,2,…,n),作和式:∑i =1n f (ξi )Δx =∑i =1nb -an f(ξi ),当n →∞时,上述和式无限接近某个常数,那么称该常数为函数f(x)在区间[a ,b]上的定积分.记为⎠⎛ab f(x)dx ,即⎠⎛ab f(x)dx =lim n →∞∑ni =1b -an f(ξi ), 其中f(x)称为被积函数,x 叫做积分变量,[a ,b]叫做积分区间,b 叫做积分上限,a 叫做积分下限,f(x)dx 叫做被积式.教师补充以下几点:(1)定积分⎠⎛a b f(x)dx 是一个常数;(2)定积分⎠⎛ab f(x)dx 是一种特定形式的和式∑i =1nb -a n f(ξi )的极限,即⎠⎛a b f(x)dx 表示当n →∞时,和式∑i =1n b -a n f(ξi )所趋向的定值;(3)对区间[a ,b]的分割是任意的,只要保证每一小区间的长度都趋向于0就可以了;(4)考虑到定义的一般性,ξi 是第i 个小区间上任意取定的点,但在解决实际问题或计算定积分时,可以把ξi 都取为每个小区间的左端点(或都取为右端点),以便得出结果.设计意图通过上述操作、思考问题使学生建立起对定积分的初步、直观的认识,并训练和培养学生的抽象概括能力.提出问题3:你能说说定积分的几何意义吗?活动设计:学生独立解决,必要时,教师指导、提示.学情预测:如果学生回答此问题有困难,可提示学生回顾求曲边梯形面积的例子. 活动成果:结合课本本节图1.57总结定积分⎠⎛ab f(x)dx(f(x)≥0)的几何意义:如果在区间[a ,b]上函数f(x)连续且恒有f(x)≥0,那么定积分⎠⎛ab f(x)dx 表示由直线x =a ,x =b(a ≠b),y =0和曲线y =f(x)所围成的曲边梯形的面积.提出问题4:思考课本本节的探究问题. 活动设计:学生独立思考,并给出答案.活动成果:通过对定积分几何意义的理解,学生不难考虑到如何用定积分表示位于x 轴上方的两条曲线y =f 1(x),y =f 2(x)与直线x =a ,x =b 围成的平面图形面积.由于图中用虚线给出了辅助线,学生易得到阴影部分的面积为S =⎠⎛a b f 1(x)dx -⎠⎛ab f 2(x)dx.教师引导学生根据定积分的定义,可以得出定积分的如下性质:性质1:⎠⎛a b kf(x)dx =k ⎠⎛ab f(x)dx(k 为常数);性质2:⎠⎛a b [f 1(x)±f 2(x)]dx =⎠⎛a b f 1(x)dx±⎠⎛ab f 2(x)dx ;性质3:⎠⎛ab f(x)dx =⎠⎛ac f(x)dx +⎠⎛cb f(x)dx(其中a<c<b).提出问题5:性质1等式两边的两个定积分上、下限和被积函数分别是什么? 活动设计:以提问的形式让学生直接作答.提出问题6:你能从定积分的几何意义解释性质3吗? 活动设计:学生思考、交流、探索解决问题.学情预测:若学生解决问题有困难,教师可辅助学生用图象的方法帮助学生从几何直观上感知性质3的成立.活动成果:教师指出性质3为定积分对积分区间的可加性,它对把区间[a ,b]分成有限个(两个以上)小区间的情形也成立.给出以上3个性质,便于我们计算定积分.理解新知1.用定义求定积分的一般方法是:①分割:n 等分区间[a ,b];②近似代替:取点ξi ∈[x i -1,x i ];③求和:∑i =1nb -an f(ξi );④取极限:⎠⎛ab f(x)dx =lim n →∞∑i =1nb -an f(ξi ). 2.一般情况下,定积分∫b a f(x)dx 的几何意义是介于x 轴、函数f(x)的图形以及直线x =a ,x =b 之间各部分面积的代数和,在x 轴上方的面积取正号,在x 轴下方的面积取负号.即∫b a f(x)dx =x 轴上方面积-x 轴下方的面积.运用新知例1利用定积分的定义,计算定积分∫10x 3dx 的值.解:令f(x)=x 3. (1)分割在区间[0,1]上等间隔地插入n -1个点,将区间[0,1]等分成n 个小区间[i -1n ,in](i =1,2,…,n),每个小区间的长度为Δx =i n -i -1n =1n.(2)近似代替、求和取ξi =i n (i =1,2,…,n),则∫10x 3dx ≈S n =∑i =1n (i n )3·1n =1n 4∑i =1n i 3=1n 4·n 2(n +1)24=14(1+1n)2.(3)取极限∫10x 3dx =lim n →∞S n =lim n →∞ 14(1+1n )2=14. 例2根据定积分的几何意义推出下列定积分的值.(1)∫10xdx ;(2)∫R 0R 2-x 2dx.思路分析:如果在区间[a ,b]上函数f(x)连续且恒有f(x)≥0,那么定积分∫b a f(x)dx 表示由直线x =a ,x =b(a ≠b),y =0和曲线y =f(x)所围成的曲边梯形的面积.(1)中的定积分的值即为由直线x =0,x =1,y =0和y =x 所围成的图形的面积;(2)中的定积分的值为由直线x =0,x =R ,y =0和曲线y =R 2-x 2所围成的图形的面积.解:(1)由图象可知,由直线x =0,x =1,y =0和y =x 所围成的图形为一个直角三角形,两条直角边边长均为1,则面积为12×1×1=12,所以∫10xdx =12. (2)由图象可知,由直线x =0,x =R ,y =0和曲线y =R 2-x 2所围成的图形面积即为圆x 2+y 2=R 2面积的14,则面积为14πR 2,所以∫R 0R 2-x 2dx =14πR 2. 变练演编例 计算定积分∫20x 3dx 的值,并从几何上解释这个值表示什么? 解:计算定积分∫20x 3dx 的值:(1)分割在区间[0,2]上等间隔地插入n -1个点,将区间[0,2]等分成n 个小区间[2(i -1)n ,2i n ](i =1,2,…,n),每个小区间的长度为Δx =2i n -2(i -1)n =2n.(2)近似代替、求和取ξi =2in(i =1,2,…,n),则∫20x 3dx ≈S n =∑i =1n(2i n )3·2n =16n 4∑i =1n i 3=16n 4·n 2(n +1)24=4(1+1n)2. (3)取极限∫20x 3dx =lim n →∞S n =lim n →∞4(1+1n )2=4. 由定积分的几何意义,可知这个值表示由直线y =0,x =0,x =2和曲线y =x 3所围成的图形的面积.活动设计:学生在理解例1和例2的基础上,独立完成此例练习. 设计意图设置本题意在让学生进一步理解定积分的定义和其几何意义,训练学生思维的灵活性. 达标检测1. lim n →∞ 1n [cos πn +cos 2πn +…+cos (n -1)πn +cos nπn ]写成定积分的形式,可记为( )A .∫π0cosxdx B.1π∫π0cosxdxC .∫10cosxdxD .∫π0cosx xdx 2.用定积分表示由曲线y =x 3和直线y =x 所围成的图形面积. 3.当f(x)≥0时,定积分∫b a f(x)dx 的几何意义是__________; 当f(x)≤0时,定积分∫b a f(x)dx 的几何意义是__________. 4.根据定积分的几何意义,求∫2-24-x 2dx 的值. 答案:1.B 2.∫10(x -x 3)dx.3.由直线x =a ,x =b(a ≠b),y =0和曲线y =f(x)所围成的曲边梯形的面积 由直线x =a ,x =b(a ≠b),y =0和曲线y =f(x)所围成的曲边梯形的面积的相反数4.2π.课堂小结1.知识收获:(1)定积分的概念;(2)定义法求简单的定积分;(3)定积分的几何意义. 2.方法收获:联想、归纳、总结的思想方法. 3.思维收获:从特殊到一般.。
定积分说课稿《定积分的概念》说课稿湖北大学数学系吴正艳课程性质:本内容选自《高等数学》,《高等数学》是高等院校工科类和经管类专业的必修公共基础课。
我将从教学内容分析、学情分析、教学方法、教学过程和板书设计谈谈自己的理解和认识。
一、教学内容分析1.教学内容的地位和作用:本节课选自同济版《高等数学》第五章第一节《定积分的概念与性质》,在此之前学生已学习了导数,不定积分等知识,这为本章的学习打下了基础。
“定积分的概念”是学生学习积分的必由之路,其“分割,近似,求和,取极限”的思想是本节课的精髓,这一思想的理解直接关系到应用定积分思想解决现实问题的能力。
定积分在几何、物理、工程技术、经济学等诸多领域都有广泛应用。
2.教学目标:(1)知识目标:掌握定积分的概念和几何意义。
(2)能力目标:理解“分割,近似,求和,取极限”的思想方法,培养学生的逻辑思维能力和进行知识迁移的能力。
(3)思想目标:激发学习热情,强化参与意识,培养严谨的学习态度。
3.教学重难点:定积分是新的知识点,需要用新的思维方式来学习,第一次接触难免有困难。
定积分的性质在证明时依赖于定积分的概念,所以概念是关键点,而概念是通过曲边梯形的面积引入的,因此,我将重难点确立为:重点:理解定积分的概念和思想。
难点:掌握“以直代曲”和“渐进逼近”的思想形成过程。
解决办法:案例引入概念,以问题驱动,淡化理论,借助多媒体,结合图形教学,遵循循序渐进的认知规律。
二、学情分析因刚进入大学不久,学生对大学的学习生活还在适应中,学生数学基础参差不齐,整体对数学的理解力有待提高,排斥过多的理论知识,但对新概念新内容有强烈的求知欲。
三、教学方法1.传统的教学方法与多媒体相结合,取长补短。
设计意图:求曲边梯形面积时,用多媒体演示成倍增加小矩形的个数时,小矩形的面积和越来越接近曲边梯形的面积的极限过程,这有利于抽象问题具体化;具体推导过程用黑板展示有利于学生按节奏思考和理解。