高中数学16微积分基本定理(教案)
(整理)学年高中数学16微积分基本定理学案选修2-2.
选修2-2 1.6 微积分基本定理一、选择题1.下列积分正确的是( )[答案] AA.214B.54 C.338D.218[答案] A[解析] ⎠⎛2-2⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 4d x =⎠⎛2-2x 2d x +⎠⎛2-21x 4d x=13x 3| 2-2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-13x -3| 2-2 =13(x 3-x -3)| 2-2 =13⎝ ⎛⎭⎪⎫8-18-13⎝ ⎛⎭⎪⎫-8+18=214.故应选A.3.⎠⎛1-1|x |d x 等于( )A.⎠⎛1-1x d xB.⎠⎛1-1d xC.⎠⎛0-1(-x )d x +⎠⎛01x d xD.⎠⎛0-1x d x +⎠⎛01(-x )d x[答案] C[解析] ∵|x |=⎩⎪⎨⎪⎧x (x ≥0)-x (x <0)∴⎠⎛1-1|x |d x =⎠⎛0-1|x |d x +⎠⎛01|x |d x=⎠⎛0-1(-x )d x +⎠⎛01x d x ,故应选C.4.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2(0≤x <1)2-x (1≤x ≤2),则⎠⎛02f (x )d x 等于( )A.34B.45C.56D .不存在[答案] C[解析] ⎠⎛02f (x )d x =⎠⎛01x 2d x +⎠⎛12(2-x )d x取F 1(x )=13x 3,F 2(x )=2x -12x 2,则F ′1(x )=x 2,F ′2(x )=2-x∴⎠⎛02f (x )d x =F 1(1)-F 1(0)+F 2(2)-F 2(1)=13-0+2×2-12×22-⎝ ⎛⎭⎪⎫2×1-12×12=56.故应选C.5.⎠⎛ab f ′(3x )d x =( )A .f (b )-f (a )B .f (3b )-f (3a ) C.13[f (3b )-f (3a )]D .3[f (3b )-f (3a )][答案] C[解析] ∵⎣⎢⎡⎦⎥⎤13f (3x )′=f ′(3x ) ∴取F (x )=13f (3x ),则⎠⎛abf ′(3x )d x =F (b )-F (a )=13[f (3b )-f (3a )].故应选C. 6.⎠⎛03|x 2-4|d x =( )A.213B.223 C.233D.253[答案] C[解析] ⎠⎛03|x 2-4|d x =⎠⎛02(4-x 2)d x +⎠⎛23(x 2-4)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -13x 3| 20+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-4x | 32=233.A .-32B .-12C.12D.32[答案] D[解析] ∵1-2sin2θ2=cos θ8.函数F (x )=⎠⎛0x cos t d t 的导数是( )A .cos xB .sin xC .-cos xD .-sin x[答案] A[解析] F (x )=⎠⎛0x cos t d t =sin t | x0=sin x -sin0=sin x .所以F ′(x )=cos x ,故应选A. 9.若⎠⎛0k (2x -3x 2)d x =0,则k =( )A .0B .1C .0或1D .以上都不对[答案] C[解析] ⎠⎛0k (2x -3x 2)d x =(x 2-x 3)| k 0=k 2-k 3=0,∴k =0或1.10.函数F (x )=⎠⎛0x t (t -4)d t 在[-1,5]上( )A .有最大值0,无最小值B .有最大值0和最小值-323C .有最小值-323,无最大值D .既无最大值也无最小值 [答案] B[解析] F (x )=⎠⎛0x (t 2-4t )d t =⎝ ⎛⎭⎪⎫13t 3-2t 2| x 0=13x 3-2x 2(-1≤x ≤5).F ′(x )=x 2-4x ,由F ′(x )=0得x =0或x =4,列表如下:可见极大值F (0)=0,极小值F (4)=-3.又F (-1)=-73,F (5)=-253∴最大值为0,最小值为-323. 二、填空题 11.计算定积分: ①⎠⎛1-1x 2d x =________②⎠⎛23⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -2x 2d x =________③⎠⎛02|x 2-1|d x =________ ④⎠⎛0-π2|sin x |d x =________[答案] 23;436;2;1[解析] ①⎠⎛1-1x 2d x =13x 3| 1-1=23.②⎠⎛23⎝⎛⎭⎪⎫3x -2x 2d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫32x 2+2x | 32=436.③⎠⎛02|x 2-1|d x =⎠⎛01(1-x 2)d x +⎠⎛12(x 2-1)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13x 3| 10+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x | 21=2.[答案] 1+π213.(2010·陕西理,13)从如图所示的长方形区域内任取一个点M (x ,y ),则点M 取自阴影部分的概率为________.[答案] 13[解析] 长方形的面积为S 1=3,S 阴=⎠⎛013x 2dx =x 3| 10=1,则P =S 1S 阴=13. 14.已知f (x )=3x 2+2x +1,若⎠⎛1-1f (x )d x =2f (a )成立,则a =________.[答案] -1或13[解析] 由已知F (x )=x 3+x 2+x ,F (1)=3,F (-1)=-1, ∴⎠⎛1-1f (x )d x =F (1)-F (-1)=4,∴2f (a )=4,∴f (a )=2.即3a 2+2a +1=2.解得a =-1或13.三、解答题15.计算下列定积分: (1)⎠⎛052x d x ;(2)⎠⎛01(x 2-2x )d x ;(3)⎠⎛02(4-2x )(4-x 2)d x ;(4)⎠⎛12x 2+2x -3x d x .[解析] (1)⎠⎛052x d x =x 2| 50=25-0=25.(2)⎠⎛01(x 2-2x )d x =⎠⎛01x 2d x -⎠⎛012x d x=13x 3| 10-x 2| 10=13-1=-23. (3)⎠⎛02(4-2x )(4-x 2)d x =⎠⎛02(16-8x -4x 2+2x 3)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫16x -4x 2-43x 3+12x 4| 20=32-16-323+8=403.(4)⎠⎛12x 2+2x -3x d x =⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫x +2-3x d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+2x -3ln x | 21=72-3ln2.16.计算下列定积分:[解析] (1)取F (x )=12sin2x ,则F ′(x )=cos2x=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-32=14(2-3).(2)取F (x )=x 22+ln x +2x ,则F ′(x )=x +1x+2.∴⎠⎛23⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 2d x =⎠⎛23⎝⎛⎭⎪⎫x +1x +2d x=F (3)-F (2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫92+ln3+6-⎝ ⎛⎭⎪⎫12×4+ln2+4=92+ln 32.(3)取F (x )=32x 2-cos x ,则F ′(x )=3x +sin x17.计算下列定积分: (1)⎠⎛0-4|x +2|d x ;(2)已知f (x )=,求⎠⎛3-1f (x )d x 的值.[解析] (1)∵f (x )=|x +2|=∴⎠⎛0-4|x +2|d x =-⎠⎛-4-2(x +2)d x +⎠⎛0-2(x +2)d x=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+2x | -2-4+⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+2x | 0-2=2+2=4.(2)∵f (x )=∴⎠⎛3-1f (x )d x =⎠⎛0-1f (x )d x +⎠⎛01f (x )d x +⎠⎛12f (x )d x +⎠⎛23f (x )d x =⎠⎛01(1-x )d x +⎠⎛12(x -1)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 22| 10+⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22-x | 21 =12+12=1. 18.(1)已知f (a )=⎠⎛01(2ax 2-a 2x )d x ,求f (a )的最大值;(2)已知f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),且f (-1)=2,f ′(0)=0,⎠⎛01f (x )d x =-2,求a ,b ,c 的值.[解析] (1)取F (x )=23ax 3-12a 2x 2则F ′(x )=2ax 2-a 2x ∴f (a )=⎠⎛01(2ax 2-a 2x )d x=F (1)-F (0)=23a -12a 2=-12⎝ ⎛⎭⎪⎫a -232+29∴当a =23时,f (a )有最大值29.(2)∵f (-1)=2,∴a -b +c =2① 又∵f ′(x )=2ax +b ,∴f ′(0)=b =0② 而⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+bx +c )d x取F (x )=13ax 3+12bx 2+cx则F ′(x )=ax 2+bx +c∴⎠⎛01f (x )d x =F (1)-F (0)=13a +12b +c =-2③解①②③得a =6,b =0,c =-4.。
人教版高中数学第一章1.6微积分基本定理
的研究方向;分析小说,一般都是从人物、环境、情节三个要素入手;写记叙文,则要从时间、地点、人物和事情发生的起因、经过、结果六个方面进
行叙述。这些都是语文学习中的一些具体方法。其他的科目也有适用的学习方法,如解数学题时,会用到反正法;换元法;待定系数法;配方法;消元
法;因式分解法等,掌握各个科目的方法是大家应该学习的核心所在。
归纳升华 (1)利用微积分基本定理求定积分,关键是求使 F′(x) =f(x)的 F(x),其求法是反方向运用求导公式. (2)当被积函数是积的形式时,应先化和差的形式, 再利用定积分的性质化简,最后再用微积分基本定理求定 积分的值.
(3)对于多项式函数的原函数,应注意 xn(n≠-1)的原 xn+1
函数为 ,它的应用很广泛. n+1
[变式训练] 下列积分值为 2 的是( )
A.∫50(2x-4)dx C.∫311xdx
B.∫0π cos xdx D.∫0π sin xdx
解析:∫50(2x-4)dx=(x2-4x)|50=5,∫0π cos xdx=sin
x|π0 =0,∫311xdx=ln x|31=ln 3,∫π0 sin xdx=-cos x|0π =2.
x 的原函数为
F(x)
π
=12x-12sin x,所以 sin2 x2dx=12x-12sin x|20=π4-12=
π-2 4. π-2 答案: 4
5.曲线 y=2x2 与直线 x=1,x=2 及 y=0 所围成的 平面图形的面积为________.
解析:依题意,所求面积为 S=∫212x2dx=23x3|21=136- 23=134. 答案:134
=sin 1-23. 答案:sin 1-23
类型 3 微积分基本定理的综合应用(互动探究)
微积分基本定理 说课稿 教案 教学设计
微积分基本定理一、教学目标:知识与技能:1.通过实例,直观了解微积分基本定理的内容,会用牛顿-莱布尼兹公式求简单的定积分2.通过实例探求微分与定积分间的关系,体会微积分基本定理的重要意义过程与方法:通过微积分基本定理的学习,体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系,培养学生辩证唯物主义观点,提高理性思维能力。
情感、态度与价值:让学生探索、发现数学知识和掌握数学知识的内在规律的过程中不,不断获得成功积累愉快的体验,不断增进学习数学的兴趣,同时还通过探索这一活动培养学生善于和他人合作的精神.二、教学重点、难点重点:通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分。
难点:了解微积分基本定理的含义。
三、教学模式与教法、学法教学模式:本课采用“探究——发现”教学模式.教师的教法:利用多媒体辅助教学,突出活动的组织设计与方法的引导.“抓三线”,即(一)知识技能线(二)过程与方法线(三)能力线.“抓两点”,即一抓学生情感和思维的兴奋点,二抓知识的切入点.学法:突出探究、发现与交流.四、教学过程n有没有计算定积分的更直接方法,也是比较一般的方法呢?(1)下面以变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系为例:设一物体沿直线作变速运动,在时刻t 时物体所在位置为S(t),速度为v(t)(()v t o ≥),则物体在时间间隔12[,]T T 内经过的路程可用速度函数表示为21()T T v t dt ⎰。
另一方面,这段路程还可以通过位置函数S (t )在12[,]T T 上的增量12()()S T S T -来表达,即21()T T v t dt ⎰=12()()S T S T - ()()S t v t '=。
3.微积分基本定理对于一般函数()f x ,设()()F x f x '=,是否也有()()()baf x dx F b F a =-⎰?若上式成立,我们就找到了用()f x 的原函数(即满足()()F x f x '=)的数值差()()F b F a -来计算()f x 在[,]a b 上的定积分的方法。
2015高中数学 1.6微积分基本定理 课件(人教A版选修2-2)
●重点、难点 重点:通过探究变速直线运动中的速度和位移的关系导出 微积分基本定理,以及对微积分基本定理的应用. 难点:了解微积分基本定理的含义.
1.了解导数与定积分的关系以及微积分基本定理 课标 的含义.(重点、易混点) 解读 2.掌握微积分基本定理,会用微积分基本定理求
定积分.(重点、难点)
微积分基本定理(牛顿—莱布尼茨公式)
a
图①
图② 图 1-6-1
图③
(2)当曲边梯形在 x 轴下方时,如图②,
x 轴上方、x 轴下方均存在时,如图③,
则bf(x)dx= S上-S下
a
.特别地,若 S 上=S 下,则bf(x)dx= 0 .
a
用微积分基本定理计算定积分
计算下列定积分. (1)2(x2+2x+3)dx;(2)0-π(cos x-ex)dx;
【提示】 不唯一,根据导数的性质,若F′(x)=f(x),则 对任意实数c,都有[F(x)+c]′=F′(x)+c′=f(x).
(1)条件:f(x)是区间[a,b]上的连续函数,并且 F′(x)=f(x) ;
(2)结论:bf(x)dx= F(b)-F(a)
;
a
(3)符号表示:bf(x)dx= F(x)|ab
=(2k+2)-
12k+1=32k+1,所以2≤32k+1≤4,解得23≤k≤2.
【答案】
k23≤k≤2
1.含有参数的定积分可以与方程、函数或不等式综合起来 考查,先利用微积分基本定理计算定积分是解决此类综合问题 的前提.
2.计算含有参数的定积分,必须分清积分变量与被积函数 f(x)、积分上限与积分下限、积分区间与函数F(x)等概念.
易
错
教
易
学
微积分基本定理 说课稿 教案 教学设计
微积分基本定理【学习目标】1.理解微积分基本定理的含义。
2.能够利用微积分基本定理求解定积分相关问题。
【要点梳理】要点一、微积分基本定理的引入我们已学过过用定积分定义计算定积分,但其计算过程比较复杂,所以不是求定积分的一般方法。
我们必须寻求计算定积分的新方法,也是比较一般的方法。
(1)导数和定积分的直观关系:如下图:一个做变速直线运动的物体的运动规律是s=s (t ),由导数的概念可知,它在任意时刻t 的速度v (t )=s '(t )。
设这个物体在时间段[a ,b]内的位移为s ,你能分别用 s (t )、v (t )表示s 吗?一方面,这段路程可以通过位置函数S (t )在[a ,b]上的增量s (b )-s (a )来表达, 即 s=s (b )-s (a )。
另一方面,这段路程还可以通过速度函数v (t )表示为 ()d bav t t ⎰,即 s =()d bav t t ⎰。
所以有: ()d bav t t =⎰s (b )-s (a )(2)导数和定积分的直观关系的推证:上述结论可以利用定积分的方法来推证,过程如下:如右图:用分点a=t 0<t 1<…<t i -1<t i <…<t n =b , 将区间[a ,b]等分成n 个小区间:[t 0,t 1],[t 1,t 2],…,[t i ―1,t i ],…,[t n ―1,t n ], 每个小区间的长度均为1i i b at t t n--∆=-=。
当Δt 很小时,在[t i ―1,t i ]上,v (t )的变化很小,可以认为物体近似地以速度v (t i ―1)做匀速运动,物体所做的位移111()'()'()i i i i i b as h v t t s t t s t n----∆≈=∆=∆=。
② 从几何意义上看,设曲线s=s (t )上与t i ―1对应的点为P ,PD 是P 点处的切线,由导数的几何意义知,切线PD 的斜率等于s '(t i ―1),于是1tan '()i i i s h DPC t s t t -∆≈=∠⋅∆=⋅∆。
微积分基本定理 说课稿 教案 教学设计
微积分基本定理【教学目标】1.直观了解并掌握微积分基本定理的含义.2.会利用微积分基本定理求函数的积分.【教法指导】本节学习重点:会利用微积分基本定理求函数的积分.本节学习难点:直观了解并掌握微积分基本定理的含义.【教学过程】☆复习引入☆从前面的学习中可以发现,虽然被积函数f(x)=x3非常简单,但直接用定积分的定义计算ʃ10x3d x的值却比较麻烦.有没有更加简便、有效的方法求定积分呢?另外,我们已经学习了两个重要的概念——导数和定积分,这两个概念之间有没有内在的联系呢?我们能否利用这种联系求定积分呢?☆探索新知☆探究点一微积分基本定理问题你能用定义计算ʃ211xd x吗?有没有更加简便、有效的方法求定积分呢?思考1 如下图,一个做变速直线运动的物体的运动规律是y=y(t),并且y(t)有连续的导数,由导数的概念可知,它在任意时刻t的速度v(t)=y′(t).设这个物体在时间段[a,b]内的位移为s,你能分别用y(t),v(t)表示s吗?答由物体的运动规律是y=y(t)知:s=y(b)-y(a),通过求定积分的几何意义,可得s=ʃb a v(t)d t=ʃb a y′(t)d t,所以ʃb a v(t)d t=ʃb a y′(t)d t=y(b)-y(a).其中v(t)=y′(t).小结(1)一般地,如果f(x)是区间[a,b]上的连续函数,并且F′(x)=f(x),那么ʃb a f(x)d x=F(b)-F(a).这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿—莱布尼茨公式.(2)运用微积分基本定理求定积分ʃb a f (x )d x 很方便,其关键是准确写出满足F ′(x )=f (x )的F (x ).思考2 对一个连续函数f (x )来说,是否存在唯一的F (x ),使F ′(x )=f (x )?若不唯一,会影响微积分基本定理的唯一性吗?答 不唯一,根据导数的性质,若F ′(x )=f (x ),则对任意实数c ,[F (x )+c ]′=F ′(x )+c ′=f (x ).不影响,因为ʃb a f (x )d x =[F (b )+c ]-[F (a )+c ]=F (b )-F (a )例1 计算下列定积分: (1)ʃ211x d x ;(2)ʃ31(2x -1x2)d x ;(3)ʃ0-π(cos x -e x )d x .所以ʃ31(2x -1x 2)d x =ʃ312x d x -ʃ311x2d x =x 2|31+1x|31 =(9-1)+(13-1)=223. (3)ʃ0-π(cos x -e x )d x =ʃ0-πcos x d x -ʃ0-πe x d x=sin x |0-π-e x |0-π=1eπ-1. 反思与感悟 求简单的定积分关键注意两点:(1)掌握基本函数的导数以及导数的运算法则,正确求解被积函数的原函数,当原函数不易求时,可将被积函数适当变形后再求解;(2)精确定位积分区间,分清积分下限与积分上限.跟踪训练1 若S 1=ʃ21x 2d x ,S 2=ʃ211xd x ,S 3=ʃ21e x d x ,则S 1,S 2,S 3的大小关系为( ) A .S 1<S 2<S 3B .S 2<S 1<S 3C .S 2<S 3<S 1D .S 3<S 2<S 1 答案 B解析 S 1=ʃ21x 2d x =13x 3|21=73, S 2=ʃ211x d x =ln x |21=ln 2<1,S 3=ʃ21e x d x =e x |21=e 2-e =e(e -1)>73. 所以S 2<S 1<S 3,选B.探究点二 分段函数的定积分例2 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ sin x ,0≤x ≤π2,1,π2≤x ≤2,x -1,2≤x ≤4.先画出函数图象,再求这个函数在[0,4]上的定积分.解 图象如图.ʃ40f (x )d x =π20⎰sin x d x +π20⎰1d x +42⎰(x -1)d x=(-cos x )|π20+x |2π2+(12x 2-x )|42 =1+(2-π2)+(4-0)=7-π2. 反思与感悟 求分段函数的定积分,分段标准是使每一段上的函数表达式确定,按照原分段函数的分段情况即可;对于含绝对值的函数,可转化为分段函数.跟踪训练2 设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2, x ≤0,cos x -1, x >0,求ʃ1-1f (x )d x .探究点三 定积分的应用例3 计算下列定积分:ʃπ0sin x d x ,ʃ2ππsin x d x ,ʃ2π0sin x d x .由计算结果你能发现什么结论?试利用曲边梯形的面积表示所发现的结论.解 因为(-cos x )′=sin x ,所以ʃπ0sin x d x =(-cos x )|π0=(-cos π)-(-cos 0)=2;ʃ2ππsin x d x =(-cos x )|2ππ=(-cos 2π)-(-cos π)=-2;ʃ2π0sin x d x =(-cos x )|2π0=(-cos 2π)-(-cos 0)=0.反思与感悟 可以发现,定积分的值可能取正值也可能取负值,还可能是0:定积分的值与曲边梯形面积之间的关系:(1)位于x 轴上方的曲边梯形的面积等于对应区间的积分;(2)位于x 轴下方的曲边梯形的面积等于对应区间的积分的相反数;(3)定积分的值就是位于x 轴上方曲边梯形面积减去位于x 轴下方的曲边梯形面积.跟踪训练3 求曲线y =sin x 与直线x =-π2,x =54π,y =0所围图形的面积(如图所示).。
微积分基本定理 教学设计 教案
1. 教学目标1、能说出微积分基本定理。
2、能运用微积分基本定理计算简单的定积分。
3、能掌握微积分基本定理的应用。
4、会用牛顿-莱布尼兹公式求简单的定积分。
2. 教学重点/难点教学重点:通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分。
教学难点:微积分基本定理以及利用定理求复合函数定积分的计算。
3. 教学用具多媒体、板书4. 标签一、复习引入【师】同学们,我们来复习一下上节课的内容,请同学们回答以下几个问题:1.我们如何确定曲线上一点处切线的斜率呢?2.如何求曲线下方的面积?3.用“以直代曲”解决问题的思想和具体操作过程是什么呢?求由连续曲线y=f(x)对应的曲边梯形面积的方法【板书】用“以直代曲”解决问题的思想和具体操作过程:分割I以百代曲]—►,作和匚事I逼近二、新知介绍【1】微积分基本定理【师】同学们刚刚接触到积分,那么大家通过阅读课本来找出什么是微积分基本定理呢?【生】讨论回答【师】如果£(媒)是在区间回句上的壁画数,并且F1■⑶=的,则J:fG)dx=F(b)-F(江记!F(b)-F(^)=F㈤|>贝山『欧)收=Fg|:=F(b)—F⑷/值)是F㈤的导函数,F(>茂处)的原函数.【板书】1.f(x)dx=F(b3-7(a)记:F(b)-F(a)=F(x)|^【板演/PPT】例1:计算下列定积分?(1)J::dx(2)/;2xdx【师】同学们在练习本上先试着算一下,看看能不能计算出这两个定积分的值?【生】思考讨论【师】请大家注意,一定要按照定积分基本定理来做呢?(然后,演板)2、知识探究(1)微积分基本定理求定积分的一种基本方法,其关键是求出被积函数的原函数,特别注意:y=抑原函数是y=In(x)(2)求定积分时要注意积分变量,有时在被积函数中含有参数,但它不一定是积分变量。
(3)定积分的值可以是任意实数。
例2:计算定积分【师】同学们根据向量基本定理然后仔细的想一下,计算出结果【生】思考讨论【师】请大家注意,一定要按照向量的定义来做哦。
1.6微积分基本定理第2课时 (精品教案)
§1.6.2微积分基本定理【学情分析】:在上一节教学中,学生已经学习了微积分基本定理,并且初步学会使用微积分基本定理进行求定积分的计算.本节需要在上一节的基础上,进一步理解定积分的几何意义,以及利用几何意义求几何图形的面积.学生在学习了几种初等函数,必然会设法计算它们的一些定积分.另外学生在之前还学习一些具有特殊函数性质(奇偶性)的函数,这些函数也是可以作为研究的对象.【教学目标】:(1)知识与技能:进一步熟悉运用基本定理求定积分;增强函数知识的横向联系; (2)过程与方法:理解定积分的值与曲边梯形面积之间的关系; (3)情感态度与价值观:培养学生的探究精神与创新思想。
【教学重点】:(1)运用基本定理求定积分(2)定积分的值与曲边梯形面积之间的关系【教学难点】:(1)求函数()f x 的一个原函数()F x(2)理解定积分的值与曲边梯形面积之间的关系【教学突破点】:合理利用复合函数的求导法则来求原函数()F x 【教学过程设计】:(基础题)1. 22(sin cos )d x x x ππ-+⎰的值是( )(A)0 (B)4π(C)2 (D)4答案:C解释:()2222(sin cos )d cos sin 2x x x x x ππππ--+=-+=⎰2. 曲线3cos (0)2y x x π=≤≤与坐标轴所围成的面积是( ) (A)2(B)3(C)52(D)4答案:B 解释:332222cos d cos d (cos )d S x x x x x x ππππ==+-⎰⎰⎰3202sin sin 123x x πππ=-=+=3. sin (02)y x x π=≤≤与x 轴所围成图形的面积为 答案:4解释:220sin d sin d sin d x x x x x x ππππ=+⎰⎰⎰20cos (cos )4x x πππ=--=4.设201()512x x f x x ≤≤⎧=⎨<≤⎩,求20()f x dx ⎰。
【数学】1.6《微积分基本定理(第2课时)》课件(人教A版选修2-2) (2)
π
πБайду номын сангаас
(cosx-e )dx= cosxdx- exdx (3)-π -π -π
1 =sinx|-π-e |- π= π-1. e
0 x0
0
(2)0 (sinx-cosx)dx=0 sinxdx- 0 cosxdx
π π =(-cosx)|0 -sinx|0 =2. 0 0 x
变式训练 1 计算下列定积分: ∫105x4dx; (1) 2 3 ( x+ 1 )26xdx. (2)1 x
解:(1)∵(x5)′=5x4, ∫105x4dx=x5|10=105-25=99968. ∴ 2 2 3 3 1 2 ( x+ ) 6xdx= (x+1+2)6xdx (2)1 1 x x =1(6x2+6+12x)dx=(2x3+6x+6x2)|3 1 =(54+18+54)-(2+6+6)=112.
0 0
【解】
2
(1)1(x2+2x+3)dx
2 2
2
=1x2dx+12xdx+13dx x 2 25 22 2 = |1+x |1+3x|1= . 3 3
π
3
(2)0 (sinx-cosx)dx=0 sinxdx- 0 cosxdx
π π =(-cosx)|0 -sinx|0 =2. 0 0 x
0 b
3.定积分和曲边梯形面积的关系 设曲边梯形在 x 轴上方的面积为 S 上, x 轴下 在 方的面积为 S 下,则 (1)当曲边梯形在 x 轴上方时,如图①,则 a
b
S上 f(x)dx=_____
(2)当曲边梯形在 x 轴下方时,如图②,则a f(x)dx=______. -S下
b
(3)当曲边梯形在 x 轴上方、x 轴下方均存在时, b S上-S下 如图③,则 f(x)dx=____________.
数学:《定积分与微积分基本定理》教案
定积分与微积分基本定理一. 教学内容:定积分与微积分基本定理二. 教学目的:1. 了解定积分的定义和定积分的几何意义;2. 会用定积分求一些平面图形的面积,变速直线运动的路程,变力所做的功。
三. 重点、难点:定积分的定义和定积分的几何意义;微积分基本定理。
[知识分析]知识点1:定积分的定义1. 定积分的定义是由实际问题抽象概括出来的.它的解决过程充分体现了变量“由直到曲”、“由近似到精确”、“由有限到无限”的极限的思想方法,定积分是由实际问题中提出的,对定积分概念说明如下: (1)把闭区间[a ,6]用n +1个分点(包括两个端点0n x a,x b ==)分为任意n 个小区间,并非要求一定分成n 等份,只是在有的问题中,为了解题方便,才用n 等分的方法去布列分点. (2)在每个小区间i x ∆上,点ξ的取法是任意的,它可以取在小区间的中点,即i i 1i x x 2-+ξ=,也可以取在小区间的两个端点,即i i x ξ=或i i 1x -ξ=,还可以取在小区间的其他任何位置(i =1,2,…,n ). (3)从几何意义上讲,i i f ()x ξ⋅∆(i =1,2,…,n )表示以i x ∆为底边,以i f ()ξ为高的第i 个小矩形的面积,而不是第i 个小曲边梯形的面积,和式n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑表示n 个小矩形的面积的和,而不是真正的曲边梯形的面积,不过,和式n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑可以近似地表示曲边梯形的面积,一般说来,分法越细,近似程度也就越高. (4)总和n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑取极限时的极限过程为“i x 0∆→”(n →∞),当分割无限变细,即n →∞时,不一定能保证和式n 1iii 0f ()x-=ξ⋅∆∑的极限值就是曲边梯形的面积,只有在分点无限增多的同时,保证每个小区间的长度也无限地缩小,才是真正的曲边梯形的面积.(5)定积分是一个比较复杂的极限过程的极限值,定义n 1bi iax 0i 0f (x)dx lim f ()x -∆→==ξ⋅∆∑⎰实际上给出了定积分baf (x)dx⎰的一个计算方法,在实际问题中,由于它太繁琐,故很少使用.2. 定积分是一个数值(极限值),它的值仅仅取决于被积函数与积分的上、下限,而与积分变量用什么字母表示无关,即bb ba a a f (x)dx f (u)du f (t)dt ===⎰⎰⎰(称为积分形式的不变性),另外定积分baf (x)dx⎰与积分区间[a ,b ]息息相关,不同的积分区间,定积分的积分上、下限不同,所得的值也不同,例如12(x1)dx+⎰与320(x 1)dx+⎰的值就不同。
定积分与微积分基本定理》教案
《定积分与微积分基本定理》教案一、教学目标1. 理解定积分的概念,掌握定积分的计算方法。
2. 掌握微积分基本定理,了解其应用。
3. 能够运用微积分基本定理解决实际问题。
二、教学内容1. 定积分的概念:定积分是函数在区间上的积累量,用符号∫表示。
2. 定积分的计算方法:牛顿-莱布尼茨公式、换元法、分部积分法等。
3. 微积分基本定理:微积分基本定理是定积分与导数之间的关系,表述为∫(f'(x)dx) = F(b) F(a),其中F(x) 是f(x) 的一个原函数。
4. 微积分基本定理的应用:求解曲线下的面积、弧长、质心等问题的计算。
三、教学重点与难点1. 教学重点:定积分的概念、计算方法,微积分基本定理的理解与应用。
2. 教学难点:微积分基本定理的证明,定积分的计算方法的综合运用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解定积分的概念、计算方法,微积分基本定理的证明。
2. 案例分析法:分析实际问题,引导学生运用微积分基本定理解决。
3. 练习法:课堂练习与课后作业,巩固所学知识。
五、教学安排1. 第一课时:定积分的概念与计算方法。
2. 第二课时:微积分基本定理的证明。
3. 第三课时:微积分基本定理的应用。
4. 第四课时:定积分的综合练习。
六、教学策略1. 互动讨论:鼓励学生提问,师生共同探讨定积分与微积分基本定理的相关问题。
2. 小组合作:同学之间分工合作,共同完成定积分的计算和应用问题。
3. 利用多媒体:通过动画、图像等直观展示定积分的几何意义和应用。
七、教学评价1. 课堂问答:检查学生对定积分概念、计算方法和微积分基本定理的理解。
2. 课后作业:布置有关定积分的计算和应用问题,检验学生掌握程度。
3. 课程报告:要求学生选择一个实际问题,运用微积分基本定理进行解决,以此评估学生的实际应用能力。
八、教学资源1. 教材:选用权威、实用的教材,如《微积分学导论》等。
2. 辅导资料:提供定积分与微积分基本定理的相关习题及解答。
高中数学(新课标)选修2课件1.6微积分基本定理
求使3f(x)dx=430恒 k
成立的 k 值.
【解析】 (1)当 k∈(2,3]时,
k3f(x)dx=k3(1+x2)dx=x+13x33k =3+13×33-k+13k3 =430, 整理得 k3+3k+4=0,即 k3+k2-k2+3k+4=0, ∴(k+1)(k2-k+4)=0, ∴k=-1. 而 k∈(2,3],∴k=-1 舍去.
∴∫2ππ(cos x+sin x)dx=(sin x-cos x)2ππ =(sin 2π-cos 2π)-
(sin π-cos π)=(0-1)-[0-(-1)]=-1-1=-2.
(3)∵(ex-sin x)′=ex-cos x,
∴∫
0 -π
(ex
-
cos
x)dx = (ex - sin
x)
0 -π
1.6 微积分基本定理
知识导图
学法指导 1.在理解定积分概念的基础上,从图形的角度直观理解微积分 基本定理. 2.从形式上体会原函数与被积函数之间的关系,并深化认识 微积分基本定理. 3.微积分基本定理揭示了导数与定积分之间的内在联系,同 时它也提供了计算定积分的一种有效方法.
高考导航 对于本节知识,高考中多与定积分的几何意义和其他知识相结 合考查定积分的计算,以选择题或填空题的形式呈现,分值 5 分.
(2)当 k∈[-2,2]时,
3f(x)dx=2(2x+1)dx+3(1+x2)dx
k
k
2
=(x2+x)2k +x+13x332
=(22+2)-(k2+k)+3+13×33-2+13×23 =430-(k2+k)=430,
∴k2+k=0,
解得 k=0 或 k=-1,
综上所述,k=0 或 k=-1.
(vip免费)【数学】1.6《微积分基本定理(第1课时)》课件(人教A版选修2-2)
高考总分:711分 毕业学校:北京八中 语文139分 数学140分 英语141分 理综291分 报考高校: 北京大学光华管理学院
北京市理科状元杨蕙心
班主任 孙烨:杨蕙心是一个目标高远 的学生,而且具有很好的学习品质。学 习效率高是杨蕙心的一大特点,一般同 学两三个小时才能完成的作业,她一个 小时就能完成。杨蕙心分析问题的能力 很强,这一点在平常的考试中可以体现 。每当杨蕙心在某科考试中出现了问题 ,她能很快找到问题的原因,并马上拿 出解决办法。
Si
t
s'
(ti 1 )
b
n
a
v(ti 1 )
S s1 s2
si
sn
n i 1
Si
n i 1
b a v(t) n
n
n ba
S
lim
n
i 1
Si
lim
n
i 1
n
v(t)
b
v(t)dt
a
b s' (t)dt s(b) s(a)
a
由定积分的定义得
b
b
S a v(t)dt a s '(t)dt s(b) s(a)
公式1:
b a
1dx x
=
lnx|ab
公式2:
b a
xndx
=
nxn++11|ab
作业:P62 A 1 (2)(3)(5)(6)
语文
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附赠 中高考状元学习方法
前言
高考状元是一个特殊的群体,在许多 人的眼中,他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通,但他们 有是不平凡不普通的,他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性,又有 着一些共性,而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
16-定积分与微积分基本定理 (2)
3.4 定积分与微积分基本定理教学目标重点是理解定积分的定义及几何意义,理解定积分的性质,了解微积分的基本定理,并且熟练计算一些函数的积分;定积分的概念是运用分割、近似代替、求和、取极限的思想;掌握定积分的计算方法.难点是利用定积分的几何意义解决问题.能力点:定积分的定义及几何意义以及极限思想,正确进行表述、判断和推理.教育点:提高学生的认知水平,塑造良好的认知结构.自主探究点:抓住定义,运用类比、联系和举例的方法加深对有关概念的理解和应用.高考要求:1、理解定积分的定义及几何意义,理解定积分的性质,了解微积分的基本定理,并且熟练计算一些函数的积分;2、体会运用分割、近似代替、求和、取极限的思想过程;3、掌握定积分的计算方法;4、利用定积分的几何意义会解决问题.学法与教具1、学法:探究归纳,讲练结合2、教具:多媒体、实物投影仪.一、【知识结构】二、【知识梳理】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()baf 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.()baf x dx ⎰的实质(1)当()f x 在区间[,]a b 上大于0时,()ba f x dx ⎰表示 ; (2)当()f x 在区间[,]ab 上小于0时,()baf x dx ⎰表示 ;(3)当()f x 在区间[,]a b 上有正有负时,()baf 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)()ba kf x dx ⎰= (k 为常数);(2)12[()()]baf x f x dx ±=⎰ ;(3)()baf x dx ⎰= (其中a c b <<).5.微积分基本定理一般地,如果()f x 是闭区间[,]a b 上的连续函数,并且()()F x f x '=,那么()baf x dx ⎰=__________________,这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿―――莱布尼兹公式,可以把()()F b F a -记作 ,即()ba f x dx ⎰= = .[特别提醒] 1.定积分()baf 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()baf x dx ⎰是一个常数,当被积函数()f x 及被积区间[,]a b 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()baf x dx ⎰中的积分变量,即()baf x dx⎰=()baf t dt ⎰.2.由积分符号()baf x dx ⎰可知,积分变量x 的变化范围是a x b ≤≤.3.定积分的概念与理论是在解决实际问题的过程中,运用数学知识抽象概括后产生和发展起来的,它的几何意义是表示曲边梯形的面积,物理意义来源于汽车行驶的路程.4.运用定积分的性质可以将较为复杂的求定积分问题转化为简单的求定积分问题,因此,在求定积分时应充分考虑利用定积分的性质化简后再进行求解.三、【范例导航】 例1.求定积分2211d 2x x x+⎰.解析:2211d 2x x x+⎰22211111111d ln ln(2)(ln 3ln 2).2222x x x x x ⎛⎫⎡⎤=-=-+=- ⎪⎢⎥⎣⎦+⎝⎭⎰ 评注:本题由2211d 2xx x +⎰想到被积函数的原函数可能是自然对数的形式,只是需要把212x x +拆成1x与12x +的差.运用微积分基本定理计算定积分的关键是找到被积函数的原函数. 变式训练:计算:220sin 2x dx π⎰分析:我们要直接求2sin 2x 的原函数比较困难,但我们可以将2sin 2x先变式化为1cos 11cos 222x x -=-,再求积分,利用上述公式就较容易求得结果,方法简便易行. 解:2222222000001cos 1111sin cos |sin |222222x x dx dx dx xdx x x ππππππ-==-=-⎰⎰⎰⎰11110sin sin 04222242πππ=-⋅-+=- 评注:较复杂函数的积分,往往难以直接找到原函数,常常需先化简、变式、换元变成基本初等函数的四则运算后,再求定积分.例2.求定积分120(1(1))x x dx ---⎰的值.解析:12(1(1))x x dx ---⎰表示圆22(1)1(0)x y y -+=≥的一部分与直线y x=所围成的图形(如图所示)的面积,因此2120π11π1(1(1))114242x x dx ⨯---=-⨯⨯=-⎰. 评注:本题如果用定积分的定义或微积分基本定理求解都比较麻烦,由120(1(1))x x dx ---⎰联想到圆22(1)1(0)x y y -+=≥的一部分与直线y x =,再联想到定积分的几何意义,从而简化了运算.这也是数形结合思想的又一体现.运用定积分的几何意义计算定积分,需要具备较强的观察能力、分析能力.变式训练:求定积分121(1)x dx --⎰的值.分析:利用定积分的意义是指曲边梯形的面积,只要作出图形就可求出. 解:121(1)x dx --⎰表示圆x 2+y 2=1在第一、二象限的上半圆的面积.因为2S π=半圆,又在x 轴上方.所以121(1)x dx --⎰=2π. 例3、求y 2=x 与直线x-2y-3=0所围图形的面积.解法一:先求出抛物线与直线的交点P(1,-1)与Q(9,3),如图把所求面积的平面图形分成S 1,S 2两部分,分别求得它们的面积A 1, A 2 :A 1=1[()]x x dx --⎰=21xdx ⎰=43; A 2=91328()23x x dx --=⎰ 所以A=A 1+A 2=43+283=1023解法二:本题也可把抛物线与直线方程写成x= y 2=g 1(y), x=2y+3=g 2(y), 应用公式对y 求积分便得: A=3211[()()]g y g y dy --⎰=321[(23)]y y dy -+-⎰=1023评注:1. 求平面图形的面积的解题步骤:(1)画出图形;(2)确定图形范围,通过解方程组求出交点横(纵)坐标,定出积分上、下限;(3)确定被积函数,注意分清被积函数的上、下位置;(4)写出平面图形面积的定积分的表达式;(5)运用微积分基本公式计算定积分,求出平面图形的面积.2.求解时要灵活选择坐标系,积分变量,由图形特点,适当选取积分变量对计算简繁有很大影响,显然上述解法二简洁.变式训练:求曲线3y x =与直线2y x =所围成的图形的面积. 解:如图,先求出直线与曲线的交点,由方程组32y x y x ⎧=⎨=⎩,,解得02x x ==±,.故交点坐标为(222)(00)(222)--,,,,,. 因此,积分区间应分为两部分[20][02]-,,,,且由图象的对称性知,图形在两个积分区间上面积相等.故023320(2)(2)S x x dx x x dx -=-+-⎰⎰232242012(2)222x x dx x x =-=-=⎰||. 点评:本解法充分利用图形的对称性,减少了运算量.xyo1-11例4、(2012年高考湖南理15)函数f (x )=sin (x ωϕ+)的导函数()y f x '=的部分图像如图所示,其中,P 为图像与y 轴的交点,A,C 为图像与x 轴的两个交点,B 为图像的最低点.(1)若6πϕ=,点P 的坐标为(0,33),则ω= ; (2)若在曲线段ABC 与x 轴所围成的区域内随机取一点,则该点在△ABC 内的概率为 .解析:(1)()y f x '=cos()x ωωϕ=+,当6πϕ=,点P 的坐标为(0,33)时,33cos,362πωω=∴=; (2)由图知222T AC ππωω===,122ABCS AC πω=⋅=,设,A B 的横坐标分别为,a b . 设曲线段ABC 与x 轴所围成的区域的面积为S 则()()sin()sin()2bbaaS f x dx f x a b ωϕωϕ'===+-+=⎰,由几何概型知该点在△ABC 内的概率为224ABCSP Sππ===. 点评:本题考查三角函数的图像与性质、几何概型等,(1)利用点P 在图像上求ω,(2)几何概型,求出三角形面积及曲边形面积,代入公式即得.变式训练: (2012年惠州质检)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1()f 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1()f x ⎰dx 的近似值为______.解析:因为0≤f(x)≤1且由定积分的定义知:1()f x ⎰dx 是由直线x =0,x =1及曲线y =f(x)与x 轴围成的面积.又产生的随机数对在如图所示的正方形内,正方形的面积为1,且共有N 个数对,即N 个点.而满足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1N N ×1=1N N ,即10()f x ⎰dx =1NN.四、【解法小结】1.(1)若使F ′(x)=f(x)的函数F(x)不易寻找时,要把f(x)进行等价变形, (2)一般要把被积函数变形为幂函数、指数函数、正(余)弦函数积的和或差.2.用微积分基本定理求定积分,关键是求出被积函数的原函数.此外,如果被积函数是绝对值函数或分段函数,那么可以利用定积分对积分区间的可加性,将积分区间分解,代入相应的解析式,分别求出积分值相加.3.当被积函数的图象与直线x =a ,x =b ,y =0所围成的曲边梯形的面积易求时,用求曲边梯形面积的代数和的方法求定积分.但要注意两点:(1)函数的图象连续不间断.(2)函数图象是在x 轴上方还是下方.4.对于不便求出被积函数的原函数的,可考虑用定积分的几何意义求解.5、利用定积分求面积一定要结合几何图形的直观性,把所求的曲边形的面积用函数的定积分表示,关键有两点:一是确定积分的上下限;二是确定被积函数.只要解决了这两点,所求的面积就转化为根据微积分基本定理计算定积分了.五、【布置作业】 必做题:1、(2012年济南三模)已知函数2()321f x x x =++,若11()2()(0)f x dx f a a -=>⎰成立,则a =________2、(2012年莱芜3月模拟)函数2(01)()2(12)x x f x x x ⎧≤≤=⎨-≤≤⎩的图像与x 轴所围成的封闭图形的面积为 .3、(2012临沂3月模拟)函数32()1f x x x x =-++在点(1,2)处的切线与函数2()g x x =围成的图形的面积等于_________;4、(2012日照5月模拟)如图,由曲线sin y x =,直线32x π=与x 轴围成的阴影部分的面积是 (A )1 (B )2 (C )2 (D )35、(2011年高考陕西理11).设2lg 0()30ax x f x x t dt x>⎧⎪=⎨+⎪⎩⎰,若((1))1f f =,则a = .必做题答案:1、13 2、56 3、43C. 4、D 5、1 选做题:1、(2012年临沂二模)已知{(,)|01,01}x y x y Ω=≤≤≤≤,A 是由直线0,(01)y x a a ==<≤和曲线3y x =围成的曲边三角形区域,若向区域Ω上随机投一点,点落在区域A 内的概率为164,则a 的值是(A )164(B )18 (C )14 (D )122、(2012青岛二模)设220(13)4a x dx =-+⎰,则二项式26()a x x+展开式中不含..3x 项的系数和是A .-160B .160C .161D .-161 3、已知函数f(x)=bx ax x ++232131, a,b ∈R,)(x f '是函数f(x)的导数. (1)试判断函数f(x)的单调性;(2)若-1≤a ≤1, -1≤b ≤1,求方程)(x f '=0有实数根的概率.(3)若-1≤a ≤1, -1≤b ≤1,求方程)(x f '+ax +a 2+a =0有实数根的概率.选做题答案: 1、D 2、C 3、解析:(1)由f(x)=bx ax x ++232131得b ax x x f ++='2)(, ①若△=a 2-4b <0,即a 2<4b ,当x ∈R 时,)(x f '>0恒成立,所以f(x)在R 上单调递增;②若△=a 2-4b=0,即a 2=4b ,当x ∈R 时)(x f '≥0恒成立,当且仅当x=-2a时, )(x f '=0. 当x ≠-2a 时, )(x f '>0恒成立,所以函数f(x)在(-∞, -2a )上为增函数,在(-2a,+∞)上也为增函数,而函数f(x)在x=-2a处连续,则f(x)在R 上单调递增;③若△=a 2-4b>0,即a 2>4b ,令)(x f '=0,即b ax x ++2=0,解得2421b a a x ---=,2422ba a x -+-=,21x x <.当x ∈(-∞, 1x )时)(x f '>0,当x ∈(21,x x )时,)(x f '<0时,当x ∈(x 2, +∞)时, )(x f '>0.则函数f(x)在(-∞,x 1)上单调递增, (21,x x )上单调递减,(x 2, +∞)上单调递增.故若a 2≤4b 时,函数f(x)在R 上单调递增;若a 2>4b 时,函数f(x)在(-∞,x 1)上单调递增,(21,x x )上单调递减,(x 2, +∞)上单调递增,其中2421b a a x ---=,2422ba a x -+-=.(2)方程)(x f '=0,即b ax x ++2=0有实数根,则△≥0,即a 2≥4b ,若-1≤a ≤1, -1≤b ≤1,方程)(x f '=0有实数根的条件是⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≤-≤≤-b a b a 411112 (※)如图条件(※)的面积为da a S ⎰---=1121)]1(4[=da a ⎰-+112)14(613212113=+=-a . 而条件-1≤a ≤1, -1≤b ≤1的面积为S=4,根据几何概型的概率公式可知,方程)(x f '=0有实数根的概率为P=24131=S S . (3)方程)(x f '+ax +a 2+a =0,即x 2+2ax +a 2+a +b=0有实数根,则△≥0,即a+b ≤0,若-1≤a ≤1, -1≤b ≤1,方程)(x f '+ax +a 2+a =0有实数根的条件是⎪⎩⎪⎨⎧≤+≤≤-≤≤-01111b a b a (※) 如图:条件(※)的面积为S 1=2,而条件-1≤a ≤1, -1≤b ≤1的面积为S=4, 根据几何概型的概率公式可知,方程)(x f '+ax +a 2+a =0有实数根的概率为P=211=S S . 六、【教后反思】1、本教案的亮点是:首先以结构图呈现定积分与微积分基本定理的知识,直观明了;其次,在梳理相关知识以填空的形式,充分关注知识的系统化,再次,例题选择典型、全面(定积分的计算、求面积、知识的交汇性),关注的主干知识,讲练结合,真正地让学生动起来,让课堂活起来.最后,在作业的布置上,选择2012年各地最新的模拟题,对学生理解、巩固知识起到了良好作用.2、本教案的不足之处是:题量有点大,45分钟没完成教学任务,若对程度好的学校应该能够完成.。
《微积分基本定理》时参考教案
微积分基本定理第二课时一:教学目标知识与技能目标:通过实例,直观了解微积分基本定理的含义,会用牛顿-莱布尼兹公式求简单的定积分过程与方法:通过实例体会用微积分基本定理求定积分的方法情感态度与价值观:通过微积分基本定理的学习,体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系,培养学生辩证唯物主义观点,提高理性思维能力。
二、教学重难点重点通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系,使学生直观了解微积分基本定理的含义,并能正确运用基本定理计算简单的定积分。
难点 了解微积分基本定理的含义三、教学方法:探析归纳,讲练结合四、教学过程(一)、复习:定积分的概念及用定义计算(二)、探究新课我们讲过用定积分定义计算定积分,但其计算过程比较复杂,所以不是求定积分的一般方法。
我们必须寻求计算定积分的新方法,也是比较一般的方法。
变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系设一物体沿直线作变速运动,在时刻t 时物体所在位置为S(t),速度为v(t)(()v t o ≥),则物体在时间间隔12[,]T T 内经过的路程可用速度函数表示为21()T T v t dt ⎰。
另一方面,这段路程还可以通过位置函数S (t )在12[,]T T 上的增量12()()S T S T -来表达,即 21()T T v t dt ⎰=12()()S T S T - 而()()S t v t '=。
对于一般函数()f x ,设()()F x f x '=,是否也有若上式成立,我们就找到了用()f x 的原函数(即满足()()F x f x '=)的数值差()()F b F a -来计算()f x 在[,]a b 上的定积分的方法。
注:1:定理 如果函数()F x 是[,]a b 上的连续函数()f x 的任意一个原函数,则证明:因为()x Φ=()xa f t dt ⎰与()F x 都是()f x 的原函数,故()F x -()x Φ=C(a x b ≤≤)其中C 为某一常数。
《定积分与微积分基本定理》教案
《定积分与微积分基本定理》教案第一章:定积分的概念1.1 引入定积分的概念解释定积分的定义强调定积分的重要性1.2 定积分的性质演示定积分的几何意义证明定积分的可加性1.3 定积分的计算方法介绍牛顿-莱布尼茨公式演示定积分的计算步骤第二章:定积分的应用2.1 定积分在几何中的应用求解平面区域的面积求解曲线的弧长2.2 定积分在物理中的应用解释定积分在物理学中的意义求解物体的体积2.3 定积分在概率中的应用引入概率密度函数的概念求解概率问题第三章:微积分基本定理3.1 微积分基本定理的定义解释微积分基本定理的含义强调微积分基本定理的重要性3.2 微积分基本定理的证明介绍牛顿-莱布尼茨公式的证明过程解释微积分基本定理的证明方法3.3 微积分基本定理的应用演示微积分基本定理在实际问题中的应用求解实际问题中的定积分第四章:定积分的近似计算4.1 定积分的数值计算方法引入数值计算方法的概念介绍数值计算方法的原理4.2 定积分的数值计算实例演示定积分的数值计算过程分析数值计算的精度4.3 定积分的蒙特卡洛方法介绍蒙特卡洛方法的概念演示蒙特卡洛方法在定积分计算中的应用第五章:定积分的优化问题5.1 定积分的最值问题引入定积分最值问题的概念解释定积分最值问题的意义5.2 定积分的极值点问题介绍极值点的概念求解定积分的极值点5.3 定积分的优化应用演示定积分在实际问题中的应用求解实际问题中的定积分优化问题第六章:定积分的变限函数6.1 变限函数的概念解释变限函数的定义强调变限函数在定积分中的作用6.2 变限函数的极限介绍变限函数极限的概念证明变限函数极限的性质6.3 变限函数的定积分演示变限函数定积分的计算方法分析变限函数定积分的结果第七章:定积分的换元法7.1 换元法的概念解释换元法的定义强调换元法在定积分计算中的重要性7.2 换元法的步骤介绍换元法的计算步骤演示换元法在定积分计算中的应用7.3 换元法的注意事项分析换元法的适用条件讨论换元法可能遇到的问题第八章:定积分的分部积分法8.1 分部积分的概念解释分部积分法的定义强调分部积分法在定积分计算中的作用8.2 分部积分的步骤介绍分部积分的计算步骤演示分部积分法在定积分计算中的应用8.3 分部积分的推广介绍分部积分的推广形式讨论分部积分的扩展应用第九章:定积分的瑕点处理9.1 瑕点的概念解释瑕点的定义强调瑕点在定积分计算中的重要性9.2 瑕点的处理方法介绍瑕点的处理方法演示瑕点处理在定积分计算中的应用9.3 瑕点问题的进一步讨论分析瑕点问题的复杂性讨论瑕点问题的解决策略第十章:定积分的实际应用案例分析10.1 定积分在经济学中的应用引入经济学中的优化问题演示定积分在经济学中的应用10.2 定积分在生物学中的应用介绍生物学中的种群动力学问题求解生物学中的定积分问题10.3 定积分在工程学中的应用解释工程学中的质心问题应用定积分求解工程学问题第十一章:定积分的进一步拓展11.1 多元函数的定积分引入多元函数定积分概念解释多元函数定积分的计算方法11.2 定积分在多变量函数中的应用演示多元函数定积分在几何和物理问题中的应用求解多变量函数的定积分问题11.3 定积分的向量分析介绍向量分析与定积分的关系应用向量分析解决定积分问题第十二章:定积分的数值方法12.1 数值方法概述解释数值方法的定义和作用强调数值方法在定积分计算中的应用12.2 数值方法的原理与步骤介绍数值方法的原理和计算步骤演示数值方法在定积分计算中的应用12.3 常用数值方法分析讨论龙格-库塔和其他数值方法的优缺点分析不同数值方法在定积分计算中的应用场景第十三章:定积分的优化问题13.1 优化问题的定义与分类引入优化问题的概念解释优化问题的分类和特点13.2 定积分与优化问题的关系强调定积分在优化问题中的作用演示定积分在优化问题中的应用13.3 定积分优化问题的求解方法介绍常见的优化方法应用定积分求解优化问题第十四章:定积分在概率论中的应用14.1 概率论与定积分的关系解释概率论中定积分的作用强调定积分在概率论中的重要性14.2 定积分在概率密度函数中的应用引入概率密度函数的概念演示定积分在概率密度函数计算中的应用14.3 定积分在概率问题求解中的应用讨论定积分在概率问题求解中的方法求解概率问题中的定积分第十五章:定积分在现代科学技术中的应用15.1 定积分在物理学中的应用介绍定积分在物理学中的作用演示定积分在物理学问题中的应用15.2 定积分在化学中的应用解释定积分在化学问题中的重要性求解化学问题中的定积分15.3 定积分在其他学科中的应用分析定积分在其他学科领域的作用探讨定积分在不同学科中的应用前景重点和难点解析重点:1. 定积分的概念与性质:理解定积分的定义、几何意义以及其可加性等基本性质。
1.6微积分基本定理-人教版高中数学选修2-2课件
一、引入
1.比由较定麻积烦分(四的步定曲义)可,有以没计有算更加01 x简2dx便有13 效,的但
方法求定积分呢?
2 x2dx 8
0
3
1(t2 2)dt 5
0
3
2 (t2 2)dt 22
0
3
s(b)
s(a)
S s(b) s(a) s1 s2 si sn
b
b
a v(t)dt a s'(t)dt
由定积分的定义得
b
b
S a v(t)dt a s '(t)dt s(b) s(a)
二、牛顿—莱布尼茨公式
定理 (微积分基本定理)
如果f(x)是区间[a,b]上的连续函数,
并且F’(x)=f(x),则
b
a f (x)dx
F(b)
F(a )
或
b a
n
n
n
S Si hi v(ti1)t s'(ti1)t
i1
i1
i1
i1
当n越大,即t越小时,区间[a, b]的划分就越细,
n
n
v(ti1)t s'(ti1)t与S的近似程度就越好。
i1
i1
由定积分的定义
S
lim
n
n i1
b
n
a
v(ti1)
lim
n
n i1
b n
a
s' (ti1 )
5.若f (x) ax,则f '(x) ax ln a
6.若f (x) ex,则f '(x) ex
7.若f
(x)
loga
x,则f
'(x)
《定积分与微积分基本定理》教案
《定积分与微积分基本定理》教案第一章:定积分的概念1.1 引入定积分的概念解释定积分的定义强调定积分表示的是平面区域内曲线与x轴之间区域的面积1.2 定积分的性质介绍定积分的性质,如可加性、保号性等通过图形演示定积分的性质1.3 定积分的计算介绍定积分的计算方法,如牛顿-莱布尼茨公式演示如何计算常见函数的定积分第二章:微积分基本定理2.1 微积分基本定理的引入解释微积分基本定理的概念强调微积分基本定理是定积分与原函数的关系2.2 微积分基本定理的证明讲解微积分基本定理的证明过程强调证明中重要的极限概念2.3 微积分基本定理的应用介绍如何利用微积分基本定理求解定积分演示如何应用微积分基本定理解决实际问题第三章:定积分的换元法3.1 换元法的引入解释换元法的概念和作用强调换元法可以简化定积分的计算3.2 换元法的步骤介绍换元法的具体步骤通过例子演示换元法的应用3.3 换元法的常见类型介绍常见的换元法类型,如代数换元、三角换元等强调不同类型换元法的适用场景第四章:定积分的分部积分法4.1 分部积分的引入解释分部积分法的概念和作用强调分部积分法可以简化定积分的计算4.2 分部积分的步骤介绍分部积分的具体步骤通过例子演示分部积分的应用4.3 分部积分的常见类型介绍常见的分部积分类型,如基本分部积分、进位分部积分等强调不同类型分部积分的适用场景第五章:定积分的应用5.1 定积分在几何中的应用介绍定积分在几何中的应用,如计算曲线围成的面积强调定积分在几何中的重要性5.2 定积分在物理中的应用介绍定积分在物理中的应用,如计算物体的体积强调定积分在物理中的实际意义5.3 定积分在其他领域的应用介绍定积分在其他领域的应用,如经济学、生物学等强调定积分在不同领域中的广泛应用第六章:定积分的极限条件6.1 引入定积分的极限条件解释定积分的极限条件概念强调定积分的极限条件对于定积分计算的重要性6.2 定积分的收敛性讲解定积分的收敛性及其判断方法强调定积分的收敛性与发散性的区别6.3 定积分的绝对收敛与条件收敛介绍定积分的绝对收敛与条件收敛的概念强调判断定积分的绝对收敛与条件收敛的方法第七章:定积分的数值计算7.1 引入定积分的数值计算解释定积分的数值计算概念及意义强调定积分的数值计算在实际应用中的重要性7.2 梯形公式与辛普森公式介绍梯形公式与辛普森公式的概念及应用强调两种公式的优缺点及其适用场景7.3 数值计算方法的改进讲解数值计算方法的改进途径,如自适应细分法强调改进方法在提高计算精度方面的作用第八章:定积分在实际问题中的应用8.1 定积分在物理学中的应用介绍定积分在物理学中的应用,如求解物体的速度、位移等问题强调定积分在物理学中的实际意义8.2 定积分在经济学中的应用介绍定积分在经济学中的应用,如计算最大收益、最优化问题等强调定积分在经济学中的重要作用8.3 定积分在其他领域中的应用介绍定积分在生物学、环境科学等领域的应用强调定积分在不同领域中的广泛应用价值第九章:定积分的进一步拓展9.1 双重定积分引入双重定积分概念强调双重定积分表示的是空间区域内曲面与坐标平面之间区域的体积9.2 双重定积分的计算介绍双重定积分的计算方法,如双重牛顿-莱布尼茨公式演示如何计算常见函数的双重定积分9.3 三重定积分与多重定积分介绍三重定积分与多重定积分的概念及计算方法强调多重定积分在更高维度问题中的应用回顾本章所学内容,强调定积分与微积分基本定理的关键点提醒学生注意定积分在实际问题中的应用10.2 定积分的拓展学习推荐学生进一步学习的内容,如数值计算方法、多重积分等强调定积分在数学及其它领域中的广泛应用,激发学生的学习兴趣重点和难点解析重点环节1:定积分的性质解析:定积分的性质是理解定积分概念的基础,包括定积分的可加性、保号性等。
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三、教学过程 1、复习:
定积分的概念及用定义计算 2、引入新课
我们讲过用定积分定义计算定积分,但其计算过程比较复杂,所以不是求定积分的一般方法。
我们必须寻求计算定积分的新方法,也是比较一般的方法。
变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系
设一物体沿直线作变速运动,在时刻t 时物体所在位置为S(t),速度为v(t)(()v t o ≥), 则物体在时间间隔12[,]T T 内经过的路程可用速度函数表示为
2
1
()T T v t dt ⎰。
另一方面,这段路程还可以通过位置函数S (t )在12[,]T T 上的增量12()()S T S T -来表达,即
2
1
()T T v t dt ⎰
=12()()S T S T -
而()()S t v t '=。
对于一般函数()f x ,设()()F x f x '=,是否也有
()()()b
a
f x dx F b F a =-⎰
若上式成立,我们就找到了用()f x 的原函数(即满足()()F x f x '=)的数值差()()F b F a -来计算
()f x 在[,]a b 上的定积分的方法。
注:1:定理 如果函数()F x 是[,]a b 上的连续函数()f x 的任意一个原函数,则
()()()b
a
f x dx F b F a =-⎰
证明:因为()x Φ=
()x
a
f t dt ⎰
与()F x 都是()f x 的原函数,故 ()F x -()x Φ=C (a x b ≤≤)
其中C 为某一常数。
令x a =得()F a -()a Φ=C ,且()a Φ=
()a
a
f t dt ⎰
=0 即有C=()F a ,故()F x =()x Φ+()F a
∴ ()x Φ=()F x -()F a =()x
a
f t dt ⎰
令x b =,有
()()()b
a
f x dx F b F a =-⎰
此处并不要求学生理解证明的过程
为了方便起见,还常用()|b
a F x 表示()()F
b F a -,即
()()|()()b
b a a
f x dx F x F b F a ==-⎰
该式称之为微积分基本公式或牛顿—莱布尼兹公式。
它指出了求连续函数定积分的一般方法,把求
定积分的问题,转化成求原函数的问题,是微分学与积分学之间联系的桥梁。
它不仅揭示了导数和定积分之间的内在联系,同时也提供计算定积分的一种有效方法,为后面的学习奠定了基础。
因此它在教材中处于极其重要的地位,起到了承上启下的作用,不仅如此,它甚至给微积分学的发展带来了深远的影响,是微积分学中最重要最辉煌的成果。
例1.计算下列定积分:
(1)2
11dx x ⎰; (2)3211
(2)x dx x
-⎰。
解:(1)因为'1(ln )x x
=,所以22
111ln |ln 2ln1ln 2dx x x ==-=⎰。
(2))因为2'
'211()2,()x x x x ==-,所以3332211111(2)2x dx xdx dx x
x -=-⎰⎰⎰
23
3111122||(91)(1)33
x x =+=-+-=。
练习:计算1
20
x dx ⎰
解:由于
313x 是2x 的一个原函数,有 120x dx ⎰=3101|3x =33111033⋅-⋅=1
3
例2.计算下列定积分:
220
sin ,sin ,sin xdx xdx xdx π
ππ
π
⎰
⎰⎰。
由计算结果你能发现什么结论?试利用曲边梯形的面积表示所发现的结论。
解:因为'
(cos )sin x x -=,所以
00sin (cos )|(cos )(cos 0)2xdx x π
ππ=-=---=⎰
,
2
2
sin (cos )|(cos 2)(cos )2xdx x π
π
ππππ=-=---=-⎰, 22
sin (cos )|(cos 2)(cos 0)0xdx x π
π
π=-=---=⎰
. 可以发现,定积分的值可能取正值也可能取负值,还可能是0: ( l )当对应的曲边梯形位于 x 轴上方时(图1.6一3 ) ,定积分的值取正值,且等于曲边梯形的面积;
图1 . 6 一 3 ( 2 )
(2)当对应的曲边梯形位于 x 轴下方时(图 1 . 6 一 4 ) ,定积分的值取负值,且等于曲边梯形的面积的相反数;
( 3)当位于 x 轴上方的曲边梯形面积等于位于 x 轴下方的曲边梯形面积时,定积分的值为0(图 1 . 6 一 5 ) ,且等于位于 x 轴上方的曲边梯形面积减去位于 x 轴下方的曲边梯形面积.
例3.汽车以每小时32公里速度行驶,到某处需要减速停车。
设汽车以等减速度a =1.8米/秒2
刹车,问从开始刹车到停车,汽车走了多少距离?
解:首先要求出从刹车开始到停车经过了多少时间。
当t =0时,汽车速度0v =32公里/小时=321000
3600
⨯米
/秒≈8.88米/秒,刹车后汽车减速行驶,其速度为0(t)=t=8.88-1.8t v v a -当汽车停住时,速度(t)=0v ,故从
(t)=8.88-1.8t=0v 解得8.88
t= 4.931.8
≈秒 于是在这段时间内,汽车所走过的距离是
4.93
4.93
(t)(8.88 1.8t)s v dt dt ==-⎰
⎰
= 4.93
20
1
(8.88 1.8t )
21.902-⨯≈米,即在刹车后,汽车需走过
21.90米才能停住.
微积分基本定理揭示了导数和定积分之间的内在联系,同时它也提供了计算定积分的一种有效方法.微积分基本定理是微积分学中最重要的定理,它使微积分学蓬勃发展起来,成为一门影响深远的学科,可以毫不夸张地说,微积分基本定理是微积分中最重要、最辉煌的成果.。