高等数学教案过程(DOC)
高等数学教案word版
高等数学教案word版篇一:高等数学上册教案篇二:《高等数学》教案《高等数学》授课教案第一讲高等数学学习介绍、函数了解新数学认识观,掌握基本初等函数的图像及性质;熟练复合函数的分解。
函数概念、性质(分段函数)—基本初等函数—初等函数—例子(定义域、函数的分解与复合、分段函数的图像)授课提要:前言:本讲首先是《高等数学》的学习介绍,其次是对中学学过的函数进行复习总结(函数本质上是指变量间相依关系的数学模型,是事物普遍联系的定量反映。
高等数学主要以函数作为研究对象,因此必须对函数的概念、图像及性质有深刻的理解)。
一、新教程序言1、为什么要重视数学学习(1)文化基础——数学是一种文化,它的准确性、严格性、应用广泛性,是现代社会文明的重要思维特征,是促进社会物质文明和精神文明的重要力量;(2)开发大脑——数学是思维训练的体操,对于训练和开发我们的大脑(左脑)有全面的作用;(3)知识技术——数学知识是学习自然科学和社会科学的基础,是我们生活和工作的一种能力和技术;(4)智慧开发——数学学习的目的是培养人的思维能力,这种能力为人的一生提供持续发展的动力。
2、对数学的新认识(1)新数学观——数学是一门特殊的科学,它为自然科学和社会科学提供思想和方法,是推动人类进步的重要力量;(2)新数学教育观——数学教育(学习)的目的:数学精神和数学思想方法,培养人的科学文化素质,包括发展人的思维能力和创新能力。
(3)新数学素质教育观——数学教育(学习)的意义:通过“数学素质”而培养人的“一般素质”。
[见教材“序言”]二、函数概念1、函数定义:变量间的一种对应关系(单值对应)。
(用变化的观点定义函数),记:y?f(x)(说明表达式的含义)(1)定义域:自变量的取值集合(D)。
(2)值域:函数值的集合,即{yy?f(x),x?D}。
例1、求函数y?ln(1?x2)的定义域?2、函数的图像:设函数y?f(x)的定义域为D,则点集{(x,y)y?f(x),x?D} 就构成函数的图像。
高等数学电子教案(下).doc
《高等数学》
授课教案
2008 ~2009 学年第二学期
教师姓名:李石涛
授课对象:1.化学工程与工艺0801-0803,应用化学0801,0802
2.高分子材料工程0801,0802;环境工程0801,0802 授课学时: 128/64
选用教材《高等数学》史俊贤主编
大连理工大学出版社2006/2
基础部数学教研室
沈阳工业大学教案
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第 6 周授课日期 09.3.27
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第 9 周授课日期 09.4.17
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第 11 周授课日期 09.5.1
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第 13 周授课日期 09.5.13
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第 14 周授课日期 09.5.22
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第 18 周授课日期 09.6.17。
《高等数学》课教案
《高等数学》精品课教案课 题:§1.1函数及其性质教学目的:1.理解函数、分段函数的概念,会求函数的定义域、表达式及函数值2.了解函数的有界性、单调性、奇偶性、周期性及反函数的定义教学重点:初等函数的概念、图形及性质 教学难点:分段函数的概念 课 型: 讲授课 课 时:2课时 教学过程一、导入新课在自然界中,某一现象中的各种变量之间,通常并不都是独立变化的,它们之间存在着依赖关系,我们观察下面几个例子:例如:某种商品的销售单价为p 元,则其销售额L 与销售量x 之间存在这样的依赖关系:L =px又例如:圆的面积S 和半径r 之间存在这样的依赖关系:2r S π=不考虑上面两个例子中量的实际意义,它们都给出了两个变量之间的相互依赖关系,这种关系是一种对应法则,根据这一法则,当其中一个变量在其变化范围内任意取定一个数值时,另一个变量就有确定的值与之对应。
两个变量间的这种对应关系就是函数概念的实质。
二、讲授新课(一)函数的定义定义 设有两个变量x ,y 。
对任意的x ∈D ,存在一定规律f ,使得y 有唯一确定的值与之对应,则y 叫x 的函数。
记作y=f(x),x ∈D 。
其中x 叫自变量,y 叫因变量。
定义10 (集合的观点)A ,B 为两个数集,对任意的x ∈D ,存在f ,在B 中有唯一确定的值与之对应。
记作:f :A →B函数两要素:对应法则、定义域(有的可直接看出,有的需计算),而函数的值域一般称为派生要素。
例1 f(x)=2x 2+3x-1就是一个特定的函数,f 确定的对应法则为:f( )=2( )2+3( )-1例10:设f(x+1)=2x 2+3x-1,求f(x). 解:设x+1=t 得x=t-1,则f(t)=2(t-1)2+3(t-1)-1=2t 2-t-2 ∴f(x)=2x 2 – x – 2其对应法则:f( )=2( )2 - ( ) -2定义域:使函数有意义的自变量的集合。
高中数学全部教案doc
高中数学全部教案doc
课程:高中数学
教师:XXX
时间:XXXX年XX月XX日
主题:XXXXXX
教学目标:
1. 熟练掌握XXXXX的解题方法和技巧;
2. 提高学生的数学思维和解题能力;
3. 培养学生的数学学习兴趣。
教学内容:
1. XXXX的基本概念;
2. XXXX的解题方法;
3. XXXX的应用题。
教学过程:
1. 导入(5分钟)
教师向学生介绍本节课的主题,并与学生讨论相关的问题,引起学生的兴趣。
2. 授课(30分钟)
教师讲解XXXXX的基本概念和解题方法,引导学生掌握解题技巧。
3. 练习(20分钟)
教师布置相关的练习题,让学生独立完成,并在解题过程中发现问题,并及时纠正。
4. 拓展(10分钟)
教师讲解XXXXX的应用题,帮助学生将所学知识应用到实际问题中。
5. 总结(5分钟)
教师对本节课内容进行总结,并与学生共同回顾解题方法和技巧。
教学评价:
1. 学生能熟练掌握XXXXX的解题方法和技巧;
2. 学生能独立完成相关练习题,并有效解决实际问题;
3. 学生在解题过程中展现出较好的数学思维和解题能力。
补充说明:
1. 本教案仅供参考,具体教学过程和内容可根据实际情况进行调整;
2. 学生在学习过程中应注重理解和掌握基本概念,而非死记硬背;
3. 希望学生能积极参与课堂讨论和互动,提高学习效果。
高数教学设计(共8篇)
高数教学设计〔共8篇〕第1篇:高数教案设计教案设计教材:《高等数学》〔第三版〕上册,第一章函数与极限,第三节函数的极限。
一、方案学时本小节分为两个局部,对于初学者来说有一定的难度,所以也就分为两个学时进展教学。
第一学时:自变量趋于有限值时函数的极限。
第二学时:自变量趋于无穷大时函数的极限。
〔本次教案主要说明第一学时的内容。
〕二、教材处理通过第一节关于函数根本知识的学习,以及高中时已经对函数极限有过一定的学习理解与铺垫,所以就要通过一些根本的例如,来一步步引导学生接触本节的内容,并进一步学习与研究。
来扩展同学们的知识面,并易于承受新内容。
三、教学目的知识和才能目的:1、通过教学过程培养学生的思维才能、运算才能、以及数学创新意识。
让你给同学们积极考虑、敢于提出自己的想法。
2、让同学们掌握一些本节教学中所涉及的技能技巧。
3、通过数学知识为载体,增强学生们的逻辑思维才能,进步学习的兴趣和才能。
传达出数学的人文价值。
四、教学难点和重点1、如何让学生较快的承受新的理念与知识,而改掉以前类似的学习中的定势与习惯性思维。
2、让学生们纯熟的运用书中所涉及的公式与理解一些重要的定理,从而更好的做题。
五、教学设计1、总体思路先通过在黑板上写一些以前学过的相关知识的例题,让同学们到黑板上去做。
然后,对题目做一些变形,就成了本小节所学的知识,此时,就要通过一步步的引导,让同学们呢理解步骤的方法技巧。
最后,就是先要学生们自己总结本节的内容与规律技巧,之后,再告诉同学们本节所需要重点掌握的知识。
2、教学过程〔1〕先让同学们大致看一下本小节内容,对本节内容有一定的理解。
〔4分钟〕设计说明:通过让同学们进展自主学习,对本小节内容有大志的理解,以便于学生更易于承受新知识。
〔2〕通过小例子让大家熟悉并初步认识一下极限的概念。
如:问题:当x无限接近于1的时候,函数f(x)=2x-1的取值。
解析:问题可转化成|f(x)-1|最小取值,因为|f(x)-1|可以无限变小,也就是无限趋近于0,所以当x无限接近于1的时候,函数f(x)=2x-1的取值就是0.〔5分钟〕设计说明:通过引导学生们的思维,带到新的内容,培养学生们的逻辑思维才能以及发撒思维才能。
《高等数学教案》
《高等数学教案》word版第一章:函数与极限1.1 函数的概念与性质定义函数的概念讨论函数的性质(单调性、奇偶性、周期性等)1.2 极限的概念与性质引入极限的概念探讨极限的性质与运算1.3 无穷小与无穷大定义无穷小与无穷大的概念比较无穷小与无穷大的大小关系1.4 极限的运算法则极限的加减乘除法则极限的复合函数法则第二章:导数与微分2.1 导数的概念与性质引入导数的概念探讨导数的性质(单调性、极值等)2.2 导数的计算法则基本导数公式和、差、积、商的导数法则2.3 微分的方法与应用微分的概念与方法微分在近似计算与优化问题中的应用第三章:泰勒公式与微分中值定理3.1 泰勒公式的概念与性质引入泰勒公式的概念探讨泰勒公式的性质与应用3.2 微分中值定理的概念与证明罗尔定理、拉格朗日中值定理、柯西中值定理微分中值定理的应用(导数与函数的极值关系等)第四章:积分与微分方程4.1 积分的基本概念与方法引入积分的概念探讨积分的方法(牛顿-莱布尼茨公式、换元积分、分部积分等)4.2 微分方程的基本概念与方法引入微分方程的概念探讨微分方程的解法(常微分方程、线性微分方程等)第五章:线性代数基础5.1 向量的概念与运算定义向量的概念探讨向量的运算(加减、数乘、点积、叉积等)5.2 矩阵的概念与运算定义矩阵的概念探讨矩阵的运算(加减、数乘、转置、逆矩阵等)5.3 线性方程组的概念与解法引入线性方程组的概念探讨线性方程组的解法(高斯消元法、矩阵求逆法等)5.4 行列式的概念与性质定义行列式的概念探讨行列式的性质与计算方法第六章:概率论基础6.1 随机事件与概率定义随机事件与概率的概念探讨概率的计算(古典概率、条件概率、独立事件等)6.2 随机变量及其分布引入随机变量的概念探讨离散型随机变量与连续型随机变量的分布律6.3 期望与方差定义期望与方差的概念探讨期望与方差的计算及其性质第七章:线性代数进阶7.1 特征值与特征向量定义特征值与特征向量的概念探讨特征值与特征向量的计算及其应用7.2 二次型定义二次型的概念探讨二次型的标准型与判定定理7.3 线性空间与线性变换引入线性空间与线性变换的概念探讨线性变换的性质与计算第八章:常微分方程与应用8.1 常微分方程的基本概念定义常微分方程的概念探讨常微分方程的解法(分离变量法、积分因子法等)8.2 常微分方程的应用探讨常微分方程在物理、生物学等领域的应用8.3 线性微分方程组引入线性微分方程组的概念探讨线性微分方程组的解法与应用第九章:复变函数基础9.1 复数的基本概念与运算定义复数的概念探讨复数的运算(加减、乘除、共轭等)9.2 复变函数的概念与性质引入复变函数的概念探讨复变函数的性质(解析性、奇偶性等)9.3 复变函数的积分与级数探讨复变函数的积分(柯西积分定理、柯西积分公式等)探讨复变函数的级数(泰勒级数、洛朗级数等)第十章:实变函数与泛函分析初步10.1 实函数的基本概念与性质定义实函数的概念探讨实函数的性质(单调性、有界性等)10.2 泛函分析的基本概念引入泛函分析的概念探讨赋范线性空间与希尔伯特空间的基本概念10.3 赋范线性空间的基本定理探讨赋范线性空间中的基本定理(闭区间上的有界线性算子等)重点解析第一章:函数与极限重点:函数的概念与性质、极限的概念与性质、无穷小与无穷大、极限的运算法则。
《高等数学》课程教案
《高等数学》课程教案一、教学目标1. 知识与技能:使学生掌握高等数学的基本概念、理论和方法,培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生对高等数学的兴趣,培养学生的逻辑思维和抽象思维能力,引导学生认识高等数学在自然科学和社会科学中的重要地位。
二、教学内容1. 第一章:极限与连续教学重点:极限的定义、性质,函数的连续性,无穷小比较,洛必达法则。
2. 第二章:导数与微分教学重点:导数的定义,求导法则,高阶导数,隐函数求导,微分方程。
3. 第三章:积分与面积教学重点:不定积分,定积分,积分计算方法,面积计算,弧长与曲线长度。
4. 第四章:级数教学重点:数项级数的概念,收敛性判断,功率级数,泰勒级数,傅里叶级数。
5. 第五章:常微分方程教学重点:微分方程的基本概念,一阶线性微分方程,可分离变量的微分方程,齐次方程,线性微分方程组。
三、教学方法1. 采用讲授法,系统地讲解高等数学的基本概念、理论和方法。
2. 运用示例法,通过典型例题展示解题思路和技巧。
3. 组织练习法,让学生在课堂上和课后进行数学练习,巩固所学知识。
四、教学评价1. 过程性评价:关注学生在课堂上的参与程度、思维品质和问题解决能力。
2. 终结性评价:通过课后作业、单元测试、期中考试等方式,检验学生掌握高等数学知识的情况。
五、教学资源1. 教材:《高等数学》及相关辅助教材。
2. 课件:制作精美、清晰的课件,辅助课堂教学。
3. 习题库:提供丰富的习题,供学生课后练习。
4. 网络资源:利用网络平台,提供相关的高等数学学习资料和在线答疑。
5. 辅导资料:为学生提供补充讲解和拓展知识点的辅导资料。
六、第六章:多元函数微分学教学重点:多元函数的极限与连续,偏导数,全微分,高阶偏导数,方向导数,雅可比矩阵与行列式。
七、第七章:重积分教学重点:二重积分,三重积分,线积分,面积分,体积积分,重积分的计算方法,对称性原理。
八、第八章:常微分方程的应用教学重点:常微分方程在物理、生物学、经济学等领域的应用,求解方法,数值解法,稳定性分析。
《高等数学》标准教案
《高等数学》标准教案第一章:函数与极限1.1 函数的概念与性质教学目标:了解函数的定义,掌握函数的性质及常见函数类型。
教学内容:函数的定义,函数的单调性、奇偶性、周期性。
教学方法:通过实例讲解,引导学生理解函数的概念,运用性质进行分析。
1.2 极限的概念与性质教学目标:理解极限的概念,掌握极限的性质及求解方法。
教学内容:极限的定义,极限的性质,无穷小与无穷大,极限的求解方法。
教学方法:通过具体例子,引导学生理解极限的概念,运用性质及方法求解极限。
第二章:微积分基本概念2.1 导数与微分教学目标:理解导数的定义,掌握基本导数公式及微分方法。
教学内容:导数的定义,基本导数公式,微分的方法及应用。
教学方法:通过实际例子,引导学生理解导数的概念,运用公式及方法进行微分。
2.2 积分与微分方程教学目标:理解积分的概念,掌握基本积分公式及解微分方程的方法。
教学内容:积分的定义,基本积分公式,微分方程的解法。
教学方法:通过具体例子,引导学生理解积分的概念,运用公式及方法解微分方程。
第三章:多元函数微分学3.1 多元函数的概念与性质教学目标:了解多元函数的定义,掌握多元函数的性质及常见类型。
教学内容:多元函数的定义,多元函数的性质,常见多元函数类型。
教学方法:通过实例讲解,引导学生理解多元函数的概念,运用性质进行分析。
3.2 多元函数的求导法则教学目标:理解多元函数求导法则,掌握多元函数的求导方法。
教学内容:多元函数的求导法则,多元函数的求导方法。
教学方法:通过具体例子,引导学生理解多元函数求导法则,运用方法进行求导。
第四章:重积分与曲线积分4.1 二重积分及其应用教学目标:理解二重积分的定义,掌握二重积分的计算方法及应用。
教学内容:二重积分的定义,二重积分的计算方法,二重积分在几何及物理中的应用。
教学方法:通过具体例子,引导学生理解二重积分的概念,运用计算方法进行计算。
4.2 曲线积分的概念与应用教学目标:理解曲线积分的定义,掌握曲线积分的计算方法及应用。
大学高数第一章教案
一、教学目标1. 知识目标:(1)掌握函数、极限与连续的基本概念;(2)熟悉一元函数微分学的相关概念和计算方法;(3)了解一元函数积分学的基本概念和计算方法。
2. 能力目标:(1)培养学生运用数学知识解决实际问题的能力;(2)提高学生的逻辑思维和抽象思维能力;(3)培养学生严谨的数学素养。
3. 情感目标:(1)激发学生对数学学习的兴趣和热情;(2)培养学生的团队合作精神;(3)树立学生克服困难的信心。
二、教学内容1. 函数、极限与连续(1)函数的定义、性质和图像;(2)极限的概念和运算法则;(3)连续函数的定义和性质。
2. 一元函数微分学(1)导数的定义、性质和运算法则;(2)求导法则的应用;(3)微分的应用。
3. 一元函数积分学(1)定积分的定义、性质和计算方法;(2)不定积分的定义、性质和计算方法;(3)积分的应用。
三、教学过程1. 导入新课(1)通过实际例子,引导学生回顾函数、极限与连续的相关知识;(2)介绍本章学习的重要性和必要性。
2. 讲授新课(1)函数、极限与连续- 讲解函数的定义、性质和图像,结合实例进行说明;- 介绍极限的概念和运算法则,通过实例让学生理解极限的求法;- 讲解连续函数的定义和性质,让学生了解连续函数的特点。
(2)一元函数微分学- 讲解导数的定义、性质和运算法则,通过实例让学生掌握求导方法;- 介绍求导法则的应用,让学生能够灵活运用求导法则;- 讲解微分的应用,让学生了解微分在实际问题中的应用。
(3)一元函数积分学- 讲解定积分的定义、性质和计算方法,通过实例让学生掌握定积分的计算;- 介绍不定积分的定义、性质和计算方法,让学生能够求出不定积分;- 讲解积分的应用,让学生了解积分在实际问题中的应用。
3. 课堂练习(1)布置课堂练习题,让学生巩固所学知识;(2)指导学生解题,及时解答学生提出的问题。
4. 课堂小结(1)总结本章所学内容,让学生回顾重点知识;(2)强调学习方法,提高学生的自学能力。
(完整word)(整理)导数的概念及导数的几何意义.
<<高等数学〉>教案课型:讲授章节第二章导数与微分第一节导数及其运算 1·导数的概念及导数的几何意义教学目的:1、理解导数定义,能够运用定义求解简单函数的导数2、了解导数的几何意义,会求曲线在某点的切线和法线方程3、掌握可导与连续的关系,判别函数在某点的可导性与连续性教学重点:1、导数定义,包括函数在某点与在某区间的定义,单侧导数的定义2、导数的几何意义,求切线方程与法线方程教学难点:1、导数定义,包括函数在某点与在某区间的定义,单侧导数的定义2、导数的几何意义,求切线方程与法线方程教学过程:1、简介微积分的组成,微分与积分的区别2、引入导数概念3、给出导数定义(1)函数在某点导数的定义(2)函数在某区间导数的定义(3)单侧导数的定义4、求导数举例5、导数的几何意义6、求切线和法线方程举例7、可导与连续的关系8、举例判别函数在某点处的连续性和可导性9、课堂小结10、布置作业§1 导数及其运算一、 导数的概念1、导数的引入设一质点在坐标轴上作非匀速运动, 时刻t 质点的坐标为s , s 是t 的函数: s f (t ),求动点在时刻t 0的速度. 考虑比值000)()(t t t f t f t t s s --=--,这个比值可认为是动点在时间间隔t t 0内的平均速度. 如果时间间隔选较短, 这个比值在实践中也可用来说明动点在时刻t 0的速度。
但这样做是不精确的, 更确地应当这样: 令t t 0®0, 取比值00)()(t t t f t f --的极限, 如果这个极限存在, 设为v , 即 00)()(limt t t f t f v t t --=→,这时就把这个极限值v 称为动点在时刻t 0的速度. 2、导数的定义从上面所讨论的两个问题看出, 非匀速直线运动的速度和切线的斜率都归结为如下的极限: 00)()(lim 0x x x f x f x x --→.令x x x 0, 则y f (x 0x )f (x 0) f (x )f (x 0), x ®x 0相当于x ®0, 于是00)()(limx x x f x f x x --→成为 x yx ∆∆→∆0lim或xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 000。
(完整word版)高等数学教案
高等数学教案教 学 过 程§3 函数的极限一、函数的极限1.自变量趋于有限值时函数的极限定义:如果当x 无限接近于xo , 函数f(x)的值无限接近于常数A , 则称当x 趋于x0 时, f(x)以A 为极限. 记作 0lim x x →f(x)A 或f(x)→A(当x →0x ).定义的简单表述:A x f x x =→)(lim 0⇔∀ε>0, ∃δ>0, 当0<|x -x0|<δ时, |f(x)-A|<ε .2. 单侧极限:若当x →x0- 时, f(x)无限接近于某常数A , 则常数A 叫做函数f(x)当x →x0时的左极限, 记为A x f x x =-→)(lim 0或f(0x -)=A ;若当x →x0+ 时, f(x)无限接近于某常数A , 则常数A 叫做函数f(x)当x →x0时的右极限, 记为A x f x x =+→)(lim 0或f(0x +)=A .3.自变量趋于无穷大时函数的极限设f(x)当|x|大于某一正数时有定义. 如果存在常数A , 对于任意给定的正数ε, 总存在着正数X , 使得当x 满足不等式|x|>X 时, 对应的函数数值f(x)都满足不等式|f(x)-A|<ε,则常数A 叫做函数f(x)当x →∞时的极限, 记为A x f x =∞→)(lim 或f(x)→A(x →∞). A x f x =∞→)(lim ⇔∀ε >0, ∃X >0, 当|x|>X 时, 有|f(x)-A|<ε .类似地可定义A x f x =-∞→)(lim 和A x f x =+∞→)(lim .结论:A x f x =∞→)(lim ⇔A x f x =-∞→)(lim 且A x f x =+∞→)(lim .y y =x -1 -1 1 y =x +1 xO教 学 过 程§4 无穷大与无穷小.无穷大与无穷小1. 无穷小定义:如果函数f(x)当x →x0(或x →∞)时的极限为零, 那么称函数f(x)为当x →x0(或x →∞)时的无穷小.特别地, 以零为极限的数列{xn}称为n →∞时的无穷小.例如,因为01lim =∞→x x , 所以函数x 1为当x →∞时的无穷小.因为0)1(lim 1=-→x x , 所以函数为x -1当x →1时的无穷小.因为011lim =+∞→n n , 所以数列{11+n }为当n →∞时的无穷小.讨论: 很小很小的数是否是无穷小?0是否为无穷小?提示: 无穷小是这样的函数, 在x →x0(或x →∞)的过程中, 极限为零. 很小很小的数只要它不是零, 作为常数函数在自变量的任何变化过程中, 其极限就是这个常数本身, 不会为零.无穷小与函数极限的关系:定理1 在自变量的同一变化过程x →x0(或x →∞)中, 函数f(x)具有极限A 的充分必要条件是f(x)=A +α, 其中α是无穷小.证明: 设Ax f x x =→)(lim 0, ∀ε >0 , ∃δ >0, 使当0<|x -x0|<δ时, 有|f(x)-A|< .令α=f(x)-A , 则α是x →x0时的无穷小, 且f(x)=A +α .这就证明了f(x)等于它的极限A 与一个无穷小α之和.反之, 设f(x)=A +α , 其中A 是常数, α是x →x0时的无穷小, 于是|f(x)-A|=|α|.因α是x →x0时的无穷小, ∀ε >0 , ∃δ >0, 使当0<|x -x0|<δ, 有|α|< 或|f(x)-A|这就证明了A 是f(x) 当 x →x0时的极限.简要证明: 令α=f(x)-A , 则|f(x)-A|=|α|.如果∀ε >0 , ∃δ >0, 使当0<|x -x0|<δ, 有f(x)-A|,就有|α|< ; 反之如果∀ε >0 , ∃δ >0, 使当0<|x -x0|<δ, 有|α|<,就有f(x)-A| .这就证明了如果A 是f(x) 当 x →x0时的极限, 则α是x →x0时的无穷小; 如果α是x →x0时的无穷小, 则A 是f(x) 当 x →x0时的极限.类似地可证明x →∞时的情形. 例如, 因为333212121x x x +=+, 而021lim 3=∞→x x , 所以2121lim 33=+∞→x x x . 定理2 有限个无穷小的和也是无穷小定理3 有界函数与无穷小的乘积是无穷小 2. 无穷大定义:如果当x →x0(或x →∞)时, 对应的函数值的绝对值|f(x)|无限增大, 就称函数 f(x)为当x →x0(或x →∞)时的无穷大. 记为∞=→)(lim 0x f x x(或∞=∞→)(lim x f x ).应注意的问题: 当x →x0(或x →∞)时为无穷大的函数f(x), 按函数极限定义来说, 极限是不存在的. 但为了便于叙述函数的这一性态, 我们也说“函数的极限是无穷大”, 并记作∞=→)(lim 0x f x x (或∞=∞→)(lim x f x ).定理2 (无穷大与无穷小之间的关系):在自变量的同一变化过程中, 如果f(x)为无穷大, 则)(1x f 为无穷小; 反之, 如果f(x)为无穷小, 且f(x)≠0, 则)(1x f 为无穷大.简要证明: 如果0)(lim 0=→x f x x , 且f(x)≠0, 那么对于M 1=ε, ∃δ>0, 当0<|x -0x |<δ时,有M x f 1|)(|=<ε, 由于当0<|x -0x |<δ时, f(x)≠0, 从而M x f >|)(1|, 所以)(1x f 为x →x0时的无穷大.如果∞=→)(lim 0x f x x , 那么对于ε1=M , ∃δ>0,当0<|x -0x |<δ时,有ε1|)(|=>M x f , 即ε<|)(1|x f , 所以为x →x 时的无穷小.简要证明:如果f(x)→0(x →x0)且f(x)≠0, 则∀ε >0, ∃δ>0,当0<|x - x0|<δ时, 有|f(x)|<ε , 即, 所以f(x)→∞(x →x0). 如果f(x)→∞(x →x0), 则∀M >0, ∃δ>0,当0<|x - x0|<δ时, 有|f(x)|>M , 即, 所以f(x)→0(x →x0).教 学 过 程§5 极限运算法则一、极限运算法则定理1 如果lim f (x)=A , lim g (x)=B , 那么(1) lim [f (x)±g(x)] = lim f (x) ±lim g (x) =A ± B ; (2) lim f (x)⋅g(x) = lim f (x) ⋅ lim g (x) =A ⋅B ;(3)B Ax g x f x g x f ==)(lim )(lim )()(lim(B ≠0).证明(1): 因为lim f (x)=A , lim g (x)=B , 根据极限与无穷小的关系, 有f (x)=A +α,g (x)=B +β,其中α及β 为无穷小. 于是f (x) ±g (x)=(A +α) ± (B +β) =(A ± B) +(α± β),即f (x) ± g (x)可表示为常数(A ± B)与无穷小(α± β)之和. 因此lim [f (x) ± g (x)] =lim f (x) ± lim g (x) = A ± B .定理2 如果(x)≥(x), 而lim (x)=a , lim ψ(x)=b , 那么a ≥b . 推论1 如果lim f (x)存在, 而c 为常数, 则lim [c f (x)]=c lim f (x).推论2 如果lim f (x)存在, 而n 是正整数, 则lim [f (x)]n =[lim f (x)]n .例3. 求93lim 2 3--→x x x .教 学 过 程§6 极限存在准则·两个重要极限极限存在准则·两个重要极限 1. 夹逼准则准则I 如果数列{xn }、{yn}及{zn}满足下列条件:(1)yn ≤xn ≤zn(n 1, 2, 3, ⋅ ⋅ ⋅), (2)ay n n =∞→lim ,az n n =∞→lim ,那么数列{xn }的极限存在, 且ax n n =∞→lim .证明:因为a y n n =∞→lim , a z n n =∞→lim , 以根据数列极限的定义, ∀ε >0, ∃N 1>0, 当n >N 1时,有|y n -a |<ε ; 又∃N 2>0, 当n >N 2时, 有|z n -a |<ε . 现取N =max{N 1, N 2}, 则当 n >N 时, 有|y n -a |<ε , |z n -a |<ε同时成立, 即a -ε<y n <a +ε , a -ε<z n <a +ε ,同时成立. 又因yn ≤xn ≤zn , 所以当 n >N 时, 有a -ε<y n ≤x n ≤z n <a +ε ,即 |x n -a |<ε . 这就证明了ax n n =∞→lim .简要证明: 由条件(2), ∀ε >0, ∃N >0, 当n >N 时,有 |y n -a |<ε 及|z n -a |<ε , 即有 a -ε<y n <a +ε , a -ε<z n <a +ε , 由条件(1), 有a -ε<y n ≤x n ≤z n <a +ε , 即 |x n -a |<ε . 这就证明了a x n n =∞→lim .准则I '如果函数f(x)、g(x)及h(x)满足下列条件:(1) g(x)≤f(x)≤h(x);(2) lim g(x)=A , lim h(x)=A ; 那么lim f(x)存在, 且lim f(x)=A .第一重要极限:1sin lim 0=→xx x证明 首先注意到, 函数x xsin 对于一切x ≠0都有定义. 参看附图: 图中的圆为单位圆,BC ⊥OA , DA ⊥OA . 圆心角∠AOB x (0<x <2 π). 显然 sin x CB , x ⋂AB , tan x AD .因为S ∆AOB <S 扇形AOB <S ∆AOD ,所以21sin x <21x <21tan x ,即 sin x <x <tan x . 不等号各边都除以sin x , 就有x x x cos 1sin 1<<, 或 1sin cos <<x x x .注意此不等式当2 π<x <0时也成立. 而1cos lim 0=→x x , 根据准则I ', 1sin lim 0=→x x x .简要证明: 参看附图, 设圆心角∠AOBx (2 0π<<x ). 显然 BC < AB <AD , 因此 sin x < x < tan x ,从而 1sin cos <<x x x (此不等式当x <0时也成立).因为1cos lim 0=→x x , 根据准则I ', 1sin lim 0=→x x x .应注意的问题: 在极限)()(sin limx x αα中, 只要(x)是无穷小, 就有1)()(sin lim =x x αα.这是因为, 令u(x), 则u →0, 于是)()(sin limx x αα1sin lim 0==→u u u .1sin lim 0=→xx x1)()(sin lim=x x αα((x)→0)2. 单调有界收敛准则准则II 单调有界数列必有极限.如果数列{x n}满足条件x 1≤x 2≤x 3≤ ⋅ ⋅ ⋅ ≤x n ≤x n 1≤ ⋅ ⋅ ⋅,就称数列{x n}是单调增加的; 如果数列{x n}满足条件x 1≥x 2≥x 3≥ ⋅ ⋅ ⋅ ≥x n ≥x n 1≥ ⋅ ⋅ ⋅,就称数列{x n}是单调减少的. 单调增加和单调减少数列统称为单调数列. 如果数列{x n}满足条件x n ≤x n 1, n ∈N +,在第三节中曾证明: 收敛的数列一定有界. 但那时也曾指出: 有界的数列不一定收敛. 现在准则II 表明: 如果数列不仅有界, 并且是单调的, 那么这数列的极限必定存在, 也就是这数列一定收敛.O CADB 1 x准则II 的几何解释:单调增加数列的点只可能向右一个方向移动, 或者无限向右移动, 或者无限趋近于某一定点A , 而对有界数列只可能后者情况发生.根据准则II , 可以证明极限nn n )11(lim +∞→存在.设nn n x )11(+= 现证明数列{xn}是单调有界的.按牛顿二项公式, 有nn n n n n n n n n n n n n n n n n n x 1!)1( )1( 1!3)2)(1(1!2)1(1!11)11(32⋅+-⋅⋅⋅-+⋅⋅⋅+⋅--+⋅-+⋅+=+= )11( )21)(11(!1 )21)(11(!31)11(!2111n n n n n n n n --⋅⋅⋅--+⋅⋅⋅+--+-++=,)111( )121)(111(!1 )121)(111(!31)111(!21111+--⋅⋅⋅+-+-+⋅⋅⋅++-+-++-++=+n n n n n n n n x n )11( )121)(111()!1(1+-⋅⋅⋅+-+-++n n n n n .比较x n , x n +1的展开式, 可以看出除前两项外, x n 的每一项都小于x n +1的对应项, 并且x n +1还多了最后一项, 其值大于0, 因此 x n < x n +1 ,这就是说数列{xn}是单调有界的.这个数列同时还是有界的. 因为xn 的展开式中各项括号内的数用较大的数1代替, 得3213211211121 212111!1 !31!2111112<-=--+=+⋅⋅⋅++++<⋅⋅⋅++++<--n nn n n x第二重要极限:根据准则II , 数列{xn}必有极限. 这个极限我们用e 来表示. 即en n n =+∞→)11(lim .我们还可以证明ex x x =+∞→)11(lim . e 是个无理数, 它的值是e 2. 718281828459045⋅ ⋅ ⋅.指数函数y e x 以及对数函数y ln x 中的底e 就是这个常数. 在极限)(1)](1lim[x x αα+中, 只要(x)是无穷小, 就有e x x =+)(1)](1lim[αα.这是因为, 令)(1x u α=, 则u →∞, 于是)(1)](1lim[x x αα+e u u u =+=∞→)11(lim .e x x x =+∞→)11(lim , ex x =+)(1)](1lim[αα((x)→0).例3. 求xx x )11(lim -∞→.解: 令t x , 则x →∞时, t →∞. 于是x x x)11(lim -∞→tt t -∞→+=)11(lim e t t t 1)11(1lim=+=∞→.教 学 过 程§8 函数的连续性函数的连续性 1. 变量的增量:设变量u 从它的一个初值u1变到终值u2, 终值与初值的差u2u1就叫做变量u 的增量, 记作u , 即u u2u1.设函数y f(x)在点x0的某一个邻域内是有定义的. 当自变量x 在这邻域内从x0变到x0x 时, 函数y 相应地从f(x0)变到f(x0x), 因此函数y 的对应增量为y f(x0x) f(x0).2. 函数连续的定义设函数y f(x)在点x0 的某一个邻域内有定义, 如果当自变量的增量x x x0趋于零时, 对应的函数的增量y f(x0x) f(x0 )也趋于零, 即 0lim 0=∆→∆y x , 或)()(lim 00x f x f x x =→,那么就称函数y f(x)在点x0 处连续.注: ①0)]()([lim lim 000=-∆+=∆→∆→∆x f x x f y x x②设xx0+x , 则当x →0时, x →x0, 因此0lim 0=∆→∆y x ⇔0)]()([lim 00=-→x f x f x x ⇔)()(lim 00x f x f x x =→.函数连续的等价定义2:设函数y f(x)在点x0的某一个邻域内有定义, 如果对于任意给定义的正数 , 总存在着正数 , 使得对于适合不等式|x x0|< 的一切x , 对应的函数值f(x)都满足不等式|f(x)f(x0)|< ,那么就称函数y f(x)在点x0处连续.3. 左右连续性:如果)()(lim 00x f x f x x =-→, 则称y f(x)在点0x 处左连续.如果)()(lim 00x f x f x x =+→, 则称y f(x)在点0x 处右连续. 左右连续与连续的关系:函数y f(x)在点x0处连续⇔函数y f(x)在点x0处左连续且右连续. 函数在区间上的连续性:在区间上每一点都连续的函数, 叫做在该区间上的连续函数, 或者说函数在该区间上连续. 如果区间包括端点, 那么函数在右端点连续是指左连续, 在左端点连续是指右连续.4. 连续函数举例:1. 如果f(x)是多项式函数, 则函数f(x)在区间(∞, ∞)内是连续的. 这是因为, f(x)在(∞, ∞)内任意一点x0处有定义, 且)()(lim 00x P x P x x =→2. 函数x x f =)(在区间[0, ∞)内是连续的.3. 函数y sin x 在区间(∞, ∞)内是连续的. 证明: 设x 为区间(∞, ∞)内任意一点. 则有y =sin(x +x)-sin x)2cos(2sin2x x x ∆+∆=,因为当x →0时,y 是无穷小与有界函数的乘积,所以lim 0=∆→∆y x .这就证明了函数y sin x 在区间(∞, ∞)内任意一点x 都是连续的.4. 函数y cos x 在区间(∞, ∞)内是连续的.函数的间断点 1. 间断定义:设函数f(x)在点x0的某去心邻域内有定义. 在此前提下, 如果函数f(x)有下列三种情形之一:(1)在x0没有定义; (2)虽然在x0有定义, 但limx x →f(x)不存在;(3)虽然在x0有定义且0lim x x →f(x)存在, 但0limx x →f(x)≠f(x0);则函数f(x)在点x0为不连续, 而点x0称为函数f(x)的不连续点或间断点.例1. 正切函数ytan x 在2 π=x 处没有定义, 所以点2 π=x 是函数tan x 的间断点.因为∞=→x x tan lim 2π, 故称2 π=x 为函数tan x 的无穷间断点. 例2.函数x y 1sin =在点x 0没有定义, 所以点x 0是函数x 1sin 的间断点. 当x →0时, 函数值在1与1之间变动无限多次, 所以点x0称为函数x 1sin 的振荡间断点. 例3. 函数112--=x x y 在x1没有定义, 所以点x 1是函数的间断点. 因为11lim 21--→x x x 2)1(lim 1=+=→x x , 如果补充定义: 令x1时y 2, 则所给函数在x1成为连续. 所以x 1称为该函数的可去间断点.例4.设函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠==1 211)(x x x x f y .因为1lim )(lim 11==→→x x f x x ,21)1(=f , )1()(lim 1f x f x ≠→, 所以x1是函数f(x)的间断点.如果改变函数f(x)在x 1处的定义:令f(1)1, 则函数f(x)在x 1 成为连续, 所以x 1也称为该函数的可去间断点.例5.设函数⎪⎩⎪⎨⎧>+=<-=0 1000 1)(x x x x x x f . 因为1)1(lim )(lim 00-=-=--→→x x f x x , 1)1(lim )(lim 00=+=++→→x x f x x)(lim )(lim 00x f x f x x ++→→≠,所以极限)(lim 0x f x →不存在, x =0是函数f(x)的间断点. 因函数f(x)的图形在x0处产生跳跃现象, 我们称x 0为函数f(x)的跳跃间断点.2. 间断点的分类:通常把间断点分成两类:如果x0是函数f(x)的间断点, 但左极限f(x00)及右极限f(x00)都存在, 那么x0称为函数f(x)的第一类间断点. 不是第一类间断点的任何间断点, 称为第二类间断点. 在第一类间断点中, 左、右极限相等者称为可去间断点, 不相等者称为跳跃间断点. 无穷间断点和振荡间断点显然是第二间断点.初等函数的连续性1. 连续函数的和、积及商的连续性 定理1设函数f(x)和g(x)在点x0连续, 则函数f(x)±g(x), f(x)⋅g(x),)()(x g x f (当0)(0≠x g 时)在点x0也连续.f(x)±g(x)连续性的证明:因为f(x)和g(x)在点x0连续, 所以它们在点x0有定义, 从而f(x)±g(x)在点x0也有定义, 再由连续性和极限运算法则, 有)()()(lim )(lim )]()([lim 000x g x f x g x f x g x f x x x x x x ±=±=±→→→.根据连续性的定义, f(x)±g(x)在点x0连续.例1. sin x 和cos x 都在区间(-∞, +∞)内连续,故由定理3知tan x 和cot x 在它们的定义域内是连续的.三角函数sin x , cos x , sec x , csc x , tan x , cot x 在其有定义的区间内都是连续的. 二、反函数与复合函数的连续性定理2 如果函数f(x)在区间Ix 上单调增加(或单调减少)且连续, 那么它的反函数x =f -1(y)也在对应的区间Iy ={y|y =f(x),x ∈Ix}上单调增加(或单调减少)且连续. 证明(略).例2. 由于y =sin x 在区间]2 ,2[ππ-上单调增加且连续, 所以它的反函数y =arcsin x在区间[-1, 1]上也是单调增加且连续的.同样,y =arccos x 在区间[-1, 1]上也是单调减少且连续; y =arctan x 在区间(-∞, +∞)内单调增加且连续;y =arccot x 在区间(-∞, +∞)内单调减少且连续.总之, 反三角函数arcsin x 、arccos x 、arctan x 、arccot x 在它们的定义域内都是连续的. 定理3 设函数y =f[g(x)]由函数y =f(u)与函数u =g(x)复合而成,gf D x U⊂)(0. 若)lim 0u x g x x =(→, 而函数y =f(u)在0u 连续, 则)()(lim )][lim 00u f u f x g f u u x x ==(→→.简要证明 要证∀ε >0, ∃δ>0, 当0<|x -x0|<δ 时, 有|f[g(x)]-f(u0)|<ε .因为f(u)在0u 连续, 所以∀ε >0, ∃η>0, 当|u -u0|<η 时, 有|f(u)-f(u0)|<ε .又g(x)→u0(x →x0), 所以对上述η>0, ∃δ>0, 当0<|x -x0|<δ 时, 有|g(x)-u0|<η. 从而 |f[g(x)]-f(u0)|<ε . (2)定理的结论也可写成)](lim [)]([lim 0x g f x g f x x x x →→=. 求复合函数f[g(x)]的极限时, 函数符号f 与极限号可以交换次序.)(lim )]([lim 0u f x u f u u x x →→=表明,在定理3的条件下, 如果作代换u =g(x),那么求)]([lim 0x g f x x →就转化为求)(lim 0u f u u →, 这里)(lim 00x g u x x →=.把定理5 中的x →x0换成x →∞, 可得类似的定理.例3. 求93lim23--→x x x .解93lim23--→x x x 93lim 23--=→x x x 61=.提示:932--=x x y 是由u y =与932--=x x u 复合而成的. 93lim 23--→x x x 61=, 函数u y =在点61=u 连续 =g(x0)定理4 设函数y =f[g(x)]由函数y =f(u)与函数u =g(x)复合而成, U(x0)⊂Df og . 若函数u =g(x)在点x0连续, 函数y =f(u)在点u0=g(x0)连续, 则复合函数y =f[(x)]在点x0也连续. 证明: 因为(x)在点x0连续, 所以limx x →(x)=(x0)=u0.又y =f(u)在点u =u0连续, 所以 0limx x →f[(x)]=f(u0)=f[(x0)].这就证明了复合函数f[(x)]在点x0连续.例4. 讨论函数x y 1sin =的连续性. 解: 函数x y 1sin =是由y =sin u 及x u 1=复合而成的. sin u 当-∞<u<+∞时是连续的,x 1当-∞<x<0和0<x<+∞时是连续的,根据定理4, 函数x 1sin 在无限区间(-∞, 0)和(0, +∞)内是连续的.2、初等函数的连续性在基本初等函数中, 我们已经证明了三角函数及反三角函数的它们的定义域内是连续的.我们指出, 指数函数ax (a>0, a ≠1)对于一切实数x 都有定义,且在区间(-∞, +∞)内是单调的和连续的, 它的值域为(0, +∞).由定理4, 对数函数log ax (a>0, a ≠1)作为指数函数ax 的反函数在区间(0, +∞)内单调且连续.幂函数y =x 的定义域随的值而异, 但无论为何值, 在区间(0, +∞)内幂函数总是有定义的.可以证明, 在区间(0, +∞)内幂函数是连续的. 事实上, 设x>0, 则y =x =xa a log μ, 因此, 幂函数x 可看作是由y =au , u =logax 复合而成的, 由此, 根据定理6, 它在(0, +∞)内是连续的.如果对于取各种不同值加以分别讨论, 可以证明幂函数在它的定义域内是连续的.结论: 基本初等函数在它们的定义域内都是连续的.最后, 根据初等函数的定义, 由基本初等函数的连续性以及本节有关定理可得下列重要结论:一切初等函数在其定义区间内都是连续的. 所谓定义区间, 就是包含在定义域内的区间.初等函数的连续性在求函数极限中的应用:如果f(x)是初等函数, 且x0是f(x)的定义区间内的点, 则limx x →f(x)=f(x0).例5求21lim x x -→解 初等函数f(x)=21x -在点00=x 是有定义的,所以 111lim 20==-→x x .例6求xx sin ln lim 2π→解 初等函数f(x)=ln sin x 在点2 0π=x 是有定义的, 所以 02 sin ln sin ln lim 2==→ππx x .例7. 求x x x 11lim 20-+→.解: x x x 11lim 20-+→)11()11)(11(lim 2220++++-+=→x x x x x02011lim 20==++=→x x x .例8. 求x x a x )1(log lim0+→.教 学 过 程§1 导数概念一、 导数概念 1. 引例直线运动的速度设一质点在坐标轴上作非匀速运动, 时刻t 质点的坐标为s , s 是t 的函数: S =f (t ),求动点在时刻t 0的速度. 考虑比值000)()(t t t f t f t t s s --=--,这个比值可认为是动点在时间间隔t =t 0内的平均速度. 如果时间间隔选较短, 这个比值在实践中也可用来说明动点在时刻t 0的速度. 但这样做是不精确的, 更确地应当这样:令t =t 0→0, 取比值0)()(t t t f t f --的极限, 如果这个极限存在, 设为v , 即 00)()(lim 0t t t f t f v t t --=→,这时就把这个极限值v 称为动点在时刻t 0的速度.2.切线问题设有曲线C 及C 上的一点M , 在点M 外另取C 上一点N , 作割线MN . 当点N 沿曲线C趋于点M 时, 如果割线MN绕点M旋转而趋于极限位置MT , 直线MT就称为曲线C有点M处的切线.设曲线C 就是函数y f (x )的图形. 现在要确定曲线在点M (x 0, y 0)(y 0f (x 0))处的切线, 只要定出切线的斜率就行了. 为此, 在点M 外另取C 上一点N (x , y ), 于是割线MN 的斜率为 0000)()(tan x x x f x f x x y y --=--=ϕ, 其中为割线MN 的倾角. 当点N 沿曲线C 趋于点M 时, x →x 0. 如果当x → 0时, 上式的极限存在, 设为k , 即 00)()(limx x x f x f k x x --=→存在, 则此极限k 是割线斜率的极限, 也就是切线的斜率. 这里k tan ,其中是切线MT 的倾角. 于是, 通过点M (x 0, f (x 0))且以k 为斜率的直线MT 便是曲线C 在点M 处的切线.二、导数的定义1. 函数在一点处的导数与导函数从上面所讨论的两个问题看出, 非匀速直线运动的速度和切线的斜率都归结为如下的极限: 00)()(lim 0x x x f x f x x --→.令△x =x -x 0, 则△y =f (x 0+△x )-f (x 0)=f (x )-f (x 0), x →x 0相当于△x →0, 于是0)()(limx x x f x f x x --→成为xyx ∆∆→∆0lim 或xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 000.定义 设函数y =f (x )在点x 0的某个邻域内有定义, 当自变量x 在x 0处取得增量△x (点x 0+△x 仍在该邻域内)时, 相应地函数y 取得增量△y =f (x 0+△x )-f (x 0); 如果△y 与△x 之比当△x →0时的极限存在, 则称函数y =f (x )在点x 0处可导, 并称这个极限为函数y =f (x )在点x 0处的导数, 记为0|x x y =', 即xx f x x f xyx f x x ∆-∆+=∆∆='→∆→∆)()(lim lim )(0000,也可记为0|x x y =',0 x x dx dy =或0)(x x dx x df =. 函数f (x )在点x 0处可导有时也说成f (x )在点x 0具有导数或导数存在.导数的定义式也可取不同的形式, 常见的有hx f h x f x f h )()(lim )(0000-+='→, 000)()(lim )(0x x x f x f x f x x --='→.在实际中, 需要讨论各种具有不同意义的变量的变化“快慢”问题, 在数学上就是所谓函数的变化率问题. 导数概念就是函数变化率这一概念的精确描述.如果极限xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim000不存在, 就说函数y =f (x )在点x 0处不可导.如果不可导的原因是由于∞=∆-∆+→∆xx f x x f x )()(lim000, 也往往说函数y =f (x )在点x 0处的导数为无穷大.如果函数y =f (x )在开区间I 内的每点处都可导, 就称函数f (x )在开区间I 内可导, 这时, 对于任一x ∈I , 都对应着f (x )的一个确定的导数值. 这样就构成了一个新的函数, 这个函数叫做原来函数y =f (x )的导函数, 记作 y ',)(x f ',dx dy , 或dxx df )(. 2. 导函数的定义式:xx f x x f y x ∆-∆+='→∆)()(limhx f h x f h )()(lim-+→. f '(x 0)与f '(x )之间的关系:函数f (x )在点x 0处的导数f '(x )就是导函数f '(x )在点x =x 0处的函数值, 即0)()(0x x x f x f ='='.导函数f '(x )简称导数, 而f '(x 0)是f (x )在x 0处的导数或导数f '(x )在x 0处的值. 左右导数: 所列极限存在, 则定义f (x )在0x 的左导数:hx f h x f x f h )()(lim )(0000-+='-→-;f (x )在0x 的右导数:hx f h x f x f h )()(lim )(0000-+='+→+.如果极限hx f h x f h )()(lim 000-+-→存在,则称此极限值为函数在x 0的左导数.如果极限hx f h x f h )()(lim 000-++→存在,则称此极限值为函数在x 0的右导数.导数与左右导数的关系:A x f =')(0⇔A x f x f ='='+-)()(00.三、求导数举例例1.求函数f (x )C (C 为常数)的导数.解: hx f h x f x f h )()(lim)(0-+='→0lim 0=-=→hC C h . 即(C ) '=0.例2 求xx f 1)(=的导数解 hxh x h x f h x f x f h h 11lim )()(lim )(00-+=-+='→→2001)(1lim )(limx x h x x h x h h h h -=+-=+-=→→例3求x x f =)(的导数解 hx h x h x f h x f x f h h -+=-+='→→00lim )()(lim)( xx h x x h x h h h h 211lim )(lim 00=++=++=→→ 例4.求函数f (x )x n (n 为正整数)在x a 处的导数.解: f '(a )a x a f x f ax --=→)()(lima x a x n n a x --=→lim ax →=lim (x n1ax n2⋅ ⋅ ⋅a n 1)=na n 1.把以上结果中的a 换成x 得 f '(x )=nx n 1, 即 (x n )'=nx n 1. (C )'=0, 21)1(xx-=', xx 21)(=', 1)(-⋅='μμμx x .例5.求函数f (x )sin x 的导数.解: f '(x )hx f h x f h )()(lim-+=→h x h x h sin )sin(lim 0-+=→ 2sin )2cos(21lim 0h h x h h +⋅=→ x h hh x h cos 22sin )2cos(lim 0=⋅+=→.即 (sin x )'=cos x .用类似的方法, 可求得 (cos x )'=-sin x . 例6.求函数f (x )a x (a >0, a ≠1) 的导数.解: f '(x )h x f h x f h )()(lim0-+=→h a a x h x h -=+→0limh a a h h x 1lim 0-=→t a h =-1令)1(log lim 0t t a a t x +→ a a ea x a x ln log 1==.特别地有(e x )′=e x .例7.求函数f (x )log a x (a >0, a ≠1) 的导数.解: hx h x hx f h x f x f a a h h log )(log lim )()(lim )(0-+=-+='→→h xa h a h a h xh x x h h x x x h x h )1(log lim 1)1(log lim 1)(log 1lim 000+=+=+=→→→ a x e x a ln 1log 1==.解:h xh x x f a ah log )(log lim )(0-+='→)1(log 1lim 0xh h a h +=→ h xa h x h x )1(log lim 10+=→ax e x a ln 1log 1==.即 ax x a ln 1)(log ='. :特殊地 xx 1)(ln ='.ax x a ln 1)(log ='xx 1)(ln ='.1.单侧导数:极限h x f h x f h )()(lim0-+→存在的充分必要条件是hx f h x f h )()(lim 0-+-→及h x f h x f h )()(lim 0-++→都存在且相等.f (x )在0x 处的左导数:hx f h x f x f h )()(lim )(00-+='-→-, f (x )在0x 处的右导数:hx f h x f x f h )()(lim )(00-+='+→+.2.导数与左右导数的关系:函数f (x )在点x 0处可导的充分必要条件是左导数左导数f '(x 0) 和右导数f '(x 0)都存在且相等.如果函数f (x )在开区间(a , b )内可导, 且右导数f '(a ) 和左导数f '(b )都存在, 就说f (x )有闭区间[a , b ]上可导. 例8.求函数f (x )x |在x 0处的导数.解: 1||lim )0()0(lim )0(00-==-+='--→→-h h hf h f f h h , 1||lim )0()0(lim )0(00==-+='++→→+h h hf h f f h h ,因为f '(0)≠ f '(0), 所以函数f (x )|x |在x 0处不可导.四、导数的几何意义函数y =f (x )在点x 0处的导数f '(x 0)在几何上表示曲线y =f (x )在点M (x 0, f (x 0))处的切线的斜率, 即f '(x 0)=tan , 其中是切线的倾角.如果y =f (x )在点x 0处的导数为无穷大, 这时曲线y =f (x )的割线以垂直于x 轴的直线x =x 0为极限位置, 即曲线y =f (x )在点M (x 0, f (x 0))处具有垂直于x 轴的切线x =x 0. : 由直线的点斜式方程, 可知曲线y f (x )在点M (x 0, y 0)处的切线方程为 y -y 0=f '(x 0)(x -x 0).过切点M (x 0, y 0)且与切线垂直的直线叫做曲线y =f (x )在点M 处的法线如果f '(x 0)≠0, 法线的斜率为)(10x f '-, 从而法线方程为)()(1000x x x f y y -'-=-.例9. 求等边双曲线x y 1=在点)2 ,21(处的切线的斜率, 并写出在该点处的切线方程和法线方程.解: 21xy -=', 所求切线及法线的斜率分别为 4)1(2121-=-==x xk , 41112=-=k k .所求切线方程为)21(42--=-x y , 即4xy 40. 所求法线方程为)21(412-=-x y , 即2x8y150.例10. 求曲线x x y =的通过点(0, -4)的切线方程.解 设切点的横坐标为x 0, 则切线的斜率为 0212302323)()(0x x x x f x x =='='=. 于是所求切线的方程可设为 )(230000x x x x x y -=-.根据题目要求, 点(0, -4)在切线上, 因此 )0(2340000x x x x -=--,解之得x 0=4. 于是所求切线的方程为 )4(42344-=-x y , 即3x -y -4=0.五、函数的可导性与连续性的关系设函数yf (x )在点x 0 处可导, 即)(lim 00x f xy x '=∆∆→∆存在. 则00)(lim lim lim lim 00000=⋅'=∆⋅∆∆=∆⋅∆∆=∆→∆→∆→∆→∆x f x x yx xy y x x x x .这就是说, 函数y f (x )在点x 0 处是连续的. 所以, 如果函数y =f (x )在点x 处可导, 则函数在该点必连续.另一方面, 一个函数在某点连续却不一定在该点处可导.例7. 函数3)(x x f =在区间(∞, ∞)内连续, 但在点x =0处不可导. 这是因为函数在点x =0处导数为无穷大hf h f h )0()0(lim0-+→+∞=-=→h h h 0lim 30.x(u +v -w )'=u '+v '-w '.(uvw )'=[(uv )w]'=(uv )'w +(uv )w '=(u 'v +uv ')w +uvw '=u 'vw +uv 'w +uvw '.即 (uvw )'=u 'vw +uv 'w +uvw '.在法则(2)中, 如果v =C (C 为常数), 则有 (Cu )'=Cu '.例1.y =2x 3-5x 2+3x -7, 求y '解: y '=(2x 3-5x 2+3x -7)'= (2x 3)'-5x 2)'+3x )'-7)'= 2(x 3)'- 5x 2)'+ 3x )' =2⋅3x 2-5⋅2x +3=6x 2-10x +3.例2.2 sin cos 4)(3π-+=x x x f , 求f '(x )及)2(πf '.解: x x x x x f sin 43)2(sin )cos 4()()(23-='-'+'='π,443)2 (2-='ππf .例3.y =e x (sin x +cos x ), 求y '.解: y '=e x )'(sin x +cos x )+ e x (sin x +cos x )' = e x (sin x +cos x )+ e x (cos x -sin x ) =2e x cos x . 例4.y =tan x , 求y '.解: xx x x x x x x y 2cos )(cos sin cos )(sin )cos sin ()(tan '-'='='='x xx x x 22222sec cos 1cos sin cos ==+=.即 (tan x )'=sec 2x . 例5.y =sec x , 求y '.解: xx x xx y 2cos )(cos 1cos )1()cos 1()(sec '⋅-'='='='xx2cos sin ==sec x tan x . 即 (sec x )'=sec x tan x .用类似方法, 还可求得余切函数及余割函数的导数公式: (cot x )'=-csc 2x ,(csc x )'=-csc x cot x .例8设x =a y (a >0, a ≠1)为直接函数, 则y =log a x 是它的反函数. 函数x =a y 在区间I y =(-∞, +∞)内单调、可导, 且 (a y )'=a y ln a ≠0.因此, 由反函数的求导法则, 在对应区间I x =(0, +∞)内有 ax aa a x y ya ln 1ln 1)(1)(log =='='.到目前为止, 所基本初等函数的导数我们都求出来了, 那么由基本初等函数构成的较复杂的初等函数的导数如可求呢?如函数lntan x 、3x e 、的导数怎样求?复合函数的求导法则定理3 如果u =g (x )在点x 可导, 函数y =f (u )在点u =g (x )可导, 则复合函数y =f [g (x )]在点x 可导, 且其导数为)()(x g u f dxdy'⋅'=或dx du du dy dx dy ⋅=.证明: 当u =g (x )在x 的某邻域内为常数时, y =f [(x )]也是常数, 此时导数为零,结论自然成立.当u =g (x )在x 的某邻域内不等于常数时, u ≠0, 此时有 xx g x x g x g x x g x g f x x g f x x g f x x g f xy ∆-∆+⋅-∆+-∆+=∆-∆+=∆∆)()()()()]([)]([)]([)]([xx g x x g u u f u u f ∆-∆+⋅∆-∆+=)()()()(,xx g x x g u u f u u f x y dx dy x u x ∆-∆+⋅∆-∆+=∆∆=→∆→∆→∆)()(lim )()(lim lim 000= f '(u )⋅g '(x ).简要证明x u u y x y dx dy x x ∆∆⋅∆∆=∆∆=→∆→∆00lim lim )()(lim lim 00x g u f xu u yx u ''=∆∆⋅∆∆=→∆→∆. 例9 3x e y =, 求dxdy.解 函数3x e y =可看作是由y =e u , u =x 3复合而成的, 因此32233x u e x x e dxdu du dy dx dy =⋅=⋅=. 例10 212sin xx y +=, 求dx dy.解 函数212sin x x y +=是由y =sin u , 212xx u +=复合而成的,因此 2222222212cos )1()1(2)1()2()1(2cos xx x x x x x u dx du du dy dx dy +⋅+-=+-+⋅=⋅=. 对复合函数的导数比较熟练后, 就不必再写出中间变量, 例11.lnsin x , 求dxdy .解:)(sin sin 1)sin (ln '⋅='=x x x dx dyx x xcot cos sin 1=⋅=. 例12.3221x y -=, 求dxdy.解: )21()21(31])21[(2322312'-⋅-='-=-x x x dx dy 322)21(34x x --=.复合函数的求导法则可以推广到多个中间变量的情形. 例如, 设y =f (u ), u =ϕ(v ),v =ψ(x ), 则dxdv dv du du dy dx du du dy dx dy ⋅⋅=⋅=. 例13.y =lncos(e x ), 求dxdy.解: ])[cos()cos(1])cos([ln '⋅='=x x x e e e dx dy)tan()()]sin([)cos(1x x x x x e e e e e -='⋅-⋅=.例14.x e y 1sin =, 求dxdy.解: )1(1cos )1(sin )(1sin 1sin 1sin '⋅⋅='⋅='=x x e x e e dx dy x x xxe x x 1cos 11sin2⋅⋅-=. 例15设x >0, 证明幂函数的导数公式 (x μ)'=μ x μ-1.解 因为x μ=(e ln x )μ=e μ ln x , 所以(x μ)'=(e μ ln x )'= e μ ln x ⋅(μ ln x )'= e μ ln x ⋅μ x -1=μ x μ-1.基本求导法则与导数公式 1.基本初等函数的导数:(1)(C )'=0,(2)(x )'= x -1, (3)(sin x )'=cos x , (4)(cos x )'=-sin x , (5)(tan x )'=sec 2x , (6)(cot x )'=-csc 2x ,(7)(sec x )'=sec x ⋅tan x , (8)(csc x )'=-csc x ⋅cot x , (9)(a x )'=a x ln a , (10)(e x )'=e x , (11) ax x a ln 1)(log =',(12) xx 1)(ln =',(13) 211)(arcsin x x -=', (14) 211)(arccos xx --='.(15) 211)(arctan xx +=',(16) 211)cot arc (xx +-='.2.函数的和、差、积、商的求导法则 设u =u (x ), v =v (x )都可导, 则 (1)(u ±v )'=u '±v ',(2)(C u )'=C u ', (3)(u v )'=u '⋅v +u ⋅v ',(4)2)(vv u v u vu '-'='. 反函数的求导法则设x =f (y )在区间I y 内单调、可导且f '(y )≠0, 则它的反函数y =f -1(x )在I x =f (I y )内也可导, 并且)(1])([1y f x f '='-. 或dydx dxdy1=.复合函数的求导法则设y =f (x ), 而u =g (x )且f (u )及g (x )都可导, 则复合函数y =f [g (x )]的导数为 dxdudu dy dx dy ⋅=或y '(x )=f '(u )⋅g '(x ). 例16. 求双曲正弦sh x 的导数.解因为)(21sh x x e e x --=, 所以x e e e e x x x x x ch )(21)(21)sh (=+='-='--,即 (sh x )'=ch x . 类似地, 有(ch x )'=sh x . 例17. 求双曲正切th x 的导数解因为x x x ch sh th =, 所以xx x x 222ch sh ch )(th -='x 2ch 1=.例18. 求反双曲正弦arsh x 的导数解 因为)1ln(arsh 2x x x ++=, 所以 22211)11(11)arsh (x x x x x x +=++⋅++='. 由)1ln(arch 2-+=x x x , 可得11)arch (2-='x x .由x x x -+=11ln 21arth , 可得211)arth (xx -='.类似地可得11)arch (2-='x x 211)arth (x x -='例19.y =sin nx ⋅sin n x (n 为常数), 求y '.解: y '=(sin nx )' sin n x + sin nx ⋅ (sin n x )'= n cos nx ⋅sin n x +sin nx ⋅ n ⋅ sin n -1 x ⋅(sin x )'= n cos nx ⋅sin n x +n sin n -1 x ⋅ cos x =n sin n -1 x ⋅ sin(n +1)x .教 学 过 程§4 高阶导数一般地, 函数y =f (x )的导数y '=f '(x )仍然是x 的函数. 我们把y '=f '(x )的导数叫做函数y =f (x )的二阶导数, 记作 y ''、f ''(x )或22dxyd ,即 y ''=(y ')', f ''(x )=[f '(x )]',)(22dxdydx d dx y d =.相应地, 把y =f (x )的导数f '(x )叫做函数y =f (x )的一阶导数.类似地, 二阶导数的导数, 叫做三阶导数, 三阶导数的导数叫做四阶导数, ⋅ ⋅ ⋅, 一般地, (n -1)阶导数的导数叫做n 阶导数, 分别记作y ''', y (4), ⋅ ⋅ ⋅ , y (n ) 或33dx y d , 44dx y d , ⋅ ⋅ ⋅ , nn dxyd . 函数f (x )具有n 阶导数, 也常说成函数f (x )为n 阶可导. 如果函数f (x )在点x处具有n 阶导数, 那么函数f (x )在点x 的某一邻域内必定具有一切低于n 阶的导数. 二阶及二阶以上的导数统称高阶导数.y '称为一阶导数 y '' y ''' y (4) ⋅ ⋅ ⋅ y (n )都称为高阶导数例1.y ax +b , 求y ''. 解: y '=a , y ''=0.例2.s =sin t , 求s ''.解: s '=cos t , s ''=-sin t . 例3.证明: 函数22x x y -=满足关系式y3y ''+1=0.证明: 因为22212222x x xxx x y --=--=',22222222)1(2x x x x xx x x y -------='')2()2()1(22222x x x x x x x ----+-=32321)2(1yx x -=--=所以y 3y ''+1=0.例4.求函数y =e x 的n 阶导数. 解; y '=e x , y ''=e x , y '''=e x , y ( 4)=e x , 一般地, 可得y ( n )=e x , 即 (e x )(n )=e x .例5.求正弦函数与余弦函数的n 阶导数. 解: y =sin x ,)2sin(cos π+=='x x y ,)22sin()2 2sin()2cos(ππππ⋅+=++=+=''x x x y ,)23sin()2 2 2sin()2 2cos(ππππ⋅+=+⋅+=⋅+='''x x x y ,)24sin()2 3cos()4(ππ⋅+=⋅+=x x y ,一般地, 可得)2sin()(π⋅+=n x y n , 即)2sin()(sin )(π⋅+=n x x n .用类似方法, 可得)2cos()(cos )(π⋅+=n x x n .例6.求对函数ln(1+x )的n 阶导数解: y =ln(1+x ), y '=(1+x )1, y ''=-(1+x )2,y '''(-1)(-)(1-x )3, y (4)=(-1)(-2)(-3)(1+x )4, 一般地, 可得y (n )=(-1)(-2)⋅ ⋅ ⋅(n -1)(1-x )n nn x n )1()!1()1(1+--=-, 即 nn n x n x )1()!1()1()]1[ln(1)(+--=+-. 例7.求幂函数y =x (是任意常数)的n 阶导数公式.解: : y '=μx μ-1,y ''=μ(μ-1)x μ-2,y '''=μ(μ-1)(μ-2)x μ-3,y ( 4)=μ(μ-1)(μ-2)(μ-3)x μ-4, 一般地, 可得y (n )=μ(μ-1)(μ-2) ⋅ ⋅ ⋅ (μ-n +1)x μ-n , 即 (x μ )(n ) =μ(μ-1)(μ-2) ⋅ ⋅ ⋅ (μ-n +1)x μ-n . 当μ=n 时, 得到(x n )(n ) = μ(μ-1)(μ-2) ⋅ ⋅ ⋅ 3 ⋅ 2 ⋅ 1=n ! . 而 (x n )( n +1)=0 .如果函数u =u (x )及v =v (x )都在点x 处具有n 阶导数, 那么显然函数u (x )±v (x )也在点x 处具有n 阶导数, 且(u ±v )(n )=u (n )+v (n ) .教 学 过 程§5 隐函数的导数以及由参数方程所确定的函数的导数 一、隐函数的导数显函数: 形如y =f (x )的函数称为显函数. 例如y sin x , y =ln x ++e x .隐函数: 由方程F (x , y )=0所确定的函数称为隐函数. 例如, 方程x +y 3 -1=0确定的隐函数为y 31x y -=. 如果在方程F (x , y )=0中, 当x 取某区间内的任一值时, 相应地总有满足这方程的唯一的y 值存在, 那么就说方程F (x , y )=0在该区间内确定了一个隐函数.把一个隐函数化成显函数, 叫做隐函数的显化. 隐函数的显化有时是有困难的, 甚至是不可能的. 但在实际问题中, 有时需要计算隐函数的导数, 因此, 我们希望有一种方法, 不管隐函数能否显化, 都能直接由方程算出它所确定的隐函数的导数来.例1.求由方程e y +xy -e =0 所确定的隐函数y 的导数. 解: 把方程两边的每一项对x 求导数得 (e y )'+(xy )'-(e )'=(0)', 即 e y ⋅ y '+y +xy '=0,从而 y e x yy +-='(x +e y ≠0). 例2.求由方程y 5+2y -x -3x 7=0 所确定的隐函数y =f (x )在x =0处的导数y '|x =0.解: 把方程两边分别对x 求导数得 5y ⋅y '+2y '-1-21x 6=0,由此得 2521146++='y x y . 因为当x =0时, 从原方程得y =0, 所以 21|25211|0460=++='==x x y x y .例3.求椭圆191622=+y x 在)323 ,2(处的切线方程.解: 把椭圆方程的两边分别对x 求导, 得 0928='⋅+y y x .从而 yx y 169-='.当x =2时, 323=y , 代入上式得所求切线的斜率43|2-='==x y k .所求的切线方程为)2(43323--=-x y , 即03843=-+y x .例4.求由方程0sin 21=+-y y x 所确定的隐函数y 的二阶导数.解: 方程两边对x 求导, 得。
《高等数学》(1-3章)教学教案(全)
高等数学教学教案第1章函数、极限与连续授课序号01(是一个给定的非空数集.若对任意的授课序号02的左邻域有定义,如果自变量为当0x x →时函数授课序号032n n ++)(1,2,n x =授课序号04授课序号05授课序号06高等数学教学教案第2章导数与微分授课序号01授课序号02授课序号03授课序号04高等数学教学教案第3章微分中值定理与导数的应用授课序号01授课序号02授课序号03!n +!n +()()!n x n +!n +!n +[cos (x θ+=21)2!!x n α-++)(1(1)!n n αθ-++()nx R x +授课序号04(1)在生产实践和工程技术中,经常会遇到求在一定条件下,怎样才能使“成本最低”、“利润最高”、“原材料最省”等问题.这类问题在数学上可以归结为建立一个目标函数,求这个函数的最大值或最小值问题.(2)对于实际问题,往往根据问题的性质就可以断定函数()f x 在定义区间内部存在着最大值或最小值.理论上可以证明这样一个结论:在实际问题中,若函数()f x 的定义域是开区间,且在此开区间内只有一个驻点0x ,而最值又存在,则可以直接确定该驻点0x 就是最值点,0()f x 即为相应的最值. 四.例题讲解例1.讨论函数32()29123f x x x x =-+-的单调增减区间. 例2.判断函数3()=f x x 的单调性.例3.设3,0,()arctan ,0.x x f x x x x ⎧-<=⎨≥⎩确定()f x 的单调区间.例4.证明:当0x >时,e 1x x >+. 例5.求函数32()(1)f x x x =-的极值.例6.求函数22()ln f x x x =-的极值.例7.求函数233()2f x x x =+在区间1[8]8-,上的最大值与最小值.例8.水槽设计问题有一块宽为2a 的长方形铁皮如图3.8所示,将宽所在的两个边缘向上折起,做成一个开口水槽,其横截面为矩形,问横截面的高取何值时水槽的流量最大(流量与横截面积成正比). 图3.8例9.用料最省问题要做一圆柱形无盖铁桶,要求铁桶的容积V 是一定值,问怎样设计才能使制造铁桶的用料最省? 例10.面积最大问题将一长为2L 的铁丝折成一个长方形,问如何折才能使长方形的面积最大.授课序号05授课序号06教学基本指标教学课题第3章第6节弧微分与曲率课的类型新知识课教学方法讲授、课堂提问、讨论、启发、自学教学手段黑板多媒体结合教学重点曲率的计算公式教学难点曲率的计算参考教材同济七版《高等数学》上册作业布置课后习题大纲要求了解曲率和曲率半径的概念,会计算曲率和曲率半径。
高等数学大学讲课教案设计
教学目标:1. 让学生理解函数、极限及连续的基本概念,掌握极限运算的基本方法。
2. 培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。
3. 引导学生学会运用微积分的理论和方法解决实际问题。
教学重点:1. 函数、极限及连续的概念。
2. 极限运算的基本方法。
3. 应用微积分解决实际问题。
教学难点:1. 理解并掌握连续函数的性质。
2. 应用极限方法解决实际问题。
教学过程:一、导入新课1. 回顾初中阶段学习的函数、极限及连续相关概念。
2. 提出本节课的学习目标,让学生明确学习重点。
二、新课讲解1. 函数、极限及连续的概念(1)讲解函数的定义,举例说明函数的性质。
(2)讲解极限的概念,举例说明极限的运算方法。
(3)讲解连续函数的定义,举例说明连续函数的性质。
2. 极限运算的基本方法(1)讲解极限的四则运算法则。
(2)讲解极限的夹逼定理。
(3)讲解极限的洛必达法则。
3. 应用微积分解决实际问题(1)举例说明如何运用极限方法解决实际问题。
(2)讲解如何运用微积分解决实际问题的一般步骤。
三、课堂练习1. 布置课堂练习题,让学生巩固所学知识。
2. 教师巡视指导,解答学生疑问。
四、课堂小结1. 总结本节课所学内容,强调重点和难点。
2. 鼓励学生课后复习,巩固所学知识。
五、布置作业1. 布置课后作业,巩固所学知识。
2. 要求学生认真完成作业,及时反馈学习情况。
教学反思:1. 关注学生的学习情况,针对学生的学习困难进行个别辅导。
2. 在讲解过程中,注重培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。
3. 鼓励学生积极参与课堂讨论,提高学生的课堂参与度。
4. 注重将理论知识与实际问题相结合,提高学生的应用能力。
高等数学教案小学数学
高等数学教案小学数学
年级:小学
教学目标:通过本节课的学习,学生能够掌握高等数学中的基本概念和方法,培养学生对
数学的兴趣和好奇心。
教学重点和难点:高等数学中的基本概念和方法,如微积分、线性代数等。
教学准备:
1. 板书、彩色粉笔
2. 教学课件
3. 各种教学辅助材料
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过提出一些简单的数学问题或引入一个有趣的数学题目,引起学生的兴趣和好奇心。
二、讲解高等数学的基本概念和方法(15分钟)
1. 介绍微积分的基本原理和应用
2. 讲解线性代数的基本概念和方法
3. 解释微分方程的基本概念和方法
三、教学实践(20分钟)
1. 组织学生进行小组讨论和练习
2. 出示一些简单的高等数学题目,让学生独立思考和解决
四、总结(5分钟)
教师对本节课的学习内容进行总结,并强调学生需要多加练习和巩固。
五、作业布置(5分钟)
布置相应的作业,巩固本节课的学习内容。
教学反思:
通过本节课的教学,学生对高等数学的基本概念和方法有了一定的了解和认识,激发了学生对数学的兴趣和好奇心。
但在实践环节中,学生对高等数学的理解和掌握有待加强,在以后的教学中需要更多地进行实践和练习。
高等数学电子教案word
高等数学电子教案word【篇一:同济第六版《高等数学》教案word版-第01章函数与极限】第一章函数与极限教学目的:1、理解函数的概念,掌握函数的表示方法,并会建立简单应用问题中的函数关系式。
2、了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。
3、理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念。
4、掌握基本初等函数的性质及其图形。
5、理解极限的概念,理解函数左极限与右极限的概念,以及极限存在与左、右极限之间的关系。
6、掌握极限的性质及四则运算法则。
7、了解极限存在的两个准则,并会利用它们求极限,掌握利用两个重要极限求极限的方法。
8、理解无穷小、无穷大的概念,掌握无穷小的比较方法,会用等价无穷小求极限。
9、理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型。
10、了解连续函数的性质和初等函数的连续性,了解闭区间上连续函数的性质(有界性、最大值和最小值定理、介值定理),并会应用这些性质。
教学重点:1、复合函数及分段函数的概念;2、基本初等函数的性质及其图形;3、极限的概念极限的性质及四则运算法则;4、两个重要极限;5、无穷小及无穷小的比较;6、函数连续性及初等函数的连续性;7、区间上连续函数的性质。
教学难点:1、分段函数的建立与性质;2、左极限与右极限概念及应用;3、极限存在的两个准则的应用;4、间断点及其分类;5、闭区间上连续函数性质的应用。
1. 1 映射与函数一、集合1. 集合概念集合(简称集): 集合是指具有某种特定性质的事物的总体. 用a, b, c….等表示.元素: 组成集合的事物称为集合的元素. a是集合m的元素表示为a m.集合的表示:列举法: 把集合的全体元素一一列举出来.例如a={a, b, c, d, e, f, g}.描述法: 若集合m是由元素具有某种性质p的元素x的全体所组成, 则m可表示为 a={a1, a2, ? ? ?, an},m={x | x具有性质p }.例如m={(x, y)| x, y为实数, x2+y2=1}.几个数集:n表示所有自然数构成的集合, 称为自然数集.n={0, 1, 2, ? ? ?, n, ? ? ?}. n+={1, 2, ? ? ?, n, ? ? ?}.r表示所有实数构成的集合, 称为实数集.z表示所有整数构成的集合, 称为整数集.z={? ? ?, -n, ? ? ?, -2, -1, 0, 1, 2, ? ? ?, n, ? ? ?}.q表示所有有理数构成的集合, 称为有理数集.p q={|p∈z,q∈n+且p与q互质} q子集: 若x∈a, 则必有x∈b, 则称a是b的子集, 记为a?b(读作a包含于b)或b?a .如果集合a与集合b互为子集, a?b且b?a, 则称集合a与集合b相等, 记作a=b.若a?b且a≠b, 则称a是b的真子集, 记作a?≠b . 例如, n?≠z?≠q?≠r.不含任何元素的集合称为空集, 记作?. 规定空集是任何集合的子集.2. 集合的运算设a、b是两个集合, 由所有属于a或者属于b的元素组成的集合称为a与b的并集(简称并), 记作a?b, 即a?b={x|x∈a或x∈b}.设a、b是两个集合, 由所有既属于a又属于b的元素组成的集合称为a与b的交集(简称交), 记作a?b, 即a?b={x|x∈a且x∈b}.设a、b是两个集合, 由所有属于a而不属于b的元素组成的集合称为a与b的差集(简称差), 记作a\b, 即a\b={x|x∈a且x?b}.如果我们研究某个问题限定在一个大的集合i中进行, 所研究的其他集合a都是i的子集. 此时, 我们称集合i为全集或基本集. 称i\a为a 的余集或补集, 记作ac.集合运算的法则:设a、b、c为任意三个集合, 则(1)交换律a?b=b?a, a?b=b?a;(2)结合律 (a?b)?c=a?(b?c), (a?b)?c=a?(b?c);(3)分配律 (a?b)?c=(a?c)?(b?c), (a?b)?c=(a?c)?(b?c);(4)对偶律 (a?b)c=ac ?bc, (a?b)c=ac ?bc.(a?b)c=ac ?bc的证明:x∈(a?b)c?x?a?b?x?a且x?b?x∈a c且x∈bc ?x∈ac ?bc, 所以(a?b)c=ac ?bc.直积(笛卡儿乘积):设a、b是任意两个集合, 在集合a中任意取一个元素x, 在集合b 中任意取一个元素y, 组成一个有序对(x, y), 把这样的有序对作为新元素, 它们全体组成的集合称为集合a与集合b的直积, 记为a?b, 即 a?b={(x, y)|x∈a且y∈b}.例如, r?r={(x, y)| x∈r且y∈r }即为xoy面上全体点的集合, r?r常记作r2.3. 区间和邻域有限区间:设ab, 称数集{x|axb}为开区间, 记为(a, b), 即(a, b)={x|axb}.类似地有[a, b] = {x | a ≤x≤b }称为闭区间,[a, b) = {x | a≤xb }、(a, b] = {x | ax≤b }称为半开区间.其中a和b称为区间(a, b)、[a, b]、[a, b)、(a, b]的端点, b-a称为区间的长度.无限区间:[a, +∞) = {x | a≤x }, (-∞, b] = {x | x b } , (-∞, +∞)={x | | x | +∞}.区间在数轴上的表示:邻域: 以点a为中心的任何开区间称为点a的邻域, 记作u(a).二、映射1. 映射的概念定义设x、y是两个非空集合, 如果存在一个法则f, 使得对x中每个元素x, 按法则f, 在y中有唯一确定的元素y与之对应, 则称f为从x 到y的映射, 记作f : x→y ,其中y称为元素x(在映射f下)的像, 并记作f(x), 即y=f(x),而元素x称为元素y(在映射f下)的一个原像; 集合x称为映射f的定义域, 记作d f, 即d f=x ;x中所有元素的像所组成的集合称为映射f的值域, 记为r f, 或f(x), 即r f=f(x)={f(x)|x∈x}.需要注意的问题:(1)构成一个映射必须具备以下三个要素: 集合x, 即定义域d f=x; 集合y, 即值域的范围: r f ?y; 对应法则f, 使对每个x∈x, 有唯一确定的y=f(x)与之对应.(2)对每个x∈x, 元素x的像y是唯一的; 而对每个y∈r f, 元素y的原像不一定是唯一的; 映射f的值域r f是y的一个子集, 即r f ?y, 不一定r f=y .例1设f : r→r, 对每个x∈r, f(x)=x2.显然, f是一个映射, f的定义域d f=r, 值域r f ={y|y≥0}, 它是r的一个真子集. 对于r f 中的元素y, 除y=0外, 它的原像不是唯一的. 如y=4的原像就有x=2和x=-2两个.例2设x={(x, y)|x2+y2=1}, y={(x, 0)||x|≤1}, f : x →y, 对每个(x, y)∈x, 有唯一确定的(x, 0)∈y与之对应.显然f是一个映射, f的定义域d f=x, 值域r f =y. 在几何上, 这个映射表示将平面上一个圆心在原点的单位圆周上的点投影到x轴的区间[-1, 1]上.(3) f :[-, ]→[-1, 1], 对每个x∈[-, ], f(x)=sin x . 2222f是一个映射, 定义域d f =[-, ], 值域r f =[-1, 1]. 22满射、单射和双射:设f是从集合x到集合y的映射, 若r f =y, 即y中任一元素y都是x 中某元素的像, 则称f为x到y上的映射或满射; 若对x中任意两个不同元素x 1≠x 2, 它们的像f(x 1)≠f(x 2), 则称f为x到y的单射; 若映射f既是单射, 又是满射, 则称f为一一映射(或双射).上述三例各是什么映射?2. 逆映射与复合映射设f是x到y的单射, 则由定义, 对每个y∈r f , 有唯一的x∈x, 适合f(x)=y, 于是, 我们可定义一个从r f 到x的新映射g, 即g : r f →x,对每个y∈r f , 规定g(y)=x, 这x满足f(x)=y. 这个映射g称为f的逆映射, 记作f -1, 其定义域df-1=r f , 值域rf-1=x .按上述定义, 只有单射才存在逆映射. 上述三例中哪个映射存在逆映射?设有两个映射g : x→y 1,f : y 2→z,其中y 1?y 2. 则由映射g和f可以定出一个从x到z的对应法则, 它将每个x∈x映射成f[g(x)]∈z . 显然, 这个对应法则确定了一个从x 到z的映射, 这个映射称为映射g和f构成的复合映射, 记作f o g, 即f o g: x →z,(f o g)(x)=f[g(x)], x∈x .应注意的问题:映射g和f构成复合映射的条件是: g的值域r g必须包含在f的定义域内, r g?d f . 否则, 不能构成复合映射. 由此可以知道, 映射g和f 的复合是有顺序的, f o g有意义并不表示g o f也有意义. 即使f o g 与g o f都有意义, 复映射f o g与g o f也未必相同.例4 设有映射g : r→[-1, 1], 对每个x∈r, g(x)=sin x,映射f : [-1, 1]→[0, 1], 对每个u∈[-1, 1], f(u)=-u2.则映射g和f构成复映射f o g: r→[0, 1], 对每个x∈r, 有(f g)(x)=f[g(x)]=f(sinx)=-sin2x=|cosx|.三、函数1. 函数概念定义设数集d?r, 则称映射f : d →r为定义在d上的函数, 通常简记为y=f(x), x∈d,其中x称为自变量, y称为因变量, d称为定义域, 记作d f, 即d f=d.应注意的问题:记号f和f(x)的含义是有区别的, 前者表示自变量x和因变量y之间的对应法则, 而后者表示与自变量x对应的函数值. 但为了叙述方便,习惯上常用记号“f(x), x∈d”或“y=f(x), x∈d”来表示定义在d上的函数, 这时应理解为由它所确定的函数f .函数符号: 函数y=f(x)中表示对应关系的记号f也可改用其它字母, 例如“f”, “?”等. 此时函数就记作y=? (x), y=f(x).函数的两要素:函数是从实数集到实数集的映射, 其值域总在r内, 因此构成函数的要素是定义域d f及对应法则f . 如果两个函数的定义域相同, 对应法则也相同, 那么这两个函数就是相同的, 否则就是不同的.函数的定义域:函数的定义域通常按以下两种情形来确定: 一种是对有实际背景的函数, 根据实际背景中变量的实际意义确定.求定义域举例:1 求函数y=-x2-4的定义域. x要使函数有意义, 必须x≠0, 且x2 - 4≥0.解不等式得| x |≥2.所以函数的定义域为d={x | | x |≥2}, 或d=(-∞, 2]?[2, +∞]).单值函数与多值函数:【篇二:同济第六版《高等数学》教案word版-第02章导数与微分】第二章导数与微分教学目的:1、理解导数和微分的概念与微分的关系和导数的几何意义,会求平面曲线的切线方程和法线方程,了解导数的物理意义,会用导数描述一些物理量,理解函数的可导性与连续性之间的的关系。
高等数学讲课全过程教案
高等数学讲课全过程教案教案标题:高等数学讲课全过程教案教案目标:1. 使学生了解高等数学的基本概念和原理;2. 培养学生分析和解决高等数学问题的能力;3. 提高学生的数学思维和逻辑推理能力;4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教学内容:1. 高等数学的基本概念和原理;2. 极限与连续;3. 导数与微分;4. 积分与定积分;5. 一元函数的应用。
教学步骤:第一步:导入(5分钟)引导学生回顾上一堂课的内容,并提出本节课的学习目标和重点。
第二步:知识讲解(20分钟)1. 介绍高等数学的基本概念和原理,包括极限、导数、积分等;2. 通过具体的例子和图表,解释这些概念的含义和应用;3. 引导学生思考高等数学与实际生活的联系和应用场景。
第三步:示范演示(15分钟)1. 通过一个具体的例子,演示如何求解高等数学问题;2. 详细解释每一步的思路和方法;3. 鼓励学生积极参与,提出问题和解决方案。
第四步:小组合作(20分钟)1. 将学生分成小组,每个小组选择一个高等数学问题进行讨论和解决;2. 鼓励学生在小组内相互合作,分享思路和解决方法;3. 指导学生如何有效地组织和展示他们的解决方案。
第五步:总结归纳(10分钟)1. 邀请学生分享他们的解决方案和心得体会;2. 总结本节课的重点和难点,强调关键概念和方法;3. 鼓励学生提出问题和疑惑,解答他们的疑问。
第六步:作业布置(5分钟)布置适当的练习题,巩固本节课所学内容,并要求学生在下节课前完成。
教学评估:1. 在小组合作环节中观察学生的合作和沟通能力;2. 在示范演示和知识讲解环节中提问学生,检查他们对概念和方法的理解;3. 收集学生的作业,评估他们对本节课所学内容的掌握程度。
教学资源:1. 教材:高等数学教材;2. 演示工具:投影仪、白板、笔记本电脑等;3. 小组合作材料:高等数学问题、纸张、笔等。
教学延伸:1. 鼓励学生参加数学竞赛和数学建模比赛,提高他们的数学应用能力;2. 推荐相关的数学书籍和网站,供学生进一步学习和探索。
高等数学》标准教案
《高等数学》标准教案一、教学目标1. 知识与技能:使学生掌握高等数学的基本概念、理论和方法,培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
2. 过程与方法:通过实例分析、问题探讨、数学建模等方式,引导学生主动探究、合作交流,培养学生的数学思维和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生对高等数学的兴趣,培养学生勇于挑战、追求真理的精神,提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 第一章:极限与连续1.1 极限的概念与性质1.2 极限的运算1.3 无穷小与无穷大1.4 函数的连续性2. 第二章:导数与微分2.1 导数的概念与性质2.2 导数的运算2.3 高阶导数2.4 微分法则3. 第三章:积分与不定积分3.1 积分的基本概念3.2 积分的运算3.3 不定积分的基本性质与方法3.4 定积分的应用4. 第四章:定积分与微分方程4.1 定积分的基本性质4.2 定积分的计算4.3 微分方程的基本概念4.4 常微分方程的求解方法5. 第五章:级数5.1 数项级数的概念与性质5.2 级数的收敛性判定5.3 幂级数的概念与性质5.4 函数的幂级数展开三、教学方法1. 采用案例教学法,通过典型实例分析,使学生掌握高等数学的基本概念和理论。
2. 运用问题驱动法,引导学生主动探究、解决问题,培养学生的数学思维能力。
3. 利用数学建模方法,让学生参与实际问题的探讨,提高学生运用数学知识解决实际问题的能力。
4. 采用小组讨论与合作交流的方式,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况、小组讨论等,占总评的40%。
2. 期中考试:考察学生对高等数学基本概念、理论和方法的掌握程度,占总评的30%。
3. 期末考试:全面测试学生的综合素质,包括知识运用、数学思维、解决问题等能力,占总评的30%。
五、教学资源1. 教材:《高等数学》及相关辅导书籍。
2. 课件:教师自制的PPT课件。
3. 网络资源:数学论坛、在线教程、相关学术文章等。
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1、幂级数的收敛半径与收敛域;
2、幂级数的运算。
教师讲授
课件演示
课件
学习导入
提问和回答
小组讨论
7.练习巩固
1、习题12.1 P2151、2题
2、习题12.2 P2181、2题
3、习题12 P2341、2、题
学生自主学习
教师巡回指导
PPT
小组讨论
学生分享
8.学生自我总结
学生进行书面式或演讲式的自我总结,并进行经验分享。互相检查
清洁用具
分组进行
9.课程结束
整理工具、场地,教师布置作业及下一个教学项目内容。
教学过程
教学内容与标准
教学方法
教学资源
活动设计
1.教学准备
组建6个工作合作小组;
考勤:各小组组长向老师汇报本组出勤情况。
仪容仪表检查(检查是否有穿拖鞋的现象)
课件演示
讲授
分组教学
2.告知教学内容、目的
1.理解二重积分的概念及其性质
2、习题10.2P1801、2、3、4题
3、习题10P195 1、2、3、题
自主学习
教师巡回指导
PPT
小组讨论
学生分享
7.学生自我总结
学生进行书面式或演讲式的自我总结,并进行经验分享。互相检查
教师讲授
评价表
8.教师总结与点评
教师分别对学生学习过程中存在的个别现象和普遍现象进行点评,并提供解决方法或措施。
教学过程
教学内容
教学标准
教学方法
教学资源
活动设计
1.教学准备
组建6个工作合作小组;
考勤:各小组组长向老师汇报本组出勤情况。
仪容仪表检查(检查是否有穿拖鞋的现象)
观看并点评汽车新闻,吸引同学注意力
活动分组
分组教学
2.告知教学内容、目的
1.课堂纪律的学习
2.会选用并熟练使用工具设备
3.会使用灭火器
4.熟悉车间安全
课件
学习导入
提问和回答
小组讨论
5二重积分的应用
1、空间立体的体积;
2、曲面面积;
教师讲授
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课件
学习导入
提问和回答
小组讨论
6.练习巩固
1、习题11.1P201 1、2、3题
2、习题11.2 P2061、2、3、4题
3、习题11P2111、2、3、4题
学生自主学习
教师巡回指导
PPT
小组讨论
学生分享
活动设计
1.教学准备
组建6个工作合作小组;
考勤:各小组组长向老师汇报本组出勤情况。
仪容仪表检查(检查是否有穿拖鞋的现象)
分组教学
2.告知教学内容、目的
1. 理解空间直角坐标系的与向量的概念
2.了解分段向量的数量积与向量积
3.了解平面与直线
教师讲授
课件演示
课件
提问和回答
学习导入
3.空间直角坐标系的与向量的概念
2、无穷级数的性质。
教师讲授
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课件
学习导入
提问和回答
4. 正顶级数及其敛散性
1.正顶级数及其收敛的充要条件;
2.正顶级数收敛的比较判别法。
教师讲授
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提问和回答
小组讨论
5绝对收敛于条件收敛
1、交错级数及其敛散性;
2、绝对收敛与条件收敛。
教师讲授
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课件
学习导入
提问和回答
小组讨论
7.学生自我总结
学生进行书面式或演讲式的自我总结,并进行经验分享。互相检查
教师讲授
评价表
8.教师总结与点评
教师分别对学生学习过程中存在的个别现象和普遍现象进行点评,并提供解决方法或措施。
清洁用具
分组进行
9.课程结束
整理工具、场地,教师布置作业及下一个教学项目内容。
教学过程
教学内容与标准
教学方法
教学资源
2. 熟练掌握二重积分的计算
3.了解二重积分的应用
教师讲授
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课件
提问和回答
3.二重积分的概念与性质
1、二重积分的概念;
2、二重积分的几何意义;
3、二重积分的性质。
教师讲授
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提问和回答
4.二重积分的计算
1、在直角坐标系下计算二重积分;
2、利用极坐标计算二重积分。
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6.学生自我总结
学生进行书面式或演讲式的自我总结,能触类旁通明确同类工作的全过程,并进行经验分享。互相检查
教师讲授
评价表
7.教师总结与点评
教师分别对学生学习过程中存在的个别现象和普遍现象进行点评,并提供解决方法或措施。
清洁用具
分组进行
8.课程结束
整理工具、场地,教师布置作业及下一个教学项目内容。
活动设计
1.教学准备
组建6个工作合作小组;
考勤:各小组组长向老师汇报本组出勤情况。
仪容仪表检查(检查是否有穿拖鞋的现象)
课件演示
讲授
分组教学
2.告知教学内容、目的
1.了解无穷级数的概念与性质
2.了解正顶级数及其敛散性
3. 掌握幂函数
教师讲授
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课件
提问和回答
3.无穷级数的概念与性质
1、无穷级数的概念;
3.多元函数的概念、极限与连续
1、多元函数的概念;
2、二元函数的极限与连续。
教师讲授
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课件
学习导入
提问和回答
4.偏导数
1、偏导数;
2、高阶偏导数。
教师讲授
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课件
学习导入
提问和回答
5.全微分
1、全微分的定义;
2、全微分在近似计算中的应用。
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课件
学习导入
提问和回答
6.练习巩固
1、习题10.1 P175 1、2题
1.空间直角坐标系;
2.向量的概念及其线性运算;
3.向量的坐标表示。
教师讲授
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学生练习
提问和回答
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4.向量的数量积与向量积
1、向量的数量积;
2、向量的向量积。
教师讲授
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教师巡回指导
课件
小组讨论
提问和回答
学生分享
5.练习巩固
习题:(P170、P171)1/2/3/4题
自主学习
小组讨论
教学过程
教学内容与标准
教学方法
教学资源
活动设计
1.教学准备
组建6个工作合作小组;
考勤:各小组组长向老师汇报本组出勤情况。
仪容仪表检查(检查是否有穿拖鞋的现象)
课件演示
讲授
分组教学
2.告知教学内容、目的
1.了解多元函数的概念
2.掌握了解偏导数
3.了解全微积分
4.掌握二元函数的极限
教师讲授
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课件
提问和回答
8.学生自我总结
学生进行书面式或演讲式的自我总结,给时间学生自己进行总结,记单词,
学生讲解
上台总结
9.教师总结与点评
教师分别对学生学习过程中存在的个别现象和普遍现象进行点评,并提供解决方法或措施。
教师讲授
10.课程结束
整理场地,教师布置作业及下一个教学项目内容。
教学过程
教学内容与标准
教学方法
教学资源
教师讲授
评价表
9.教师总结与点评
教师分别对学生学习过程中存在的个别现象和普遍现象进行点评,并提供解决方法或措施。
清洁用具
分组进行
10.课程结束
整理工具、场地,教师布置作业及下一个教学项目内容。
教师讲授
课件演示
《安全教育》课件
提问和回答
3.任务导入
回顾上学期学过的数学
上台表达
4.基础学习
导数、积分与定积分
教师讲授
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5.认识高等数学
1、教师根据前言讲解高等数学;
2、告知本学期高等数学共有14个单元学习任务;
3、介绍高等数学的上课模式、教学方法及考核过程。
教师讲授
模板演示
课件《高等数学》