2019-2020年高中数学 第一章 推理与证明全套教案 北师大版选修2-2.doc

2019-2020年高中数学 第一章 推理与证明全套教案 北师大版选修2-2课时安排：一课时 课型：新授课教学目标：1、通过对已学知识的回顾，进一步体会合情推理这种基本的分析问题法，认识归纳推理的基本方法与步骤，并把它们用于对问题的发现与解决中去。2.归纳推理是从特殊到一般的推理方法，通常归纳的个体数目越多，越具有代表性，那么推广的一般性命题也会越可靠，它是一种发现一般性规律的重要方法。教学重点：了解合情推理的含义，能利用归纳进行简单的推理。教学难点：用归纳进行推理，做出猜想。教学过程：一、课堂引入：从一个或几个已知命题得出另一个新命题的思维过程称为推理。见书上的三个推理案例，回答几个推理各有什么特点？都是由“前提”和“结论”两部分组成，但是推理的结构形式上表现出不同的特点，据此可分为合情推理与演绎推理二、新课讲解：1、 蛇是用肺呼吸的，鳄鱼是用肺呼吸的，海龟是用肺呼吸的，蜥蜴是用肺呼吸的。蛇，鳄鱼，海龟，蜥蜴都是爬行动物，所有的爬行动物都是用肺呼吸的。2、 三角形的内角和是，凸四边形的内角和是，凸五边形的内角和是由此我们猜想：凸边形的内角和是3、，由此我们猜想：（均为正实数）这种由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理,或者由个别事实概栝出一般结论的推理,称为归纳推理.(简称：归纳)归纳推理的一般步骤： 对有限的资料进行观察、分析、归纳 整理； 提出带有规律性的结论，即猜想； 检验猜想。 实验，观察概括，推广猜测一般性结论三、例题讲解：例1已知数列的通项公式，试通过计算的值，推测出的值。【学生讨论：】（学生讨论结果预测如下）（1）由此猜想，学生讨论：1）哥德巴赫猜想：任何大于2的偶数可以表示为两个素数的之和。 2）三根针上有若干个金属片的问题。四、巩固练习：1、已知，经计算: ，推测当时，有_.2、已知：，。观察上述两等式的规律，请你写出一般性的命题，并证明之。3、观察（1）（2）。由以上两式成立，推广到一般结论，写出你的推论。注：归纳推理的几个特点：1.归纳是依据特殊现象推断一般现象,因而,由归纳所得的结论超越了前提所包容的范围.2.归纳是依据若干已知的、没有穷尽的现象推断尚属未知的现象,因而结论具有猜测性.3.归纳的前提是特殊的情况,因而归纳是立足于观察、经验和实验的基础之上.归纳是立足于观察、经验、实验和对有限资料分析的基础上.提出带有规律性的结论.五、 教学小结：1.归纳推理是由部分到整体，从特殊到一般的推理。通常归纳的个体数目越多，越具有代表性，那么推广的一般性命题也会越可靠，它是一种发现一般性规律的重要方法。2.归纳推理的一般步骤：1)通过观察个别情况发现某些相同的性质。2)从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般命题（猜想）。课题：类比推理教学目标：（一）知识与能力：通过对已学知识的回顾，认识类比推理这一种合情推理的基本方法，并把它用于对问题的发现中去。（二）过程与方法：类比推理是从特殊到特殊的推理，是寻找事物之间的共同或相似性质，类比的性质相似性越多，相似的性质与推测的性质之间的关系就越相关，从而类比得出的结论就越可靠。（三）情感态度与价值观：1正确认识合情推理在数学中的重要作用，养成从小开始认真观察事物、分析问题、发现事物之间的质的联系的良好个性品质，善于发现问题，探求新知识。2认识数学在日常生产生活中的重要作用，培养学生学数学，用数学，完善数学的正确数学意识。教学重点：了解合情推理的含义，能利用类比进行简单的推理。教学难点：用类比进行推理，做出猜想。教具准备：与教材内容相关的资料。课时安排：1课时教学过程：一问题情境从一个传说说起：春秋时代鲁国的公输班（后人称鲁班，被认为是木匠业的祖师）一次去林中砍树时被一株齿形的茅草割破了手，这桩倒霉事却使他发明了锯子.他的思路是这样的：茅草是齿形的；茅草能割破手. 我需要一种能割断木头的工具；它也可以是齿形的.这个推理过程是归纳推理吗？二数学活动我们再看几个类似的推理实例。例1、试根据等式的性质猜想不等式的性质。等式的性质： 猜想不等式的性质：(1) a=ba+c=b+c; (1) aba+cb+c;(2) a=b ac=bc; (2) ab acbc;(3) a=ba2=b2;等等。 (3) aba2b2;等等。问：这样猜想出的结论是否一定正确？例2、试将平面上的圆与空间的球进行类比.圆的定义：平面内到一个定点的距离等于定长的点的集合.球的定义：到一个定点的距离等于定长的点的集合.圆 球弦截面圆直径大圆周长表面积面积体积圆的性质球的性质圆心与弦(不是直径)的中点的连线垂直于弦球心与截面圆(不是大圆)的圆点的连线垂直于截面圆与圆心距离相等的两弦相等；与圆心距离不等的两弦不等，距圆心较近的弦较长与球心距离相等的两截面圆相等；与球心距离不等的两截面圆不等，距球心较近的截面圆较大圆的切线垂直于过切点的半径；经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点球的切面垂直于过切点的半径；经过球心且垂直于切面的直线必经过切点经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心经过切点且垂直于切面的直线必经过球心上述两个例子均是这种由两个（两类）对象之间在某些方面的相似或相同，推演出他们在其他方面也相似或相同；或其中一类对象的某些已知特征，推出另一类对象也具有这些特征的推理称为类比推理（简称类比） 简言之，类比推理是由特殊到特殊的推理类比推理的一般步骤： 找出两类对象之间可以确切表述的相似特征； 用一类对象的已知特征去推测另一类对象的特征，从而得出一个猜想； 检验猜想。即观察、比较联想、类推猜想新结论例3.在平面上,设ha,hb,hc是三角形ABC三条边上的高.P为三角形内任一点,P到相应三边的距离分别为pa,pb,pc,我们可以得到结论:试通过类比,写出在空间中的类似结论.巩固提高1(xx年上海)已知两个圆x2+y2=1:与x2+(y-3)2=1,则由式减去式可得上述两圆的对称轴方程.将上述命题在曲线仍然为圆的情况下加以推广,即要求得到一个更一般的命题,而已知命题应成为所推广命题的一个特例,推广的命题为-2类比平面内直角三角形的勾股定理,试给出空间中四面体性质的猜想直角三角形3个面两两垂直的四面体C903个边的长度a，b，c 2条直角边a，b和1条斜边cPDFPDEEDF90 4个面的面积S1，S2，S3和S 3个“直角面” S1，S2，S3和1个“斜面” S3（xx，北京）定义“等和数列”：在一个数列中，如果每一项与它的后一项的和都为同一个常数，那么这个数列叫做等和数列，这个常数叫做该数列的公和。 已知数列是等和数列，且，公和为5，那么的值为_，这个数列的前n项和的计算公式为_ 1类比推理是从特殊到特殊的推理，是寻找事物之间的共同或相似性质。类比的性质相似性越多，相似的性质与推测的性质之间的关系就越相关，从而类比得出的结论就越可靠。2 类比推理的一般步骤：找出两类事物之间的相似性或者一致性。用一类事物的性质去推测另一类事物的性质，得出一个明确的命题（猜想）不等式证明一（比较法）比较法是证明不等式的一种最重要最基本的方法。比较法分为：作差法和作商法一、作差法：若a，bR，则： ab0ab；ab0ab；ab0ab它的三个步骤：作差变形判断符号（与零的大小）结论. 作差法是当要证的不等式两边为代数和形式时，通过作差把定量比较左右的大小转化为定性判定左右的符号，从而降低了问题的难度。作差是化归，变形是手段，变形的过程是因式分解（和差化积）或配方，把差式变形为若干因子的乘积或若干个完全平方的和，进而判定其符号，得出结论.例1、求证：x2 + 3 3x 证：(x2 + 3) - 3x = ， x2 + 3 3x例2：已知a, b, m都是正数，并且a b，求证： 证： ，a,b,m都是正数，并且a 0 , b - a 0 即： 变式：若a b，结果会怎样？若没有“a a2b3 + a3b2 证：(a5 + b5 ) - (a2b3 + a3b2) = ( a5 - a3b2) + (b5 - a2b3 ) = a3 (a2 - b2 ) - b3 (a2 - b2) = (a2 - b2 ) (a3 - b3)= (a + b)(a - b)2(a2 + ab + b2)a, b都是正数，a + b, a2 + ab + b2 0，又a b，(a - b)2 0 (a + b)(a - b)2(a2 + ab + b2) 0，即：a5 + b5 a2b3 + a3b2例4：甲乙两人同时同地沿同一路线走到同一地点，甲有一半时间以速度m行走，另一半时间以速度n行走；有一半路程乙以速度m行走，另一半路程以速度n行走，如果m n，问：甲乙谁先到达指定地点？解：设从出发地到指定地点的路程为S，甲乙两人走完全程所需时间分别是t1, t2，则： 可得：S, m, n都是正数，且m n，t1 - t2 0 即：t1 0，b0，则：1ab；1ab；1ab它的三个步骤：作商变形判断与1的大小结论.作商法是当不等式两边为正的乘积形式时，通过作商把其转化为证明左/右与1的大小。例5、设a, b R+，求证：证：先证不等式左中：由于要比较的两式呈幂的结构，故结合函数的单调性，故可采用作商比较法证明.作商： ，由指数函数的性质当a = b时， 当a b 0时，当b a 0时， 即（中右请自己证明，题可改为a, b R+，求证：）作业补充题：1.已知,求证：2求证：3.已知求证：4.已知cab0，求证.5.已知a、b、c、d都是正数，且bcad，求证.不等式证明二（综合法）一、 综合法：从已知条件出发，利用定义、公理、定理、某些已经证明过的不等式及不等式的性质经过一系列的推理、论证等而推导出所要证明的不等式，这个证明方法叫综合法。（也叫顺推证法或由因导果法）例1、已知a, b, c是不全相等的正数，求证：a(b2 + c2) + b(c2 + a2) + c(a2 + b2) 6abc分析：不等式左边含有“a2+b2”的形式，我们可以运用基本不等式：a2+b22ab;还可以这样思考：不等式左边出现有三次因式：a2b,b2c,c2a,ab2,bc2,ca2的“和”，右边有三正数a,b,c的“积”，我们可以运用重要不等式：a3+b3+c33abc. 证：b2 + c2 2bc , a 0 , a(b2 + c2) 2abc 同理：b(c2 + a2) 2abc , c(a2 + b2) 2abc a(b2 + c2) + b(c2 + a2) + c(a2 + b2) 6abc 当且仅当b=c,c=a,a=b时取等号，而a, b, c是不全相等的正数 三式不同时取等号，三式相加得 a(b2 + c2) + b(c2 + a2) + c(a2 + b2) 6abc本例证法可称为三合一法，当要证的不等式关于字母具有对称形式时，我们常可把其看成是由若干个结构相同但所含字母较少的不等式相加或相乘而得，我们只要先把减了元的较简单的不等式证出，即可完成原不等式的证明。例2、a , b, cR, 求证：123证：1、法一：, , 两式相乘即得。 法二：左边 3 + 2 + 2 + 2 = 92、 两式相乘即得3、由上题：，即：例3、已知a，b，c都是正数，且a，b，c成等比数列，求证：证明：左右=2（ab+bcac），a，b，c成等比数列，又a，b，c都是正数，所以，说明：此题在证明过程中运用了比较法、基本不等式、等比中项性质，体现了综合法证明不等式的特点例4、制造一个容积为V（定值）的圆柱形容器，试分别就容器有盖及无盖两种情况，求：怎样选取底半径与高的比，使用料最省？分析：根据1题中不等式左右的结构特征，考虑运用“基本不等式”来证明.对于2题，抓住容积为定值，建立面积目标函数，求解最值，是本题的思路.解：设容器底半径为r,高为h,则V=r2h,h=.(1)当容器有盖时，所需用料的面积：S=2r2+2rh=2r2+=2r2+3当且仅当2r2=,即r=,h=2r,取“=”号.故时用料最省.（2）当容器无盖时，所需用料面积：S=r2+2rh=r2+=r2+3当且仅当r2=,r=,h=r.即r=h时用料最省.作业补充题：1、设a, b, c R，1求证：2求证：3若a + b = 1, 求证：2、设a0,b0,c0且a+b+c=1,求证：8abc(1-a)(1-b)(1-c).3、设a,b,c为一个不等边三角形的三边，求证：abc(b+c-a)(a+b-c)(c+a-b).4、已知a, bR+，求证：5、设a0, b0，且a + b = 1，求证：不等式证明三（分析法）当用综合法不易发现解题途径时，我们可以从求证的不等式出发，逐步分析寻求使这个不等式成立的充分条件，直至所需条件为已知条件或一个明显成立的事实，从而得出要证的不等式成立，这种执果所因的思考和证明方法叫做分析法。使用分析法证明时，要注意表述的规范性，当问题比较复杂时，通常把分析法和综合法结合使用，以分析法寻求证明的思路，而用综合法进行表述，完成证明过程。例1、求证：证：分析法： 综合表述： 21 25 只需证明： 展开得： 即： 即： 21 0，y 0，证明不等式：证一：（分析法）所证不等式即： 即： 即： 只需证： 成立 证二：（综合法） x 0，y 0， 例3、已知：a + b + c = 0，求证：ab + bc + ca 0证一：（综合法）a + b + c = 0 (a + b + c)2 = 0 展开得： ab + bc + ca 0证二：（分析法）要证ab + bc + ca 0 a + b + c = 0 故只需证 ab + bc + ca (a + b + c)2 即证： 即： （显然）原式成立证三：a + b + c = 0 - c = a + b ab + bc + ca = ab + (a + b)c = ab - (a + b)2 = -a2 -b2 -ab = 例4、已知，求证：，并求等号成立的条件。分析：不等式右边是常数，能否用平均值定理？应当可以。（找条件一正、二定、三相等） 如何把左边变形为和的形式？多项式的除法或配凑！左=（看到了希望！） = （已知） 当时，由解出当时等号成立。例5、a0,b0,且a +b =1,求证:2.证明: 2 (a +)+(b +)+24 1 ab +1 ab +1aba0,b0,且a +b =1,ab()2=成立，故 2.作业补充题1.求证:.2、若a,b0,2ca+b,求证: (1)c2ab ；（2）c -a c +3、求证:a,b,cR+,求证: 4、设a, b, c是的ABC三边，S是三角形的面积，求证：5、已知0 q 0，且x + y 2，则和中至少有一个小于2。反设2，2 x, y 0，可得x + y 2 与x + y 2矛盾，原式成立例2、已知a + b + c 0，ab + bc + ca 0，abc 0，求证：a, b, c 0 证：（1）设a 0, bc 0, 则b + c = -a 0 ab + bc + ca = a(b + c) + bc 0矛盾， 必有a 0 同理可证：b 0, c 0例3、设0 a, b, c , (1 - b)c , (1 - c)a ,则三式相乘： (1 - a)b(1 - b)c(1 - c)a 又0 a, b, c B，我们可以适当的找一个中间量C作为媒介，证明AC且CB,从而得到AB.我们把这种把B放大到C(或把A缩小到C)的方法称为放缩法.放缩是一种重要的变形手段,但是放缩的对象以及放缩的尺度不易掌握,技巧性较强,这关系到证明的成败,往往需要根据具体的题目经过多次的探索和试验才能成功,因此必须多练. 比较常用的方法时把分母或分子适当放大或缩小（减去或加上一个正数）使不等式简化易证。例4、若a, b, c, dR+，求证：证：记m = a, b, c, dR+ 1 m 2 时，求证： 证：n 2 ， n 2时, 例6、求证： 证：思考：若把不等式的右边改成或，你可以证明吗？例7、 求证：证：|a+b|a|+|b|a|+|b|-|a+b|0,作业补充题1、设0 a, b, c 0, y 0, ，求证：a b5、证明：6、 证明：lg9lg11 b c, 则课题：数学归纳法及其应用举例【教学目标】1 使学生了解归纳法, 理解数学归纳的原理与实质2 掌握数学归纳法证题的两个步骤；会用“数学归纳法”证明简单的与自然数有关的命题3 培养学生观察, 分析, 论证的能力, 进一步发展学生的抽象思维能力和创新能力，让学生经历知识的构建过程, 体会类比的数学思想4 努力创设课堂愉悦情境，使学生处于积极思考、大胆质疑氛围，提高学生学习的兴趣和课堂效率5 通过对例题的探究，体会研究数学问题的一种方法(先猜想后证明), 激发学生的学习热情，使学生初步形成做数学的意识和科学精神【教学重点】归纳法意义的认识和数学归纳法产生过程的分析【教学难点】数学归纳法中递推思想的理解【教学方法】类比启发探究式教学方法【教学手段】多媒体辅助课堂教学【教学程序】第一阶段：输入阶段创造学习情境，提供学习内容1 创设问题情境，启动学生思维 (1) 不完全归纳法引例：明朝刘元卿编的应谐录中有一个笑话：财主的儿子学写字这则笑话中财主的儿子得出“四就是四横、五就是五横”的结论，用的就是“归纳法”，不过，这个归纳推出的结论显然是错误的(2) 完全归纳法对比引例：有一位师傅想考考他的两个徒弟，看谁更聪明一些他给每人一筐花生去剥皮，看看每一粒花生仁是不是都有粉衣包着，看谁先给出答案大徒弟费了很大劲将花生全部剥完了；二徒弟只拣了几个饱满的，几个干瘪的，几个熟好的，几个没熟的，几个三仁的，几个一仁、两仁的，总共不过一把花生显然，二徒弟先给出答案，他比大徒弟聪明在生活和生产实际中，归纳法也有广泛应用例如气象工作者、水文工作者依据积累的历史资料作气象预测，水文预报，用的就是归纳法这些归纳法却不能用完全归纳法2 回顾数学旧知，追溯归纳意识（从生活走向数学，与学生一起回顾以前学过的数学知识，进一步体会归纳意识，同时让学生感受到我们以前的学习中其实早已接触过归纳）(1) 不完全归纳法实例： 给出等差数列前四项, 写出该数列的通项公式(2) 完全归纳法实例： 证明圆周角定理分圆心在圆周角内部、外部及一边上三种情况3 借助数学史料, 促使学生思辨（在生活引例与学过的数学知识的基础上，再引导学生看数学史料，能够让学生多方位多角度体会归纳法，感受使用归纳法的普遍性同时引导学生进行思辨：在数学中运用不完全归纳法常常会得到错误的结论，不管是我们还是数学大家都可能如此那么，有没有更好的归纳法呢？）问题1 已知（nN），(1)分别求；(2)由此你能得到一个什么结论？这个结论正确吗？ （培养学生大胆猜想的意识和数学概括能力概括能力是思维能力的核心鲁宾斯坦指出：思维都是在概括中完成的心理学认为“迁移就是概括”，这里知识、技能、思维方法、数学原理的迁移，我找的突破口就是学生的概括过程）问题2 费马（Fermat）是17世纪法国著名的数学家，他曾认为，当nN时，一定都是质数，这是他对n0，1，2，3，4作了验证后得到的后来，18世纪伟大的瑞士科学家欧拉（Euler）却证明了4 294 967 2976 700 417641，从而否定了费马的推测没想到当n5这一结论便不成立问题3 , 当nN时，是否都为质数？验证： f（0）41，f（1）43，f（2）47，f（3）53，f（4）61，f（5）71，f（6）83，f（7）97，f（8）113，f（9）131，f（10）151，f（39）1 601但是f（40）1 681，是合数第二阶段：新旧知识相互作用阶段新旧知识作用，搭建新知结构4 搜索生活实例，激发学习兴趣（在第一阶段的基础上，由生活实例出发，与学生一起解析归纳原理, 揭示递推过程孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”兴趣这种个性心理倾向一般总是伴随着良好的情感体验）实例：播放多米诺骨牌录像关键：(1) 第一张牌被推倒； (2) 假如某一张牌倒下, 则它的后一张牌必定倒下 于是, 我们可以下结论： 多米诺骨牌会全部倒下 搜索：再举几则生活事例：推倒自行车, 早操排队对齐等5 类比数学问题, 激起思维浪花类比多米诺骨牌过程, 证明等差数列通项公式：(1) 当n1时等式成立； (2) 假设当nk时等式成立, 即, 则=, 即nk1时等式也成立 于是, 我们可以下结论： 等差数列的通项公式对任何n都成立（布鲁纳的发现学习理论认为，“有指导的发现学习”强调知识发生发展过程这里通过类比多米诺骨牌过程，让学生发现数学归纳法的雏形，是一种再创造的发现性学习）6 引导学生概括, 形成科学方法证明一个与正整数有关的命题关键步骤如下：(1) 证明当n取第一个值时结论正确；(2) 假设当nk (k，k) 时结论正确, 证明当nk1时结论也正确完成这两个步骤后, 就可以断定命题对从开始的所有正整数n都正确这种证明方法叫做数学归纳法第三阶段：操作阶段巩固认知结构，充实认知过程7 蕴含猜想证明, 培养研究意识（本例要求学生先猜想后证明，既能巩固归纳法和数学归纳法，也能教给学生做数学的方法，培养学生独立研究数学问题的意识和能力）例题 在数列中, 1, (n), 先计算，的值，再推测通项的公式, 最后证明你的结论8 基础反馈练习, 巩固方法应用（课本例题与等差数列通项公式的证明差不多，套用数学归纳法的证明步骤不难解答，因此我把它作为练习，这样既考虑到学生的能力水平，也不冲淡本节课的重点练习第3题恰好是等比数列通项公式的证明，与前者是一个对比与补充通过这两个练习能看到学生对数学归纳法证题步骤的掌握情况）(1)用数学归纳法证明：135（2n1）(2)首项是，公比是q的等比数列的通项公式是9 师生共同小结, 完成概括提升(1) 本节课的中心内容是归纳法和数学归纳法；(2) 归纳法是一种由特殊到一般的推理方法，它可以分为完全归纳法和不完全归纳法两种，完全归纳法只局限于有限个元素，而不完全归纳法得出的结论不一定具有可靠性，数学归纳法属于完全归纳法；(3) 数学归纳法作为一种证明方法，其基本思想是递推(递归)思想，使用要点可概括为：两个步骤一结论，递推基础不可少，归纳假设要用到，结论写明莫忘掉；(4) 本节课所涉及到的数学思想方法有：递推思想、类比思想、分类思想、归纳思想、辩证唯物主义思想10 布置课后作业, 巩固延伸铺垫 在数学归纳法证明的第二步中，证明nk1时命题成立, 必须要用到nk时命题成立这个假设这里留一个辨析题给学生课后讨论思考：用数学归纳法证明： (n)时, 其中第二步采用下面的证法：设nk时等式成立, 即, 则当nk1时, 你认为上面的证明正确吗？为什么？教后反思：1数学归纳法是一种用于证明与自然数n有关的命题的正确性的证明方法它的操作步骤简单、明确，教学重点不应该是方法的应用我认为不能把教学过程当作方法的灌输，技能的操练为此，我设想强化数学归纳法产生过程的教学，把数学归纳法的产生寓于对归纳法的分析、认识当中，把数学归纳法的产生与不完全归纳法的完善结合起来这样不仅使学生可以看到数学归纳法产生的背景，从一开始就注意它的功能，为使用它打下良好的基础，而且可以强化归纳思想的教学，这不仅是对中学数学中以演绎思想为主的教学的重要补充，也是引导学生发展创新能力的良机2在教学方法上，这里运用了在教师指导下的师生共同讨论、探索的方法目的是加强学生对教学过程的参与为了使这种参与有一定的智能度，教师应做好发动、组织、引导和点拨学生的思维参与往往是从问题开始的，本节课按照思维次序编排了一系列问题，让学生投入到思维活动中来，把本节课的研究内容置于问题之中，在逐渐展开中，引导学生用已学的知识、方法予以解决，并获得知识体系的更新与拓展3运用数学归纳法证明与正整数有关的数学命题，两个步骤缺一不可理解数学归纳法中的递推思想，尤其要注意其中第二步，证明nk1命题成立时必须要用到nk时命题成立这个条件这些内容都将放在下一课时完成，这种理解不仅使我们能够正确认识数学归纳法的原理与本质，也为证明过程中第二步的设计指明了思维方向第二章 变化率与导数课题平均变化率一、教学目标1感受平均变化率广泛存在于日常生活之中，经历运用数学描述和刻画现实世界的过程。体会数学的博大精深以及学习数学的意义。2理解平均变化率的意义，为后续建立瞬时变化率和导数的数学模型提供丰富的背景。二、教学重点、难点 重点：平均变化率的实际意义和数学意义 难点：平均变化率的实际意义和数学意义三、教学过程一、问题情境1、情境：现有南京市某年3月和4月某天日最高气温记载.时间3月18日4月18日4月20日日最高气温3.518.633.4观察：3月18日到4月18日与4月18日到4月20日的温度变化，用曲线图表示为：（理解图中A、B、C点的坐标的含义） t(d)2030342102030A (1, 3.5)B (32, 18.6)0C (34, 33.4)T ()210问题1：“气温陡增”是一句生活用语，它的数学意义是什么？（形与数两方面）问题2：如何量化（数学化）曲线上升的陡峭程度？二、学生活动1、曲线上BC之间一段几乎成了“直线”，由此联想如何量化直线的倾斜程度。2、由点B上升到C点，必须考察yCyB的大小，但仅仅注意yCyB的大小能否精确量化BC段陡峭程度，为什么？3、在考察yCyB的同时必须考察xCxB，函数的本质在于一个量的改变本身就隐含着这种改变必定相对于另一个量的改变。三、建构数学1通过比较气温在区间1，32上的变化率05与气温32,34上的变化率74，感知曲线陡峭程度的量化。2.一般地,给出函数f(x)在区间x1，x2上的平均变化率。3回到气温曲线图中，从数和形两方面对平均变化率进行意义建构。4。平均变化率量化一段曲线的陡峭程度是“粗糙不精确的”，但应注意当x2x1很小时，这种量化便有“粗糙”逼近“精确”。四、数学运用例1、 在经营某商品中，甲挣到10万元，乙挣到2万元，如何比较和评价甲，乙两人的经营成果？变：在经营某商品中，甲用5年时间挣到10万元，乙用5个月时间挣到2万元，如何比较和评价甲，乙两人的经营成果？小结：仅考虑一个变量的变化是不形的。例2、水经过虹吸管从容器甲中流向容器乙，t s后容器甲中水的体积 （单位：），计算第一个10s内V的平均变化率。注： 例3、已知函数，分别计算在下列区间上的平均变化率： （1）1，3； （2）1，2；（3）1，1.1；（4）1，1.001。 五、课堂练习1、某婴儿从出生到第12个月的体重变化如图所示，试分别计算从出生到第3个月与第6个月到第12个月该婴儿体重的平均变化率。T(月)W(kg)639123.56.58.6112、已知函数f（x）=2x+1，g（x）=2x，分别计算在区间-3，-1，0，5上f（x）及g（x）的平均变化率。 （发现：y=kx+b在区间m，n上的平均变化率有什么特点？）六、回顾反思1、平均变化率 一般的，函数在区间x1，x2上的平均变化率。、平均变化率是曲线陡峭程度的“数量化”，曲线陡峭程度是平均变化率“视觉化”课题：瞬时变化率导数教学目标： (1)理解并掌握曲线在某一点处的切线的概念 (2)会运用瞬时速度的定义求物体在某一时刻的瞬时速度和瞬时加速度 (3)理解导数概念 实际背景，培养学生解决实际问题的能力，进一步掌握在一点处的导数的定义及其几何意义，培养学生转化问题的能力及数形结合思想一、复习引入1、什么叫做平均变化率；2、曲线上两点的连线（割线）的斜率与函数f(x)在区间xA，xB上的平均变化率3、如何精确地刻画曲线上某一点处的变化趋势呢？下面我们来看一个动画。从这个动画可以看出，随着点P沿曲线向点Q运动，随着点P无限逼近点Q时，则割线的斜率就会无限逼近曲线在点Q处的切线的斜率。所以我们可以用Q点处的切线的斜率来刻画曲线在点Q处的变化趋势二、新课讲解1、曲线上一点处的切线斜率不妨设P(x1，f(x1)，Q(x0，f(x0)，则割线PQ的斜率为，设x1x0=x，则x1 =xx0， 当点P沿着曲线向点Q无限靠近时，割线PQ的斜率就会无限逼近点Q处切线斜率，即当x无限趋近于0时，无限趋近点Q处切线斜率。2、曲线上任一点(x0，f(x0)切线斜率的求法：，当x无限趋近于0时，k值即为(x0，f(x0)处切线的斜率。3、瞬时速度与瞬时加速度(1)平均速度： 物理学中，运动物体的位移与所用时间的比称为平均速度(2)位移的平均变化率：(3)瞬时速度：当无限趋近于0 时，无限趋近于一个常数，这个常数称为t=t0时的瞬时速度求瞬时速度的步骤：1.先求时间改变量和位置改变量2.再求平均速度3.后求瞬时速度：当无限趋近于0，无限趋近于常数v为瞬时速度(4)速度的平均变化率：(5)瞬时加速度：当无限趋近于0 时，无限趋近于一个常数，这个常数称为t=t0时的瞬时加速度 注：瞬时加速度是速度对于时间的瞬时变化率三、数学应用例1、已知f(x)=x2，求曲线在x=2处的切线的斜率。变式:1.求过点(1,1)的切线方程2.曲线y=x3在点P处切线斜率为k,当k=3时,P点的坐标为_3.已知曲线上的一点P(0,0)的切线斜率是否存在?例2.一直线运动的物体，从时间到时，物体的位移为，那么为（ ）从时间到时，物体的平均速度； 在时刻时该物体的瞬时速度； 当时间为时物体的速度； 从时间到时物体的平均速度例3.自由落体运动的位移s(m)与时间t(s)的关系为s=(1)求t=t0s时的瞬时速度 (2)求t=3s时的瞬时速度 (3)求t=3s时的瞬时加速度教后反思：求瞬时速度，也就转化为求极限，瞬时速度我们是通过在一段时间内的平均速度的极限来定义的，只要知道了物体的运动方程，代入公式就可以求出瞬时速度了.运用数学工具来解决物理方面的问题，是不是方便多了.所以数学是用来解决其他一些学科，比如物理、化学等方面问题的一种工具，我们这一节课学的内容以及上一节课学的是我们学习导数的一些实际背景课题：导数的概念一 教学目标1、 知识与技能：通过大量的实例的分析，经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程，了解导数概念的实际背景，知道瞬时变化率就是导数。2、 过程与方法： 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、以已知探求未知、从特殊到一般的数学思想方法3、 情感、态度与价值观： 通过运动的观点体会导数的内涵，使学生掌握导数的概念不再困难，从而激发学生学习数学的兴趣.二、 重点、难点 重点：导数概念的形成，导数内涵的理解 难点：在平均变化率的基础上去探求瞬时变化率，深刻理解导数的内涵 通过逼近的方法，引导学生观察来突破难点四、 教学设想（具体如下表）教学环节教学内容师生互动设计思路创设情景、引入新课幻灯片 回顾上节课留下的思考题：在高台跳水运动中，运动员相对水面的高度h（单位：m）与起跳后的时间t（单位：s）存在函数关系h（t）=4.9t 26.5t10.计算运动员在这段时间里的平均速度，并思考下面的问题：（1）运动员在这段时间里是静止的吗？（2）你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗？首先回顾上节课留下的思考题：在学生相互讨论，交流结果的基础上，提出 ：大家得到运动员在这段时间内的平均速度为“0”，但我们知道运动员在这段时间内并没有“静止”。为什么会产生这样的情况 呢？引起学生的好奇，意识到平均速度只能粗略地描述物体在某段时间内的运动状态，为了能更精确地刻画物体运动，我们有必要研究某个时刻的速度即瞬时速度。使学生带着问题走进课堂，激发学生求知欲初步探索、展示内涵根据学生的认知水平,概念的形成分了两个层次： 结合跳水问题，明确瞬时速度的定义问题一：请大家思考如何求运动员的瞬时速度，如t=2时刻的瞬时速度？提出问题一，组织学生讨论，引导他们自然地想到选取一个具体时刻如t=2，研究它附近的平均速度变化情况来寻找到问题的思路，使抽象问题具体化理解导数的内涵是本节课的教学重难点，通过层层设疑，把学生推向问题的中心，让学生动手操作，直观感受来突出重点、突破难点问题二：请大家继续思考，当t取不同值时,尝试计算的值？tt-0.10.1-0.010.01-0.0010.001-0.00010.0001-0.000010.00001.学生对概念的认知需要借助大量的直观数据，所以我让学生利用计算器，分组完成问题二，帮助学生体会从平均速度出发，“以已知探求未知”的数学思想方法, 培养学生的动手操作能力问题三：当t趋于0时，平均速度有怎样的变化趋势？tt-0.1-12.610.1-13.59-0.01-13.0510.01-13.149-0.001-13.09510.001-13.1049-0.0001-130099510.0001-13.10049-0.00001-13.0999510.00001-13.100049.一方面分组讨论，上台板演，展示计算结果，同时口答：在t=2时刻,t趋于0时，平均速度趋于一个确定的值-13.1，即瞬时速度，第一次体会逼近思想；另一方面借助动画多渠道地引导学生观察、分析、比较、归纳，第二次体会逼近思想，为了表述方便,数学中用简洁的符号来表示,即数形结合，扫清了学生的思维障碍，更好地突破了教学的重难点，体验数学的简约美问题四：运动员在某个时刻的瞬时速度如何表示呢？引导学生继续思考:运动员在某个时刻的瞬时速度如何表示? 学生意识到将代替2,可类比得到与旧教材相比,这里不提及极限概念,而是通过形象生动的逼近思想来定义时刻的瞬时速度,更符合学生的认知规律,提高了他们的思维能力,体现了特殊到一般的思维方法 借助其它实例，抽象导数的概念问题五：气球在体积时的瞬时膨胀率如何表示呢？类比之前学习的瞬时速度问题,引导学生得到瞬时膨胀率的表示积极的师生互动能帮助学生看到知识点之间的联系，有助于知识的重组和迁移,寻找不同实际背景下的数学共性，即对于不同实际问题，瞬时变化率富于不同的实际意义问题六：如果将这两个变化率问题中的函数用来表示，那么函数在处的瞬时变化率如何呢？在前面两个问题的铺垫下,进一步提出，我们这里研究的函数在处的瞬时变化率即在处的导数,记作(也可记为)引导学生舍弃具体问题的实际意义,抽象得到导数定义,由浅入深、由易到难、由特殊到一般，帮助学生完成了思维的飞跃；同时提及导数产生的时代背景，让学生感受数学文化的熏陶，感受数学来源于生活，又服务于生活。循序渐进、延伸拓展例1：将原油精炼为汽油、柴油、塑料等不同产品，需要对原油进行冷却和加热。如果在第x h时候，原油温度（单位：）为（1）计算第2h和第6h时，原油温度的瞬时变化率，并说明它的意义。（2）计算第3h和第5h时，原油温度的瞬时变化率，并说明它的意义。步骤： 启发学生根据导数定义，再分别求出和既然我们得到了第2h和第6h的原油温度的瞬时变化率分别为-3与5，大家能说明它的含义吗？大家是否能用同样方法来解决问题二？师生共同归纳得到，导数即瞬时变化率，可反映物体变化的快慢步步设问，引导学生深入探究导数内涵发展学生的应用意识，是高中数学课程标准所倡导的重要理念之一。在教学中以具体问题为载体,加深学生对导数内涵的理解，体验数学在实际生活中的应用变式练习：已知一个物体运动的位移（m）与时间t（s）满足关系S（t）-2t2+5t（1）求物体第5秒和第6秒的瞬时速度（2）求物体在t时刻的瞬时速度（3）求物体t时刻运动的加速度，并判断物体作什么运动？学生独立完成，上台板演，第三次体会逼近思想目的是让学生学会用数学的眼光去看待物理模型，建立各学科之间的联系，更深刻地把握事物变化的规律归纳总结、内化知识1、瞬时速度的概念2、导数的概念3、思想方法：“以已知探求未知”、逼近、类比、从特殊到一般引导学生进行讨论，相互补充后进行回答，老师评析，并用幻灯片给出让学生自己小结，不仅仅总结知识更重要地是总结数学思想方法。这是一个重组知识的过程，是一个多维整合的过程，是一个高层次的自我认识过程，这样可帮助学生自行构建知识体系，理清知识脉络，养成良好的学习习惯五、 学法与教法 学法与教学用具学法：（1）合作学习：引导学生分组讨论，合作交流，共同探讨问题。（如题2的处理）（2）自主学习：引导学生通过亲身经历，动口、动脑、动手参与数学活动。（如题3的处理）（3）探究学习：引导学生发挥主观能动性，主动探索新知。（如例题的处理）教后反思： 教法：整堂课围绕“一切为了学生发展”的教学原则，突出动师生互动、共同探索。导教师指导、循序渐进（1） 新课引入提出问题, 激发学生的求知欲（2） 理解导数的内涵数形结合，动手计算,组织学生自主探索,获得导数的定义（3） 例题处理始终从问题出发，层层设疑，让他们在探索中自得知识（4） 变式练习深化对导数内涵的理解，巩固新知课题： 导数的几何意义教学目的：1. 了解平均变化率与割线之间的关系2. 理解曲线的切线的概率3. 通过函数的图像理解导数的几何意义教学重点函数切线的概念，切线的斜率，导数的几何意义教学难点理解导数的几何意义教学过程练习练习注 意课题：常见函数的导数一、教学目标：掌握初等函数的求导公式；二、教学重难点：用定义推导常见函数的导数公式一、复习1、导数的定义；2、导数的几何意义；3、导函数的定义；4、求函数的导数的流程图。（1）求函数的改变量（2）求平均变化率（3）取极限，得导数 本节课我们将学习常见函数的导数。首先我们来求下面几个函数的导数。（1）、y=x （2）、y=x2 （3）、y=x3 问题：，呢？问题：从对上面几个幂函数求导，我们能发现有什么规律吗？二、新授1、基本初等函数的求导公式： (k,b为常数) (C为常数) 由你能发现什么规律? （为常数） 从上面这一组公式来看，我们只要掌握幂函数、指对数函数、正余弦函数的求导就可以了。例1、求下列函数导数。（1）（2）（3）（4）（5）y=sin(+x) (6) y=sin （7）y=cos(2x) （8）y=例2：已知点P在函数y=cosx上，（0x2），在P处的切线斜率大于0，求点P的横坐标的取值范围。例3.若直线为函