第一章 第5节 定积分的概念

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名称 第一章 第5节 定积分的概念
格式 rar
文件大小 147.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2009-08-05 11:35:00

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课件17张PPT。1.5 定积分的概念1.5.1 曲边梯形的面积问题提出1.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.2.如果函数y=f(x)在某个区间I上的图象是一条连续不断的曲线,则称函数f(x)为区间I上的连续函数. 3.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是一个需要探讨的课题.曲边梯形
的面积探究(一):三角形面积的算法 思考1:设△ABC的底边AB=a,AB边上的高CD=h,将CD分成n等分,过每个分点按如图所示作n-1个矩形,则从下到上各矩形的长分别为多少?宽为多少?第i个矩形的长为 ,
每个矩形的宽为 . 思考2:这n-1个矩形的面积之和Sn-1等于多少?思考3:随着n的增大,Sn-1与△ABC的面积愈接近,当n趋向于无穷大时,Sn-1的极限为多少?由此可得什么结论?结论:三角形的面积等于各矩形面积之和的极限. 探究(二):曲边梯形面积的算法 思考1:由抛物线y=x2与直线x=1, y=0所围成的平面图形是什么?它与我们熟悉的平面多边形的主要区别是什么? 直线x=0,x=1,y=0和曲线y=x2所围成的曲边梯形.多边形的每条边都是直线段,上图中有一边是曲线段.思考2:设想用极限逼近思想求上面图形的面积,在该曲边梯形内作若干个小矩形,具体如何操作?? 将区间[0,1]分成n等分,按如图所示作n-1个矩形.思考3:上述n-1个矩形,从左到右各矩形的高分别为多少?宽为多少? 第i个矩形的高为 ,
每个矩形的宽为 . 思考4:利用公式
计算,这n-1个小矩形的面积之和Sn-1等于多少?思考5:如何利用各小矩形的面积之和求曲边梯形的面积S?所得的结果是什么? 思考6:上述用极限逼近思想求曲边梯形面积的过程有哪几个基本步骤? 分割→近似代替→求和→取极限. 思考7:若按如图所示作小矩形,那么这些小矩形的面积之和的极限等于曲边梯形的面积吗? 思考8:若分别以区间
内任意一点对应的函数值为高作矩形,那么这些小矩形的面积之和的极限等于曲边梯形的面积吗? 相等理论迁移 例 求直线x=0,x=3,y=0和曲线y=-x2+2x+3所围成的曲边梯形的面积. 小结作业 2.求曲边梯形的面积的基本思路是:把曲边梯形分割成n个小曲边梯形→用小矩形近似替代小曲边梯形→求各小矩形的面积之和→求各小矩形面积之和的极限. 1.用极限逼近原理求曲边梯形的面积,是一种“以直代曲”的思想,它体现了对立统一,量变与质变的辨证关系. 3. 上述求曲边梯形面积的方法有一定的局限性,如果用一般方法不能求出各小矩形的面积之和,则得不到曲边梯形的面积.作业:
P42 练习.课件15张PPT。1.5.2 汽车行驶的路程 问题提出 1.用极限逼近思想求曲边梯形面积的基本步骤是什么?, 分割→近似代替→求和→取极限. 2.若已知物体的运动路程s与时间t的函数关系:s=f(t),如何求物体在某时刻t0的瞬时速度? v=f ′(t0) 3.若已知物体的运动速度v与时间t的函数关系:v=f(t),那么f ′(t0)的含义是什么?如何求物体在某时段内经过的路程呢? f ′(t0)表示加速度汽车行驶的路程探究(一):汽车行驶的路程 思考1:汽车以速度v作匀速直线运动,经过时间t所行驶的路程为多少?如果汽车作变速直线运动,那么在相同时间内所行驶的路程相等吗? s=vt 不相等思考2:已知汽车作变速直线运动,在时刻t(单位:h)的速度为v(t)=-t2+2 (单位:km/h),为了计算汽车在0≤t≤1时段内行驶的路程,将区间[0,1]等分成n个小区间,那么各个小区间对应的时段分别是什么? 思考3:当n很大时,在每个小区间上,由于v(t)的变化很小,可以认为汽车近似于以左端点时刻对应的速度作匀速直线运动,那么汽车在上述各时段内行驶的路程的近似值分别为多少?思考4:汽车在0≤t≤1时段内行驶的路程的近似值如何计算?其结果是什么?思考5:利用极限逼近思想,汽车在0≤t≤1时段内行驶的路程为多少?思考6:若汽车在时刻t的速度为v(t)=t2+2,那么汽车在0≤t≤1时段内行驶的路程为多少?探究(二):汽车行驶路程的拓展探究 思考1:在每个小区间上,如果认为汽车近似于以右端点时刻对应的速度作匀速直线运动,那么汽车在前述各时段内行驶的路程的近似值分别为多少?思考2:汽车在0≤t≤1时段内行驶的路程如何计算?其结果是什么? 思考3:由直线t=0,t=1,v=0和曲线v=-t2+2围成一个曲边梯形,那么图中各小矩形的面积有什么物理意义?汽车在各时段内行驶的路程的近似值.思考4:汽车在0≤t≤1时段内行驶的路程,在数值上与这个曲边梯形的面积有什么关系? 相等 理论迁移 例 一辆汽车作变速直线运动,在时
刻t(单位:h)的速度为v(t)= (单位:km/h),求汽车在1≤t≤2时段内行驶的路程. s=3小结作业 1.求变速直线运动的物体在某时段内所走过的路程,可以用“以匀代变”和“极限逼近”的数学思想求解,其操作步骤仍然是:分割→近似代替→求和→取极限. 2.在平面直角坐标系中,若横轴表示时间,纵轴表示速度,那么求变速直线运动的物体在某时段内所走过的路程,可转化为求曲边梯形的面积,二者对立统一. 作业:
P45练习:2 .课件16张PPT。1.5.3 定积分的概念 问题提出 1.求曲边梯形的面积和求变速直线运动的路程,都可以通过“四步曲”解决,这四个步骤是什么?其中哪个步骤是难点? 分割→近似代替→求和→取极限. 2.求曲边梯形的面积与求变速直线运动的路程是两类不同的问题,但它们有共同的解决途径,我们可以此为基点,构建一个新的数学理论,使得这些问题归结为某个数学问题来解决,并应用于更多的研究领域.定积分的概念探究(一):定积分的有关概念与表示 思考1:对于由直线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S,可以归结为一个什么形式的和的极限? 思考2:对于做变速直线运动的物体,若速度函数为v=v(t),则物体在a≤t≤b时段内行驶的路程s,可以归结为一个什么形式的和的极限?思考3:一般地,如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,用分点
a=x0<x1<x2<…<xi<…<xn=b将区间[a,b]等分成n个小区间,在每个小区间[xi-1,xi](i=1,2,…,n)上任取一
点 作和式 ,那么
当n→∞时,Sn的极限是否一定存在?一定存在思考4:数学上,把 叫做函数f(x)在区间[a,b]上的定积分,
记作 ,即
其中a与b分别叫做积分下限与积分上限,区间[a,b]叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f(x)dx叫做被积式.那么定积分 , ,

分别等于什么?
被积函数,积分上、下限. 思考5:定积分 的值由哪些要素所确定?探究(二):定积分的几何意义与性质 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. 思考1:如果函数f(x)在区间[a,b]上连续,且f(x)≥0,那么定积分
的几何意义是什么? 思考2:下列两图中阴影部分的面积用定积分分别怎样表示?思考3:根据定积分的定义或几何意义,你认为 (k为常数),

(其中a<c<b)分别等于什么? (1)(2)(3)思考4:定积分 的值等于多
少?它有什么实际意义? 它表示半径为r的圆的面积.理论迁移 例1 利用定积分定义,计算 . 例2 计算. 例2 计算 .小结作业1.定积分是一个特定形式和的极限,其几何意义是曲边梯形的面积,定积分的值由被积函数,积分上限和下限所确定. 2.在实际问题中,定积分可以表示面积、体积、路程、功等等,求定积分的值目前有定义法和几何法两种,有时利用定积分的性质进行计算,能简化解题过程. 作业:
P48 练习题.
P50习题1.5A组:2,4.