1.5《定积分的概念》教案(新人教选修2-2)(ks5u高考资源网)
高中数学1.5.2定积分的概念第2课时教案新人教版选修2_2
§1.5.2汽车行驶的路程
【学情分析】:
学生在上一节学习了求曲边梯形面积之后,对定积分基本思想方法有了初步的了解。
这一节可帮助学生进一步强化理解定积分概念的形成过程。
【教学目标】:
(1)知识与技能:“以不变代变”思想解决实际问题。
(2)过程与方法:强化掌握“分割、以不变代变、求和、取极限”解决问题的思想方法
(3)情感态度与价值观:通过引导学生用已学知识求曲边梯形的面积,培养学生应用数学的意识。
【教学重点】:
“以不变代变”的思想方法,再次体会求解过程中蕴含着的定积分的基本思想【教学难点】:
过程的理解.
【教学过程设计】:
b n
n ∑。
新人教A版高中数学(选修2-2)15《定积分的概念》word教案
§1.5定积分的概念学习目标1.理解曲边梯形面积的求解思想,掌握其方法步骤;2.了解定积分的定义、性质及函数在上可积的充分条件;3.明确定积分的几何意义和物理意义;4.无限细分和无穷累积的思维方法. 预习与反馈(预习教材P 42~ P 47,找出疑惑之处)1.用化归为计算矩形面积和逼近的思想方法求出曲边递形的面积的具体步骤为 、 、 、 .2.定积分的定义如果函数()f x 在区间[,]a b 上连续,用分点将区间[,]a b 等分成n 个小区间,在每个小区间上任取一点(1,2,,)i i n ξ=作和式 。
当n →∞时,上述和式无限接近于某个常数,这个常数叫做函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分,记作 ,即()ba f x dx ⎰= ,其中()f x 称为 ,x 称为 ,()f x dx 称为 ,[,]a b 为 ,a 为 ,b 为 , “⎰”称为积分号。
3.()ba f x dx ⎰的实质(1)当()f x 在区间[,]a b 上大于0时,()b af x dx ⎰表示 ; (2)当()f x 在区间[,]a b 上小于0时,()b af x dx ⎰表示 ; (3)当()f x 在区间[,]a b 上有正有负时,()ba f x dx ⎰表示 ;4.定积分的性质根据定积分的定义及几何意义,容易得到定积分的如下性质:(1)()b a kf x dx ⎰= (k 为常数); (2)12[()()]b a f x f x dx ±=⎰ ; (3)()ba f x dx ⎰= (其中a cb <<)。
[特别提醒] 1.定积分()b a f x dx ⎰的值只与被积函数()f x 及被积区间[,]a b 有关,而与积分变量所用的符号无关,即定积分()ba f x dx ⎰是一个常数,当被积函数()f x 及被积区间[,]ab 给定后,这个数便是确定的,它除了不依赖于定义中的对区间[,]a b 的分法和i ξ的取法外,也不依赖于()ba f x dx ⎰中的积分变量,即()b a f x dx ⎰=()ba f t dt ⎰。
高中数学定积分的概念教案新人教版选修
高中数学定积分的概念教案新人教版选修一、教学目标1. 理解定积分的概念,掌握定积分的基本性质和计算方法。
2. 能够运用定积分解决实际问题,提高学生的数学应用能力。
3. 培养学生的逻辑思维能力,提高学生的数学素养。
二、教学内容1. 定积分的概念介绍定积分的定义、性质和计算方法,引导学生理解定积分的本质。
2. 定积分的计算讲解定积分的计算法则,包括牛顿-莱布尼茨公式、换元积分法、分部积分法等,让学生掌握定积分的计算技巧。
3. 定积分在实际问题中的应用通过实际问题,引导学生运用定积分解决面积、体积、弧长等问题,提高学生的数学应用能力。
三、教学重点与难点1. 定积分的概念与性质2. 定积分的计算方法3. 定积分在实际问题中的应用四、教学方法1. 采用讲授法,讲解定积分的概念、性质和计算方法。
2. 利用例题,引导学生掌握定积分的计算技巧。
3. 结合实际问题,培养学生运用定积分解决实际问题的能力。
4. 组织讨论,让学生在探讨中深化对定积分概念的理解。
五、教学过程1. 引入:通过复习初中数学中的积分概念,引导学生思考如何将积分概念推广到无限区间。
2. 讲解:讲解定积分的定义、性质和计算方法,让学生理解定积分的本质。
3. 练习:布置定积分的计算练习题,让学生巩固所学知识。
4. 应用:结合实际问题,讲解定积分在面积、体积、弧长等方面的应用,让学生体会定积分的实用价值。
6. 作业:布置课后作业,巩固所学知识。
六、定积分的性质与计算法则1. 性质:定积分具有线性性质,即$\int_{a}^{b} f(x) \, dx + \int_{a}^{b} g(x) \, dx = \int_{a}^{b} (f(x) + g(x)) \, dx$。
定积分与积分区间有关,即$\int_{a}^{b} f(x) \, dx = -\int_{b}^{a} f(x) \, dx$。
定积分与积分函数的单调性有关,即若$f(x)$ 在$[a, b]$ 上单调递增,则$\int_{a}^{b} f(x) \, dx$ 可以表示为$F(b) F(a)$,其中$F(x)$ 是$f(x)$ 的一个原函数。
高中数学 §1.5.3定积分的概念教案 新人教A版选修2-2
1.5.3定积分的概念一: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;过程与方法借助于几何直观定积分的基本思想,理解定积分的概念;情感态度与价值观 二:教学重难点重点 定积分的概念、定积分法求简单的定积分、定积分的几何意义 难点 定积分的概念、定积分的几何意义三:教学目标:1.创设情景 复习:1.2.对这四个步骤再以分析、理解、归纳,找出共同点. 2.新课讲授1.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0121i i n a x x x x x x b -=<<<<<<<=将区间[,]a b 等分成n 个小区间,每个小区间长度为x ∆(b ax n-∆=),在每个小区间[]1,i i x x -上取一点()1,2,,i i n ξ=,作和式:11()()nnn i i i i b aS f x f n ξξ==-=∆=∑∑如果x ∆无限接近于0(亦即n →+∞)时,上述和式n S 无限趋近于常数S ,那么称该常数S 为函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分。
记为:()baS f x dx =⎰其中()f x 成为被积函数,x 叫做积分变量,[,]a b 为积分区间,b 积分上限,a 积分下限。
说明:(1)定积分()baf x dx ⎰是一个常数,即n S 无限趋近的常数S (n →+∞时)称为()baf x dx ⎰,而不是n S .(2)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[]1,i i i x x ξ-∈; ③求和:1()ni i b af nξ=-∑; ④取极限:()1()lim nbi an i b af x dx f nξ→∞=-=∑⎰(3)曲边图形面积:()baS f x dx =⎰;变速运动路程21()t t S v t dt =⎰;变力做功 ()baW F r dr =⎰2.定积分的几何意义如果在区间[,]a b 上函数连续且恒有()0f x ≥,那么定积分()baf x dx ⎰表示由直线,x a x b ==(a b ≠),0y =和曲线()y f x =所围成的曲边梯形的面积。
高中数学1.5.3定积分的概念教学设计新人教A版选修2_2
§1.5.3定积分的概念教案一、教学目标⒈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; ⒉借助于几何直观定积分的基本思想,了解定积分的概念,能用定积分法求简单的定积分.3.理解掌握定积分的几何意义; 教学过程: 二、预习导学1. 回忆前面曲边图形面积,变速运动的路程,变力做功等问题的解决方法,解决2.对这四个步骤再以分析、理解、归纳,找出共同点. 三、问题引领,知识探究1.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0121i i n a x x x x x x b -=<<<<<<<=将区间[,]a b 等分成n 个小区间,每个小区间长度为x ∆(b ax n-∆=),在每个小区间[]1,i i x x -上取一点()1,2,,i i n ξ=,作和式:11()()nnn i i i i b aS f x f nξξ==-=∆=∑∑如果x ∆无限接近于0(亦即n →+∞)时,上述和式n S 无限趋近于常数S ,那么称该常数S 为函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分。
记为:()baS f x dx =⎰其中()f x 成为被积函数,x 叫做积分变量,[,]a b 为积分区间,b 积分上限,a 积分下限。
说明:(1)定积分()baf x dx ⎰是一个常数,即n S 无限趋近的常数S (n →+∞时)称为()baf x dx ⎰,而不是n S .(2)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[]1,i i i x x ξ-∈;③求和:1()ni i b af n ξ=-∑;④取极限:()1()lim nbi an i b a f x dx f nξ→∞=-=∑⎰(3)曲边图形面积:()baS f x dx =⎰;变速运动路程21()t t S v t dt =⎰;变力做功 ()baW F r dr =⎰2.定积分的几何意义 说明:一般情况下,定积分()baf 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 轴下方的面积去负号.(可以先不给学生讲).分析:一般的,设被积函数()y f x =,若()y f x =在[,]a b 上可取负值。
最新人教版高中数学选修2-2第一章《定积分的概念》示范教案
1.5.3 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⎠⎛a bf(x)dx ,即⎠⎛abf(x)dx =lim n →∞∑ni =1b -anf(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 bf(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±⎠⎛abf 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 =1n b -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 ,2in ](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 .∫10cosxdx D .∫π0cosx xdx2.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. 布置作业习题1.5A 组3、4题. 补充练习 基础练习1.将和式的极限lim n →∞ 1α+2α+…+n αn α+1(α>0)表示成定积分为( ) A .∫101xdx B .∫10x αdx C .∫101x αdx D .∫10(x n)αdx 2.将和式lim n →∞(1n +1+1n +2+…+12n )表示为定积分__________.3.曲线y =x 2,y =1所围成的图形的面积可用定积分表示为__________.拓展练习4.用定积分定义求∫10|x 2-4|dx 的值. 答案:1.B 2.∫101x +1dx 3.∫1-1(1-x 2)dx 4.233. 设计说明通过两个实例让学生自己总结出定积分的概念,这符合思维认识发展的一般规律,也符合数学发展的一般规律,同时激发学生进一步学习的浓厚兴趣,学生也从中学到了联想、猜测的归纳、总结的思想方法.例题的设置,主要是为了强化本节课的重点,通过学生自己亲自尝试、体验,才能深刻理解“分割、近似代替、求和、取极限”的微积分思想方法.本节的设计既符合教学论中的巩固性原则,也符合素质教育理论中面向全体的基本要求.备课资料备选例题:利用定义计算定积分∫10(2x -x 2)dx ,并从几何上解释这个值表示什么?思路分析:利用定积分性质1、2,可将∫10(2x -x 2)dx 转化为2∫10xdx -∫10x 2dx ,利用定积分的定义分别求出∫10xdx ,∫10x 2dx ,就能得到定积分∫10(2x -x 2)dx 的值.解:∫10(2x -x 2)dx =∫102xdx -∫10x 2dx =2∫10xdx -∫10x 2dx ,用定义求∫10xdx 的值.(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 ,i n ](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∫10xdx ≈S n =∑i =1n i n ·1n =1n 2·n (n +1)2=n +12n.(3)取极限∫10xdx =lim n →∞S n =lim n →∞n +12n =12. 同理可求得∫10x 2dx =13,所以∫10(2x -x 2)dx =2×12-13=23. 由定积分的几何意义,可知这个值表示由直线y =2x ,x =1和曲线y =x 2所围成的图形的面积.(设计者:孙娜)。
高中数学选修2-2教案:1.5+定积分的概念(一)
教学方案精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠,读出了它坦荡豪放的胸怀;读太阳,读出了它普照万物的无私;读春雨,读出了它润物无声的柔情。
读大海,读出了它气势磅礴的豪情。
读石灰,读出了它粉身碎骨不变色的清白。
2、幸福幸福是“临行密密缝,意恐迟迟归”的牵挂;幸福是“春种一粒粟,秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下,悠然见南山”的闲适;幸福是“奇闻共欣赏,疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜,润物细无声”的奉献;幸福是“夜来风雨声,花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘,只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉,笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的胸怀。
幸福是“人生自古谁无死,留取丹心照汗青”的气节。
3、大自然的语言丰富多彩:从秋叶的飘零中,我们读出了季节的变换;从归雁的行列中,我读出了集体的力量;从冰雪的消融中,我们读出了春天的脚步;从穿石的滴水中,我们读出了坚持的可贵;从蜂蜜的浓香中,我们读出了勤劳的甜美。
4、成功与失败种子,如果害怕埋没,那它永远不能发芽。
鲜花,如果害怕凋谢,那它永远不能开放。
矿石,如果害怕焚烧(熔炉),那它永远不能成钢(炼成金子)。
蜡烛,如果害怕熄灭(燃烧),那它永远不能发光。
航船,如果害怕风浪,那它永远不能到达彼岸。
5、墙角的花,当你孤芳自赏时,天地便小了。
井底的蛙,当你自我欢唱时,视野便窄了。
笼中的鸟,当你安于供养时,自由便没了。
山中的石!当你背靠群峰时,意志就坚了。
水中的萍!当你随波逐流后,根基就没了。
空中的鸟!当你展翅蓝天中,宇宙就大了。
空中的雁!当你离开队伍时,危险就大了。
地下的煤!你燃烧自己后,贡献就大了6、朋友是什么?朋友是快乐日子里的一把吉它,尽情地为你弹奏生活的愉悦;朋友是忧伤日子里的一股春风,轻轻地为你拂去心中的愁云。
朋友是成功道路上的一位良师,热情的将你引向阳光的地带;朋友是失败苦闷中的一盏明灯,默默地为你驱赶心灵的阴霾。
人教课标版高中数学选修2-2《定积分的概念》教案-新版
1.5.3 定积分的概念一、教学目标 1.核心素养通过定积分的概念的学习,提升分析问题、解决问题的能力、抽象概括能力和逻辑思维能力. 2.学习目标(1)借助几何直观体会定积分的基本思想; (2)初步了解定积分的概念. 3.学习重点定积分的概念与定积分的几何意义 4.学习难点 定积分的概念 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务任务:预习教材P 45—P 48,完成相应练习题 2.预习自测 1.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2(x ≥0),2x(x <0),则⎠⎛-11f (x )dx 等于( )A .⎠⎛-11x 2dxB .⎠⎛-112x dC .⎠⎛-10x 2dx +⎠⎛012x dxD .⎠⎛-102x dx +⎠⎛01x 2dx 答案:D2.定积分⎰13(-3)dx 等( )A .-6B .6C .-3D .3 答案:A3.已知t >0,若⎠⎛0t (2x -2)dx =8,则t =( )A .1B .-2C .-2或4D .4 答案:D (二)课堂设计 1.知识回顾求曲边梯形面积的步骤①分割:把区间[a ,b ]等分成n 个小区间;②近似代替:对每个小曲边梯形“以直代曲”,用小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;③求和:计算出n 个小矩形的面积之和n S ,n S 即为曲边梯形面积的近似值; ④取极限:求lim n n S S →+∞=(S 即为曲边梯形的面积)2.问题探究问题探究一 什么是定积分?学生活动:阅读课本相应内容,找到定积分的定义,并概括出求定积分的基本步骤:如果函数()f x 在区间[,]a b 上连续,用分点0121i i n a x x x x x x b-=<<<<<<<=将区间[,]a b 等分成n 个小区间,在每个小区间1[,]i i x x -上任取一点()12i i ,,...,n ξ=,作和式11()()nni i i i b af x f nξξ==-∆=∑∑,当n →∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分,记做()ba f x dx ⎰.即1()lim ()nbi a n i b af x dx f nξ→∞=-=∑⎰.这里,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.问题探究二 定积分的几何意义. 学生活动:定积分的定义和我们上节课所讲的曲边梯形的面积的求法有没有相同之处?你能说明定积分的几何意义吗?定积分的定义与曲边梯形面积的求法本质是相同的.如果在区间[,]a b 上()f x 连续且恒有()0f x ≥,则定积分()baf x dx ⎰的几何意义是由,,0x a x b y ===与()y f x =所围成的曲边梯形的面积.问题探究三 学生活动:根据定积分的几何意义,论证定积分的性质 定积分的性质:(1)()()bba akf x dx k f x dx =⎰⎰(k 为常数)(2)1212[()()]()()bbba a af x f x dx f x dx f x dx ±=±⎰⎰⎰; (3)()()()bcba a cf x dx f x dx f x dx =±⎰⎰⎰(其中a c b <<). 性质(1)(2)称为定积分的线性性质,性质(3)称为定积分对积分区间的可加性.例1.计算定积分21(1)x dx+⎰详解:所求定积分即为如图阴影部分面积,面积为52.即:215(1)2x dx +=⎰点拨:从定积分的几何意义出发解题3.课堂总结 【知识梳理】1.定积分的定义:如果函数()f x 在区间[,]a b 上连续,用分点0121i i n a x x x x x x b -=<<<<<<<=将区间[,]a b 等分成n 个小区间,在每个小区间1[,]i i x x -上任取一点i ξ(1,2,,)i n =,作和式11()()nni i i i b af x f nξξ==-∆=∑∑,当n →∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分,记做()baf x dx ⎰.即1()lim ()nbi a n i b af x dx f nξ→∞=-=∑⎰. 这里,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2.定积分的几何意义:如果在区间[,]a b 上()f x 连续且恒有()0f x ≥,则定积分()baf x dx ⎰的几何意义是由,,0x a x b y ===与()y f x =所围成的曲边梯形的面积3.定积分的性质:(1)()()b ba a kf x dx k f x dx =⎰⎰ (k 为 常 数 )(2)1212[()()]()()b b ba a af x f x dx f x dx f x dx ±=±⎰⎰⎰; (3)()()()bcba a cf x dx f x dx f x dx =±⎰⎰⎰(其中a c b <<). 性质(1)(2)称为定积分的线性性质,性质(3)称为定积分对积分区间的可加性.【重难点突破】(1)计算定积分过程中的两个常用结论 ①211(1)(21)6ni i n n n ==++∑;②231(1)2ni n n i =+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦∑; ③11101110lim k k k k kk k n k k k a n a n a n a a b b n b n b n b ---→∞-⋅++++=⋅++++(其中i a ,i b 为常数,0,1,,i k =).(2)定积分的概念①定积分()ba f x dx ⎰就是和式1()ni i b af n ξ=-∑的极限,即()b a f x dx ⎰表示当n →∞时,和式1()ni i b af n ξ=-∑所趋向的定值. ②在计算定积分的过程中,为了计算的方便,我们常常将定义中的i ξ取为第i (1,2,,i n =)个小区间的左端点或右端点.③定积分()ba f x dx ⎰的值只取决于被积函数()f x 与积分上、下限,而与积分变量用什么字母表示无关,即()()()b b ba a a f x dx f u du f t dt ===⎰⎰⎰.(3)定积分的几何意义①当()f x 对应的曲线位于x 轴上方时,定积分的值为正值,且等于曲边图形的面积;当()f x 对应的曲线位于x 轴下方时,定积分的值为负值,且等于曲边图形面积的相反数;当()f x 对应的曲线x 轴上、下方都有时,定积分等于曲边图形面积的代数和,即等于x 轴上方曲边图形的面积减去x 轴下方曲边图形的面积.②定积分有很多实际意义,如:变速运动路程21()t t s v t dt =⎰;变力做功()baW F r dr =⎰.(4)根据定积分的几何意义,易得以下性质: ①在区间[,]a b 上,若()0f x ≥,则()0baf x dx ≥⎰;②在区间[,]a b 上,若()()f x g x ≤,则()()bba a f x dx g x dx ≤⎰⎰;③()()b baaf x dx f x dx ≤⎰⎰.(5)定积分的性质的推广 ①11221122[()()()]()()()bb bbn n n n a aaak f x k f x k f x dx k f x dx k f x dx k f x dx +++=+++⎰⎰⎰⎰;②121()()()()nbc c ba a c c f x dx f x dx f x dx f x dx =+++⎰⎰⎰⎰(其中12n a c c c b <<<<<).4.随堂检测1.定积分⎠⎛ab f (x )dx 的大小( )A .与y =f (x )和积分区间[a ,b ]有关,与ξi 的取法无关B .与y =f (x )有关,与积分区间[a ,b ]和ξi 的取法无关C .与y =f (x )和ξi 的取法有关,与积分区间[a ,b ]无关D .与y =f (x )、积分区间[a ,b ]、ξi 的取法均无关 答案:A解析:【知识点:定积分】定积分的大小仅与被积函数和积分的上、下限有关. 2.下列结论中成立的个数是( ) ①⎠⎛01x 3dx =∑i =1ni 3n 3·1n ;②⎠⎛01x 3dx =(i -1)3n 3·1n ; ③⎠⎛01x 3dx =i 3n 3·1nA .0B .1C .2D .3 答案:C解析:【知识点:定积分】积分是一个极限的形式,根据积分的定义可知②③正确. 3.定积分⎠⎛13(-3)dx 等于( ) A .-6 B .6 C .-3 D .3 答案:A解析:【知识点:定积分】⎠⎛133dx 表示图中阴影部分的面积S =3×2=6,⎠⎛13(-3)dx =-⎠⎛133dx =-6. 4.已知函数f (x )=sin 5x +1,根据函数的性质、积分的性质和积分的几何意义,探求f (x )dx 的值,结果是( )A.16+π2 B .π C .1 D .0 答案:B解析:【知识点:定积分】(sin 5x +1)dx =sin 5xdx +1dx ,∵y =sin 5x 在[-π2,π2]上是奇函数,∴sin 5xdx =0.而1dx ==π,故f (x )dx =π,故选B.5.设a =⎠⎛01x 13dx ,b =⎠⎛01x 2dx ,c =⎠⎛01x 3dx ,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c >a >bB .a >b >cC .a =b >cD .a >c >b 答案:B.解析:【知识点:定积分】根据定积分的几何意义,易知⎠⎛01x 3dx <⎠⎛01x 2dx <⎠⎛01x 13dx ,即a >b >c ,故选B.(三)课后作业 基础型 自主突破1.定积分⎠⎛01(2+1-x 2)dx =________.答案:24π+解析:【知识点:定积分】原式=⎠⎛012dx +⎠⎛011-x 2dx .∵⎠⎛012dx =2,⎠⎛011-x 2dx =π4,∴⎠⎛01(2+1-x 2)dx =π4+2.2.直线x =1,x =-1,y =0及曲线y =x 3+sin x 围成的平面图形的面积可用定积分表示为________. 答案:S =2⎠⎛01(x 3+sin x )dx .解析:【知识点:定积分】因y =x 3+sin x 为奇函数,故⎠⎛0-1(x 3+sin x )dx =-⎠⎛01(x 3+sin x )dx <0,所以S =2⎠⎛01(x 3+sin x )dx .3.若y =f (x )的图象如图所示,定义F (x )=⎠⎛0x f (t )dt ,x ∈[0,1],则下列对F (x )的性质描述正确的有________.(1)F (x )是[0,1]上的增函数; (2)F ′(1)=0;(3)F (x )是[0,1]上的减函数; (4)∃x 0∈[0,1]使得F (1)=f (x 0). 答案:(1),(2),(4) 解析:【知识点:定积分】由定积分的几何意义可知,F (x )表示图中阴影部分的面积,且F (1)=⎠⎛01f (t )dt 为一个常数,当x 逐渐增大时,阴影部分的面积也逐渐增大,所以F (x )为增函数,故(1),(2)正确,(3)错误.由定积分的几何意义可知,必然∃x 0∈[0,1],使S 1=S 2,此时矩形ABCO 的面积与函数f (x )的图象与坐标轴围成的区域的面积相等,即F (1)=⎠⎛01f (t )dt =f (x 0),故(4)正确.所以对F (x )的性质描述正确的有(1),(2),(4). 4.用定积分表示下列阴影部分的面积(不要求计算):答案:见解析解析:【知识点:定积分】(1)sin xdx .(2) ⎠⎛-42⎠⎛2-412x 2dx .(3)-⎠⎛49-x 12dx =⎠⎛49x 12dx .5.已知⎠⎛01x 3dx =14,⎠⎛12x 3dx =154,⎠⎛12x 2dx =73,⎠⎛24x 2dx =563,求:(1)⎠⎛023x 3dx ;(2)⎠⎛146x 2dx ;(3)⎠⎛12(3x 2-2x 3)dx . 答案:见解析解析:【知识点:定积分】(1)⎠⎛023x 3dx =3⎠⎛02x 3dx =3(⎠⎛01x 3dx +⎠⎛12x 3dx )=3⎝ ⎛⎭⎪⎫14+154=12.(2)⎠⎛146x 2dx =6(⎠⎛12x 2dx +⎠⎛24x 2dx )=6⎝ ⎛⎭⎪⎫73+563=126.(3)⎠⎛12(3x 2-2x 3)dx =3⎠⎛12x 2dx -2⎠⎛12x 3dx =3×73-2×154=-12.能力型 师生共研6.将和式的极限 1p +2p +3p +…+n p n p +1(p >0)表示成定积分为( )A.⎠⎛011x dxB.⎠⎛01x p dxC.⎠⎛01⎝ ⎛⎭⎪⎫1x pd D.⎠⎛01⎝ ⎛⎭⎪⎫x n p dx 答案:B解析:【知识点:定积分】 令ξi =in ,f (x )=x p ,则1p +2p +3p +…+n pn p +1=∑i =1n1n f (ξi )=⎠⎛01x p dx .7.将(1n +1+1n +2+…+12n )表示为定积分为________. 答案:⎠⎛0111+x dx解析:【知识点:定积分】 由定积分的定义(1n +1+1n +2+…+12n )=∑i =1n(1in +1)·1n =∑i =1n(n n +i )·1n=⎠⎛0111+x dx . 8.设f (x )=⎩⎨⎧-2x +4,x >1,x +1,0≤x ≤1,求⎠⎛02f (x )dx .答案:见解析解析:【知识点:定积分】∵f (x )=⎩⎨⎧-2x +4,x >1,x +1,0≤x ≤1,∴⎠⎛02f (x )dx =⎠⎛01(x +1)dx +⎠⎛12(-2x +4)dx .又由定积分的几何意义得 ⎠⎛01(x +1)dx =12(1+2)×1=32, ⎠⎛12(-2x +4)dx =12×1×2=1, ∴⎠⎛02f (x )dx =32+1=52. 9.抛物线y =12x 2将圆面x 2+y 2≤8分成两部分,现在向圆面上均匀投点,这些点落在图中阴影部分的概率为14+16π,求⎠⎛02(8-x 2-12x 2)dx .答案:见解析解析:【知识点:定积分】 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=8,y =12x 2,得x =±2.∴阴影部分的面积为⎠⎛-22(8-x 2-12x 2)dx .∵圆的面积为8π,∴由几何概型可得阴影部分的面积是8π·(14+16π)=2π+43.由定积分的几何意义得⎠⎛02(8-x 2-12x 2)dx =12⎠⎛-22 (8-x 2-12x 2)dx =π+23.探究型 多维突破10.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x 3 x ∈[-2,2],2x x ∈[2,π],cos x x ∈[π,2π].则22()f x dx π-=⎰________.答案:见解析解析:【知识点:定积分】由定积分的几何意义知⎠⎛-22x 3dx =0,⎠⎛2π2xdx =(π-2)(2π+4)2=π2-4,由于cos x 关于32x π=对称,故2cos 0xdx ππ=⎰,由定积分的性质得⎠⎛-22πf (x )dx =⎠⎛-22x 3dx +⎠⎛2π2xdx +2cos xdx ππ⎰=π2-4.11.设y =f (x )为区间[0,1]上的连续函数,且恒有0≤f (x )≤1,可以用随机模拟方法近似计算积分⎠⎛01f (x )dx .先产生两组(每组N 个)区间[0,1]上的均匀随机数x 1,x 2,…,x N 和y 1,y 2,…,y N ,由此得到N 个点(x i ,y i )(i =1,2,…,N ).再数出其中满足y i ≤f (x i )(i =1,2,…,N )的点数N 1,那么由随机模拟方法可得积分⎠⎛01f (x )dx 的近似值为________________. 答案:见解析解析:【知识点:定积分】因为0≤f (x )≤1且由积分的定义知:⎠⎛01f (x )dx 是由直线x =0,x =1及曲线y =f (x )与x 轴所围成的面积.又产生的随机数对在如图所示的正方形内,正方形面积为1,且满足y i ≤f (x i )的有N 1个点,即在函数f (x )的图象上及图象下方有N 1个点,所以用几何概型的概率公式得:f (x )在x =0到x =1上与x 轴围成的面积为N 1N×1=N 1N ,即⎠⎛01f (x )dx =N 1N .自助餐1.已知⎠⎛a b f (x )dx =6,则⎠⎛a b 6f (x )dx 等于( )A .6B .6(b -a )C .36D .不确定 答案:C解析:【知识点:定积分】 2.11x dx --⎰等于( )A .11()x dx --⎰B .11xdx -⎰C .0110()x dx xdx --+⎰⎰D .0110()xdx x dx -+-⎰⎰ 答案:C解析:【知识点:定积分】3.设连续函数f (x )>0,则当a <b 时,定积分⎠⎛a b f (x )dx 的符号( )A .一定是正的B .一定是负的C .当0<a <b 时是正的D .以上都不对 答案:A解析:【知识点:定积分】4.若⎠⎛a b f (x )dx =1,⎠⎛a b g (x )dx =-3,则⎠⎛a b [2f (x )+g (x )]dx =( )A .2B .-3C .-1D .4 答案:C解析:【知识点:定积分】5.设a =10⎰x 13dx ,b =10⎰x 2dx ,c =1⎰x 3dx ,则a ,b ,c 的大小关系是( )A .c >a >bB .a >b >cC .a =b >cD .a >c >b 答案:B解析:【知识点:定积分】根据定积分的几何意义,易知⎰01x 3dx <⎰01x 2dx <⎰01x 13dx ,即a >b >c .6.由曲线y =x 2-1,直线x =0,x =2和x 轴围成的封闭图形的面积(如图)可表示为( )A.220(1)x dx -⎰B.2201x dx -⎰C.220(1)x dx -⎰D.122201(1)(1)x dx x dx -+-⎰⎰ 答案:B解析:【知识点:定积分】由定积分的几何意义知,阴影部分的面积为2121222211(1)(1)(1)(1)x dx x dx x dx x dx ---=-++⎰⎰⎰⎰2201x dx =-⎰7.⎠⎛06(2x -4)dx =____________. 答案:12解析:【知识点:定积分】A (0,-4),B (6,8),M (2,0),S △AOM =12×2×4=4,S △MBC =12×4×8=16,∴⎠⎛06(2x-4)dx =16-4=128.已知f (x )是一次函数,其图象过点(3,4)且⎠⎛01f (x )dx =1,则f (x )的解析式为_________________. 答案:f (x )=65x +25解析:【知识点:定积分】设f (x )=ax +b (a ≠0),∵f (x )图象过(3,4)点,∴3a +b =4.又⎠⎛01f (x )dx =⎠⎛01(ax +b )dx =a ⎠⎛01xdx +⎠⎛01bdx =12a +b =1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧3a +b =4,12a +b =1,得⎩⎪⎨⎪⎧a =65,b =25.∴f (x )=65x +25.9.定积分⎠⎛-33(9-x 2-x 3)dx 的值为________.答案:92π 解析:【知识点:定积分】 如图,由定积分的几何意义,得⎠⎛-339-x 2dx =π×322=9π2,⎠⎛-33x 3dx =0.由定积分的性质,得 ⎠⎛-33(9-x 2-x 3)dx =⎠⎛-339-x 2dx -⎠⎛-33x 3dx =9π2. 10.已知f (x )=错误!未找到引用源。
高中数学 专题1.5.3 定积分的概念教案 新人教A版选修2-2-新人教A版高二选修2-2数学教案
定积分的概念【教学目标】1.了解定积分的概念,会用定义求定积分.2.理解定积分的几何意义.3.掌握定积分的基本性质.【教法指导】本节学习重点:掌握定积分的基本性质.本节学习难点:理解定积分的几何意义.【教学过程】☆复习引入☆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?解析:请同学思考并回顾以前所学知识并积极回答之.☆探索新知☆探究点一定积分的概念思考1 分析求曲边梯形的面积和变速直线运动的路程,找一下它们的共同点.答两个问题均可以通过“分割、近似代替、求和、取极限”解决,都可以归结为一个特定形式和的极限.思考2 怎样正确认识定积分ʃb a f(x)d x?(2)定积分就是和的极限limn→∞∑ni=1(ξi)·Δx,而ʃb a f(x)d x只是这种极限的一种记号,读作“函数f(x)从a到b 的定积分”.(3)函数f(x)在区间[a,b]上连续这一条件是不能忽视的,它保证了和的极限(定积分)的存在(实际上,函数连续是定积分存在的充分条件,而不是必要条件).例1 利用定积分的定义,计算ʃ10x3d x的值.解令f(x)=x3.(1)分割在区间[0,1]上等间隔地插入n -1个分点,把区间[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 =in(i =1,2,…,n ),则ʃ10x 3d x ≈S n =∑ni =1f (in)·Δx =∑ni =1(i n )3·1n=1n 4∑ni =1i 3=1n 4·14n 2(n +1)2=14(1+1n)2. (3)取极限ʃ10x 3d x =lim n →∞S n =lim n →∞14(1+1n )2=14. 反思与感悟 (1)利用定积分定义求定积分的数值仍然是“分割、近似代替、求和、取极值”这一过程,需要注意的是在本题中将近似代替、求和一起作为步骤(2),从而省略了解题步骤. (2)从过程来看,当f (x )≥0时,定积分就是区间对应曲边梯形的面积. 跟踪训练1 用定义计算ʃ21(1+x )d x .2+i -1n ,从而得∑n i =1f (ξi )Δx =∑ni =1(2+i -1n )·1n =∑n i =1⎝ ⎛⎭⎪⎫2n +i -1n 2 =2n ·n +1n2[0+1+2+…+(n -1)]=2+1n 2·n n -12=2+n -12n .(3)取极限:S =lim n →∞⎝⎛⎭⎪⎫2+n -12n =2+12=52. 因此ʃ21(1+x )d x =52.探究点二 定积分的几何意义思考1 从几何上看,如果在区间[a ,b ]上函数f (x )连续且恒有f (x )≥0,那么ʃba f (x )d x 表示什么?答 当函数f (x )≥0时,定积分ʃba f (x )d x 在几何上表示由直线x =a ,x =b (a <b ),y =0及曲线y =f (x )所围成的曲边梯形的面积.思考2 当f (x )在区间[a ,b ]上连续且恒有f (x )≤0时,ʃba f (x )d x 表示的含义是什么?若f (x )有正有负呢?答 如果在区间[a ,b ]上,函数f (x )≤0时,那么曲边梯形位于x 轴的下方(如图①). 由于b -an>0,f (ξi )≤0,故 f (ξi )b -a n≤0.从而定积分ʃb a f (x )d x ≤0,这时它等于如图①所示曲边梯形面积的相反值,即ʃba f (x )d x =-S .当f (x )在区间[a ,b ]上有正有负时,定积分ʃba f (x )d x 表示介于x 轴、函数f (x )的图象及直线x =a ,x =b (a ≠b )之间各部分面积的代数和(在x 轴上方的取正,在x 轴下方的取负).(如图②),即ʃba f (x )d x =-S 1+S 2-S 3. 例2 利用几何意义计算下列定积分: (1)ʃ3-39-x 2d x ;(2)ʃ3-1(3x +1)d x .(2)由直线x =-1,x =3,y =0,以及y =3x +1所围成的图形,如图所示:ʃ3-1(3x +1)d x 表示由直线x =-1,x =3,y =0以及y =3x +1所围成的图形在x 轴上方的面积减去在x 轴下方的面积,∴ʃ3-1(3x +1)d x =12×(3+13)×(3×3+1)-12(-13+1)×2=503-23=16. 反思与感悟 利用几何意义求定积分,关键是准确确定被积函数的图象,以及积分区间,正确利用相关的几何知识求面积.不规则的图象常用分割法求面积,注意分割点的准确确定. 跟踪训练2 根据定积分的几何意义求下列定积分的值: (1)ʃ1-1x d x ;(2)ʃ2π0cos x d x ;(3)ʃ1-1|x |d x . 解 (1)如图(1),ʃ1-1x d x =-A 1+A 1=0. (2)如图(2),ʃ2π0cos x d x =A 1-A 2+A 3=0.(3)如图(3),∵A 1=A 2,∴ʃ1-1|x |d x =2A 1=2×12=1.(A 1,A 2,A 3分别表示图中相应各处面积)探究点三 定积分的性质思考1 定积分的性质可作哪些推广? 答 定积分的性质的推广①ʃb a [f 1(x )±f 2(x )±…±f n (x )]d x =ʃb a f 1(x )d x ±ʃb a f 2(x )d x ±…±ʃba f n (x )d x ; ②ʃba f (x )d x =ʃc 1a f (x )d x +ʃc 2c 1f (x )d x +…+ʃbf (x )d x (其中n ∈N *). 思考2 如果一个函数具有奇偶性,它的定积分有什么性质?例3 计算ʃ3-3(9-x 2-x 3)d x 的值. 解 如图,由定积分的几何意义得ʃ3-39-x 2d x =π×322=9π2,ʃ3-3x 3d x =0,由定积分性质得ʃ3-3(9-x 2-x 3)d x =ʃ3-39-x 2d x -ʃ3-3x 3d x =9π2. 反思与感悟 根据定积分的性质计算定积分,可以先借助于定积分的定义或几何意义求出相关函数的定积分,再利用函数的性质、定积分的性质结合图形进行计算. 跟踪训练3 已知ʃ10x 3d x =14,ʃ21x 3d x =154,ʃ21x 2d x =73,ʃ42x 2d x =563,求: (1)ʃ203x 3d x ;(2)ʃ416x 2d x ;(3)ʃ21(3x 2-2x 3)d x . 解 (1)ʃ203x 3d x =3ʃ20x 3d x =3(ʃ10x 3d x +ʃ21x 3d x )=3×(14+154)=12;(2)ʃ416x 2d x =6ʃ41x 2d x =6(ʃ21x 2d x +ʃ42x 2d x )=6×(73+563)=126; (3)ʃ21(3x 2-2x 3)d x =ʃ213x 2d x -ʃ212x 3d x=3ʃ21x 2d x -2ʃ21x 3d x =3×73-2×154=7-152=-12. ☆课堂提高☆1.下列结论中成立的个数是( )①ʃ10x 3d x =∑ni =1i 3n 3·1n; ②ʃ10x 3d x =lim n →∞∑ni =1i -13n 3·1n;③ʃ10x 3d x =lim n →∞∑ni =1i 3n 3·1n. A .0 B .1 C .2 D .3 【答案】 C2.当n 很大时,函数f (x )=x 2在区间1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦ (i =1,2,…,n )上的值可以用 ( )近似代替 A.inB .1f n ⎛⎫⎪⎝⎭ C .i f n ⎛⎫⎪⎝⎭D .1n【答案】C【解析】f (x )=x 2在区间1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的值可以用区间1,i i n n -⎡⎤⎢⎥⎣⎦上每一点对应的函数值近似代替,故选C. 3.下列等式不成立的是( ) A. ()()ba mf x ng x dx ⎡⎤+⎣⎦⎰=m ()b a f x dx ⎰+n ()ba g x dx ⎰ B. ()1ba f x dx ⎡⎤+⎣⎦⎰=()ba f x dx ⎰+b -aC. ()()baf xg x dx ⎰=()()bbaaf x dxg x dx ⎰⎰D.2π2πsin xdx -⎰=02π2πsin sin xdx xdx -+⎰⎰【答案】C【解析】利用定积分的性质进行判断,选项C 不成立.例如112xdx =⎰,12013x dx =⎰,13014x dx =⎰,11132000x dx xdx x dx ≠⋅⎰⎰⎰.故选C.4.已知定积分ʃ60f (x )d x =8,且f (x )为偶函数,则ʃ6-6f (x )d x 等于( ). A .0 B .16 C .12 D .8 【答案】 B【解析】 偶函数图象关于y 轴对称,故ʃ6-6f (x )d x =2ʃ60f (x )d x =16,故选B. 5.已知1e e 1xdx =-⎰,221e e e xdx =-⎰,2283x dx =⎰,2122ln 2dx x =⎰.求:(1)2e xdx ⎰;(2)()220e 3xx dx +⎰;(3)211e x dx x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰. 【解析】(1)21222001e e e e 1e e e 1x x x dx dx dx =+=-+-=-⎰⎰⎰.(2)()22e3xx dx +⎰=2e xdx ⎰+()223x dx ⎰=2e xdx ⎰+2203x dx ⎰=e 2-1+8=e 2+7.(3)211e x dx x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰=21e xdx ⎰+21122dx x ⎰=e 2-e +ln2. 6.利用定积分的定义计算ʃ21(-x 2+2x )d x 的值,并从几何意义上解释这个值表示什么.(2)近似代替、求和取ξi =1+in(i =1,2,…,n ),则S n =∑ni =1f (1+i n )·Δx =∑ni =1[-(1+i n )2+2(1+i n )]·1n=-1n 3[(n +1)2+(n +2)2+(n +3)2+…+(2n )2]+2n2[(n +1)+(n +2)+(n +3)+…+2n ]=-1n3[2n 2n +14n +16-n n +12n +16]+2n2·n n +1+2n2=-13(2+1n )(4+1n )+16(1+1n )(2+1n )+3+1n .(3)取极限ʃ21(-x 2+2x )d x =lim n →∞S n =lim n →∞[-13(2+1n )(4+1n )+16(1+1n )(2+1n )+3+1n ]=23,2 3的几何意义为由直线x=1,x=2,y=0与曲线f(x)=-x2+2x所围成的曲边梯形的面积.ʃ21(-x2+2x)d x=。
定积分的概念教案
定积分的概念教案教案标题:定积分的概念教案教案目标:1. 理解定积分的概念及其在数学中的应用;2. 掌握定积分的计算方法;3. 能够运用定积分解决实际问题。
教学内容:1. 定积分的概念介绍;2. 定积分的计算方法;3. 定积分的应用。
教学步骤:引入活动:1. 引导学生回顾不定积分的概念和计算方法,以便为定积分的引入做铺垫。
主体活动:2. 介绍定积分的概念和意义,并与不定积分进行对比,强调二者的区别和联系。
3. 解释定积分的计算方法,包括Riemann和Newton-Leibniz公式等,通过实例演示如何进行定积分的计算。
4. 引导学生思考定积分的应用领域,如面积计算、物理学中的速度、加速度计算等,并结合实际问题进行案例分析和讨论。
5. 练习定积分的计算方法和应用,提供一些练习题,让学生进行个人或小组练习,并及时给予指导和反馈。
总结活动:6. 总结定积分的概念、计算方法和应用,强调定积分在数学中的重要性,并鼓励学生在今后的学习中继续深入探究。
教学资源:1. 教科书或教学课件;2. 白板、彩色粉笔/马克笔;3. 实例演示材料;4. 练习题。
评估方法:1. 教师观察学生在课堂上的参与程度和对概念的理解程度;2. 学生完成的练习题和解答过程;3. 学生参与案例分析和讨论的贡献。
拓展活动:1. 鼓励学生自主学习和探究更多与定积分相关的概念和应用;2. 提供相关参考资料和学习资源,供学生进一步学习和研究。
注意事项:1. 确保教学内容和步骤的连贯性和逻辑性;2. 根据学生的学习进度和理解程度,灵活调整教学节奏;3. 鼓励学生积极参与课堂讨论和练习,培养他们的问题解决能力和数学思维能力。
高中数学人教A版选修2-2教案-1.5 定积分的概念_教学设计_教案_1
教学准备
1. 教学目标
1.体会求曲边图形面积的过程;
2.感受在其过程中渗透的思想方法:分割、以直代曲、逼近。
2. 教学重点/难点
教学重点:掌握过程步骤:分割、以直代曲、求和、逼近(取极限).
教学难点:过程的理解
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
教学过程:
一.创设情景
我们学过如何求正方形、长方形、三角形等的面积,这些图形都是由直线段围成的。
那么,如何求曲线围成的平面图形的面积呢?这就是定积分要解决的问题。
定积分在科学研究和实际生活中都有非常广泛的应用。
本节我们将学习定积分的基本概念以及定积分的简单应用,初步体会定积分的思想及其应用价值。
形“以直代取”,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,对这些近似值求和,就得到曲边梯形面积的近似值.分割越细,面积的近似值就越精确。
当分割无限变细时,这个近似值就无限逼近所求曲边梯形的面积S.也即:用划归为计算矩形面积和逼近的思想方法求出曲边梯形的面积.
解:1.分割
第二步:近似代替,“以直代取”。
用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积,求出每个小曲边梯形面积的近似值.
第三步:求和.
第四步:取极限。
说明:1.归纳以上步骤,其流程图表示为:
分割以直代曲求和逼近
2.最后所得曲边形的面积不是近似值,而是真实值
三.典例分析
五.回顾总结
1.求曲边梯形的思想和步骤:分割以直代曲求和逼近(“以直代曲”的思想)
六.布置作业。
1.5《定积分的概念》课件(新人教选修2-2)(ks5u高考资源网)
引例曲边梯形的面积
exit
定积分的定义
exit
定积分的几何意义
exit
注:
1.
f ( x)dx 与
b a
n
b
a
f ( x)dx 的差别
是函数 是一个确定的常数
f ( x)dx 是 f (x) 的全体原函数
f ( x)dx是一个和式的极限
i 1 i
2 .当
f ( )x 的极限存在时,其极限值仅与被积函数 f(x) 及积分区间 [a,b] 有关,而与区间 a, b 的分法及
x dx lim f ( i )xi a f ( x)dx n
2
b i 1
n
x
2
在
[0,1] 上连续,所以
1
0
x 2 dx 存在
0,1分成n等份,每份长 1 n ,各分点是:
n 2
x0 0, x1 1 n , x2 2 n ,, xn n n 1
n i 1 1 2 xdx lim lim 3 i 0 n n n i 1 n n i 1
i
点的取法无关。 3.定积分的值与积分变量用什么字母表示无关,即有
b
a
f ( x)dx f (t )dt f (u)du
a a
a b
b
b
4.规定: b f ( x)dx a f ( x)dx
a
a
f ( x)dx 0
例 1: 用定义求定积分 解 因为 把区间
1
0
1
1 1 1 lim 3 nn 12n 1 n n 6 3
《定积分的概念》教学教案
《定积分的概念》教学教案教学教案《定积分的概念》一、教学目标1.理解定积分的概念和基本性质;2.掌握计算定积分的方法和技巧;3.运用定积分解决实际问题。
二、教学重点1.定积分的概念和基本性质;2.计算定积分的方法和技巧。
三、教学难点1.理解定积分的概念和基本性质;2.运用定积分解决实际问题。
四、教学准备1.教材:数学教材、习题集等;2.工具:黑板、粉笔等。
五、教学过程Step 1 知识导入(5分钟)1.复习集中讨论上一节课的内容,引入定积分的概念。
2.提问:你们对定积分有什么了解?Step 2 定积分的概念(20分钟)1. 导入:引入定积分的基本概念,如Riemann和、分割、积分和面积的关系等。
2.讲解:通过具体的例子,解释定积分的定义和意义。
3.提问:如何通过曲线的面积概念引入定积分?Step 3 定积分的基本性质(15分钟)1.引入:引入定积分的基本性质,如线性性质、区间可加性、保号性等。
2.讲解:通过具体例子验证定积分的基本性质。
3.提问:如何理解定积分的线性性质?Step 4 计算定积分(25分钟)1.导入:通过几何问题,引入定积分的计算方法。
2.讲解:教授求定积分的方法和技巧,如代数法、几何法、换元法等。
3.举例:通过具体的例子讲解并计算定积分。
4.练习:让学生完成相应的练习题。
Step 5 运用定积分(20分钟)1.导入:通过实际问题引入定积分的应用。
2.讲解:教授定积分在物理学和经济学等领域的应用。
3.举例:通过实际问题的例子,展示定积分的应用过程。
4.提问:你对定积分的应用有何感悟?Step 6 拓展延伸(15分钟)1.讲解:让学生了解定积分的应用不仅限于一元函数,还可以推广到二元和多元函数。
2.提问:你能举例说明定积分在二元和多元函数中的应用吗?六、教学总结(10分钟)1.复习:对本节课的知识点进行复习。
2.总结:对本节课的教学内容进行总结,概括定积分的概念、基本性质和计算方法。
高中数学定积分的概念教案新人教版选修
高中数学定积分的概念教案新人教版选修一、教学目标1. 理解定积分的概念,掌握定积分的定义方法和性质。
2. 学会利用定积分解决实际问题,提高运用数学知识解决实际问题的能力。
3. 培养学生的逻辑思维能力、创新能力和合作能力。
二、教学内容1. 定积分的概念:定积分的定义、定积分的性质。
2. 定积分的计算:牛顿-莱布尼茨公式、定积分的换元法、分部积分法。
3. 定积分在实际问题中的应用。
三、教学重点与难点1. 重点:定积分的概念、性质,定积分的计算方法。
2. 难点:定积分的理解和运用,定积分的计算技巧。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究定积分的概念和性质。
2. 利用案例分析法,让学生学会将实际问题转化为定积分问题。
3. 运用讨论法,培养学生的合作能力和创新思维。
五、教学过程1. 导入:通过生活中的实例,引导学生思考如何求解曲边图形的面积。
2. 探究定积分的概念:讲解定积分的定义,让学生理解定积分的基本思想。
3. 学习定积分的性质:引导学生通过举例,总结定积分的性质。
4. 定积分的计算:讲解牛顿-莱布尼茨公式,教授换元法和分部积分法。
5. 应用定积分解决实际问题:让学生分组讨论,选取实例进行分析。
6. 总结与反馈:对所学内容进行总结,收集学生反馈,及时调整教学方法。
六、教学评价1. 评价学生对定积分概念的理解程度,通过课堂提问、作业批改等方式进行。
2. 评价学生对定积分性质的掌握情况,通过课后练习、小测验等方式进行。
3. 评价学生运用定积分解决实际问题的能力,通过分组讨论、课堂展示等方式进行。
七、教学资源1. PPT课件:制作精美的PPT课件,展示定积分的概念、性质和计算方法。
2. 教学案例:收集与生活实际相关的案例,用于引导学生运用定积分解决实际问题。
3. 练习题库:编写一定数量的练习题,用于巩固学生对定积分的理解和运用。
八、教学进度安排1. 第1周:导入定积分的概念,讲解定积分的定义和性质。
人教版高中数学选修2-2《定积分的概念》优质教案
《定积分的概念》(3)教学设计姓名:单位:定积分的概念(3)知识与技能:1借助于几何直观体会定积分的基本思想,了解定积分的概念,能用定积分法求简单的定积分. 2理解掌握定积分的几何意义和性质; 过程与方法:通过问题的探究体会逼近、以直代曲的数学思想方法。
教学重点:定积分的概念、用定义求简单的定积分、定积分的几何意义.教学难点:定积分的概念、定积分的几何意义. 教学过程:从前面求曲边图形面积以及求变速直线运动路程的过程发现,它们都可以通过“分割、近似代替、求和、取极限得到解决,且都归结为求一个特定形式和的极限,()()i ni n ni i x f n x f S ξξ∑∑=∞→=→∆=∆•=111lim lim()()i ni n n i i t v nt v S ξξ∑∑=∞→=→∆=∆•=1101lim lim 事实上,许多问题都可以归结为求这种特定形式和的极限 ☆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0121i i n a x x x x x x b -=<<<<<<<=将区间[,]a b 等分成n 个小区间,在每个小区间[]1,i i x x -上取一点()1,2,,i i n ξ=,作和式:()()i ni ni i f nab x f ξξ∑∑==-=∆•11当n →+∞)时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分。
记为:()b a f x dx ⎰ 即()ba f x dx ⎰=()i ni n f nab ξ∑=∞→-1lim 其中函数()f x 叫做 ,x 叫做 变量,区间[,]a b 为 区间,b 积分 ,a 积分 。
说明:(1)定积分()ba f x dx ⎰是一个常数(2)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[]1,i i i x x ξ-∈;③求和:1()ni i b af nξ=-∑;④取极限:()1()lim nbi an i b af x dx f nξ→∞=-=∑⎰(3)曲边图形面积:()ba S f x dx =⎰;变速运动路程21()t t S v t dt =⎰☆定积分的几何意义从几何上看,如果在区间[a,b]上的函数()f x 连续且恒有()0f x ≥。
高中数学 1.5.3定积分的概念导学案新人教版选修2-2 (2)
1.5.3 定积分的概念【学习目标】理解定积分的概念,掌握三种求定积分的方法 【重点难点】求定积分的方法 一、自主学习要点1 定积分的概念如果函数f (x )在区间[a ,b ]上连续,用分点a =x 0<x 1<…<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ξ1(i =1,2,…,n ),作和式∑i =1nf (ξ1)Δx =∑i =1nb -anf (ξ1),当n →∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数f (x )在区间[a ,b ]上的 ,记作⎠⎛a bf(x)d x ,即⎠⎛abf(x)d x =lim n→∞∑i =1nb -anf(ξi ).这里,a 与b 分别叫做积分 与积分 ,区间[a ,b ]叫做积分 ,函数f(x)叫做 ,x 叫做 ,f(x)d x 叫做 要点2 定积分的几何意义如果在区间[a ,b]上函数f(x)连续且恒有 ,那么定积分⎠⎛ab f(x)d x 表示由所围成的曲边梯形的面积. 要点3 定积分的性质(1)⎠⎛a b kf(x)d x = (k 为常数);(2)⎠⎛a b [f 1(x)±f 2(x)]d x = ; (3)⎠⎛ab f(x)d x = (a<c<b). 二、合作,探究,展示,点评 题型一 定义法求定积分例1 用定义计算⎠⎛12(1+x)d x.题型二 定积分的几何意义 例2 求定积分⎠⎛011-x 2d x.思考题1 不用计算,根据图形,用不等号连接下列各式:(1)⎠⎛01x d x________⎠⎛01x 2d x(如右图);(2)⎠⎛01x d x________⎠⎛12x d x(如下图);(3)⎠⎛024-x 2d x________⎠⎛022d x(如下图).题型三 利用性质求定积分例3 (1)计算⎠⎛-33 (9-x 2-x 3)d x 的值;(2)已知f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x x∈[0,,4-x x∈[2,,52-x 2 x∈[3,5],求f(x)在区间[0,5]上的定积分.思考题2 (1)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x∈[-2,,2x ,x∈[2,π,cos x ,x∈[π,2π],求f(x)在区间[-2,2π]上的积分;(2)计算⎠⎜⎜⎛π232 π(2-5sin x)d x 的值.题型四 利用定积分表示平面图形的面积例4 利用定积分的性质和定义表示下列曲线围成的平面区域的面积.(1)y =0,y =x ,x =2; (2)y =x -2,x =y 2.思考题3 用定积分表示抛物线y =x 2-2x +3与直线y =x +3所围成的平面图形的面积.三、知识小结1. 若f(x)在[-a ,a]上连续,则:(1)当f(x)是偶函数时,⎠⎛-a a f(x)d x =2⎠⎛0a f(x)d x.(2)当f(x)是奇函数时,⎠⎛-aa f(x)d x =0.2.定积分的性质拓展:拓展一:若在区间[a ,b]上,f(x)≥0,则⎠⎛ab f(x)d x≥0.拓展二:若在区间[a ,b]上,f(x)≤g(x),则⎠⎛a b f(x)d x≤⎠⎛ab g(x)d x.拓展三:⎪⎪⎪⎪⎠⎛abd x ≤⎠⎛ab |f(x)|d x.拓展四(估值定理):设函数f(x)在区间[a ,b]上的最小值与最大值分别为m 与M ,则m(b -a)≤⎠⎛ab f(x)d x≤M(b -a).利用这个性质,由被积函数的在积分区间上的最小值及最大值,可以估计出积分值的大致范围.。
数学:1.5.3《定积分的概念》教案(新人教A版选修2-2)
文档从网络收集.经重新纠错整理.word 可编辑.欢迎下载支持- 1 - 1.5.3 定积分的概念教学目标:1. 了解曲边梯形面积与变速直线运动的共同特征.2. 理解定积分及几何意义.3. 掌握定积分的基本性质及其计算 教学重点与难点:1. 定积分的概念及几何意义2. 定积分的基本性质及运算 教学过程:1. 定积分的定义:2. 怎样用定积分表示:x =0,x =1,y =0及f (x )=x 2所围成图形的面积?t =0,t =1,v =0及v =-t 2-1所围成图形的面积?3. 你能说说定积分的几何意义吗?例如⎰b a dx x f )(的几何意义是什么?梯形的面积所围成的曲边和曲线,,是直线定积分)(0)()(x f y y b a b x a x dx x f b a==≠==⎰ 4.4. 根据定积分的几何意义,你能用定积分表示下图中阴影部分的面积吗?思考:试用定积分的几何意义说明 1.⎰-2024dx x 的大小由直线x =0,x =2,y =0及24x y -=所围成的曲边梯形的面积,即圆x2+y2=22的面积的41,.4202π=-∴⎰dx x 2. 0113=⎰-dx x 5. 例:利用定积分的定义,计算0103=⎰dx x 的值.6.由定积分的定义可得到哪些性质? 常数与积分的关系 ⎰⎰=b a b a dx x f k dx x kf )()( 和差的积分 推广到有限个也成立⎰⎰⎰±=±b a b a b a dx x f dx x f dx x f x f )()()]()([2121 区间和的积分等于各段积分和)()()()(b c a dx x f dx x f dx x f b c c a b a <<+=⎰⎰⎰其中 7练习:计算下列定积分⎰-312)2(dx x x。
新人教A版选修(2-2)1.5.3《定积分的概念》word教案
学校: 临清一中 学科:数学 编写人:李洪涛 审稿人:张林§1.5.3定积分的概念教案教学目标:⒈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;⒉借助于几何直观定积分的基本思想,了解定积分的概念,能用定积分法求简单的定积分.3.理解掌握定积分的几何意义;教学重点:定积分的概念、定积分法求简单的定积分、定积分的几何意义. 教学难点:定积分的概念、定积分的几何意义. 教学过程: 一.创设情景 复习:1. 回忆前面曲边图形面积,变速运动的路程,变力做功等问题的解决方法,解决步骤:2.对这四个步骤再以分析、理解、归纳,找出共同点. 二.新课讲授1.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0121i i n a x x x x x x b -=<<<<<<<=将区间[,]a b 等分成n 个小区间,每个小区间长度为x ∆(b ax n-∆=),在每个小区间[]1,i i x x -上取一点()1,2,,i i n ξ=,作和式:11()()nnn i i i i b aS f x f nξξ==-=∆=∑∑如果x ∆无限接近于0(亦即n →+∞)时,上述和式n S 无限趋近于常数S ,那么称该常数S 为函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分。
记为:()baS f x dx =⎰其中()f x 成为被积函数,x 叫做积分变量,[,]a b 为积分区间,b 积分上限,a 积分下限。
说明:(1)定积分()baf x dx ⎰是一个常数,即n S 无限趋近的常数S (n →+∞时)称为()baf x dx ⎰,而不是n S .(2)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[]1,i i i x x ξ-∈;③求和:1()ni i b a f n ξ=-∑;④取极限:()1()lim n b i a n i b af x dx f n ξ→∞=-=∑⎰ (3)曲边图形面积:()baS f x dx =⎰;变速运动路程21()t t S v t dt =⎰;变力做功 ()baW F r dr =⎰2.定积分的几何意义说明:一般情况下,定积分()baf 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 轴下方的面积去负号.(可以先不给学生讲).分析:一般的,设被积函数()y f x =,若()y f x =在[,]a b 上可取负值。
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§1.5.3定积分的概念(2课时)
教学目标:
⒈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;
⒉借助于几何直观定积分的基本思想,了解定积分的概念,能用定积分法求简单的定积分.
3.理解掌握定积分的几何意义;
教学重点:定积分的概念、定积分法求简单的定积分、定积分的几何意义. 教学难点:定积分的概念、定积分的几何意义. 教学过程: 一.创设情景 复习:
1.
2.对这四个步骤再以分析、理解、归纳,找出共同点. 二.新课讲授
1.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
0121i i n a x x x x
x x b -=<<<<<<<=
将区间[,]a b 等分成n 个小区间,每个小区间长度为x ∆(b a
x n
-∆=
),在每个小区间[]1,i i x x -上取一点()1,2,,i i n ξ= ,作和式:1
1
())n
n
n i i i i S f x ξ===∆=∑∑
如果x ∆无限接近于0(亦即n →+∞)时,上述和式n S 无限趋近于常数S ,那么称该常数S 为函数()f x 在区间[,]a b 上的定积分。
记为:()b
a
S f x dx =
⎰
其中()f x 成为被积函数,x 叫做积分变量,[,]a b 为积分区间,b 积分上限,a 积分下限。
说明:(1)定积分
()b
a
f x dx ⎰
是一个常数,即n S 无限趋近的常数S (n →+∞时)称为
()b
a
f x dx ⎰
,而不是n S .
(2)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[]1,i i i x x ξ-∈;③求和:1
()n
i i b a
f n ξ=-∑;④取极限:()1()lim n b i a n i b a f x dx f n ξ→∞=-=∑⎰ (3)曲边图形面积:()b
a
S f x dx =
⎰;变速运动路程2
1
()t t S v t dt =⎰
;
变力做功 ()b
a
W F r dr =
⎰
2.定积分的几何意义
说明: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 轴下方的面积去负
号.(可以先不给学生讲).
分析:一般的,设被积函数()y f x =,若()y f x =在[,]a b 上可取负值。
考察和式()()()12()i n f x x f x x f x x f x x ∆+∆++∆++∆ 不妨设1(),(),,()0i i n f x f x f x +< 于是和式即为
()()()121(){[()][]}i i n f x x f x x f x x f x x f x x -∆+∆++∆--∆++-∆
()b
a f x dx ∴=⎰阴影A 的面积—阴影B 的面积(即x 轴上方面积减x 轴下方的面积)
2.定积分的性质
根据定积分的定义,不难得出定积分的如下性质:
性质1 a b dx b
a
-=⎰1
性质2 ⎰
⎰=b
a
b a
dx x f k dx x kf )()( (其中k 是不为0的常数) (定积分的线性性
质)
性质3
121
2
[()()]()()b
b
b
a
a
a
f x f x d x f x d x
f x d x ±=±⎰
⎰
⎰ (定积分的线性性质)性质4
()()()(b c
b
a
a
c
f x d x
f x d x f x d x
a c
b =+<<⎰⎰⎰
其中 (定积分对积分区间的可加性) 说
明:①
推
广:
1212[()()()]()()()b
b
b
b m m a
a
a
a
f x f x f x dx f x dx f x dx f x ±±±=±±±⎰
⎰⎰⎰
②推广:
12
1
()()()()k
b
c c b
a
a
c c f x dx f x dx f x dx f x dx =+++⎰
⎰⎰⎰
③性质解释:
三.典例分析 例1.计算定积分
2
1
(1)x dx +⎰
分析:所求定积分即为如图阴影部分面积,面积为52。
即:
2
1
5(1)2
x dx +=
⎰
思考:若改为计算定积分
2
2
(1)x dx -+⎰
改变了积分上、下限,被积函数在[2,2]-现了负值如何解决呢?(后面解决的问题)
四.课堂练习 计算下列定积分 1.5
0(24)x dx -⎰
5
(24)945x dx -=-=⎰
2.
1
1
x dx -⎰ 11111111122
x dx -=⨯⨯+⨯⨯=⎰
5.课本 练习 五.回顾总结
1.定积分的概念、定积分法求简单的定积分、定积分的几何意义.
六.布置作业
AMNB AMPC CPNB
S S S =+曲边梯形曲边梯形曲边梯形。