2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第三章 函數(shù)的應(yīng)用 第1節(jié) 函數(shù)與方程（4）教案 新人教A版必修1.doc

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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第三章 函數(shù)的應(yīng)用 第1節(jié) 函數(shù)與方程（4）教案 新人教A版必修1 三維目標(biāo)　　　　　 知識(shí)與技能： 1．通過(guò)具體實(shí)例理解二分法的概念及其適用條件； 2．借助科學(xué)計(jì)算器，掌握運(yùn)用二分法求滿足一定精確度要求的簡(jiǎn)單方程近似解的方法． 過(guò)程與方法： 1．了解數(shù)學(xué)上的逼近思想、極限思想； 2．體驗(yàn)二分法的算法思想，培養(yǎng)自主探究的能力，為學(xué)習(xí)算法做準(zhǔn)備． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀： 1．通過(guò)了解數(shù)學(xué)家的史料來(lái)提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)，并增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣； 2．體會(huì)數(shù)學(xué)逼近過(guò)程，感受精確與近似的相對(duì)統(tǒng)一； 3．通過(guò)具體實(shí)例的探究，歸納發(fā)現(xiàn)的結(jié)論或規(guī)律，體會(huì)從具體到一般的認(rèn)知過(guò)程． 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)　　 教學(xué)重點(diǎn)：二分法的基本思想的理解，運(yùn)用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的近似值的步驟和過(guò)程； 教學(xué)難點(diǎn)：精確度概念的理解及恰當(dāng)?shù)厥褂眯畔⒓夹g(shù)工具，利用二分法求給定精確度的方程的近似解． 教材分析　　　　　 本節(jié)課在學(xué)生應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想指導(dǎo)下學(xué)習(xí)了方程的根與對(duì)應(yīng)函數(shù)零點(diǎn)之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，再介紹求函數(shù)零點(diǎn)的近似值的“二分法”，并在總結(jié)“用二分法求方程近似解步驟”中滲透算法的思想，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)算法內(nèi)容做準(zhǔn)備．教科書(shū)不僅希望學(xué)生在數(shù)學(xué)思想與運(yùn)用信息技術(shù)的能力上有所收獲，而且希望學(xué)生通過(guò)了解古今中外數(shù)學(xué)家求方程的解的史料來(lái)滲透數(shù)學(xué)文化，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)． 學(xué)情分析　　　　　 學(xué)生基礎(chǔ)較好，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性較強(qiáng)，所以通過(guò)一節(jié)課掌握用二分法求方程的近似解的方法，體驗(yàn)二分法中的逼近思想、算法思想．但在求解的過(guò)程中，由于數(shù)值計(jì)算較為復(fù)雜，因此對(duì)獲得給定精確度的近似解增加了困難，所以希望學(xué)生具備恰當(dāng)?shù)厥褂眯畔⒓夹g(shù)工具解決這一問(wèn)題的能力． 信息技術(shù)分析　　　 多媒體教室及幾何畫板4.06中文版、Visual Basic 6.0簡(jiǎn)體中文版應(yīng)用程序． 教學(xué)方法　　　　　 動(dòng)手操作、分組討論、合作交流、課后實(shí)踐． 教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖　　 ——由模仿中央電視臺(tái)節(jié)目“幸運(yùn)52”中的猜價(jià)游戲?qū)胄抡n，提出二分法的思想 ↓ ——回顧例題，復(fù)習(xí)零點(diǎn)存在性定理，提出新問(wèn)題：能不能求出零點(diǎn)《幾何畫板》演示 ↓ ——借助《幾何畫板》軟件探究用二分法求方程的近似解 ↓ ——總結(jié)出用二分法求方程近似解的步驟 ↓ ——學(xué)生借助科學(xué)計(jì)算器，用二分法求方程的近似解 ↓ ——介紹數(shù)學(xué)家求方程的近似解的歷史 ↓ ——利用Visual Basic編寫程序，滲透算法思想 教學(xué)設(shè)計(jì)理念　　　 1．倡導(dǎo)積極主動(dòng)、勇于探索的學(xué)習(xí)方式． 2．鼓勵(lì)學(xué)生自主探究、合作交流． 3．注重信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合． 4．體現(xiàn)數(shù)學(xué)的文化價(jià)值． 教學(xué)情境設(shè)計(jì)　　　 一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 問(wèn)題情境：中央電視臺(tái)有一檔娛樂(lè)節(jié)目“幸運(yùn)52”，主持人李詠會(huì)給選手在限定時(shí)間內(nèi)猜某一物品的售價(jià)的機(jī)會(huì)，如果猜中，就把物品獎(jiǎng)勵(lì)給選手，同時(shí)獲得一枚商標(biāo)．某次猜一種品牌的手機(jī)，價(jià)格在500～1 000元之間，選手開(kāi)始報(bào)價(jià)：1 000元，主持人回答：高了；緊接著報(bào)價(jià)900元，高了；700元，低了；800元，低了；880元，高了；850元，低了；851元，恭喜你，你猜中了． 設(shè)計(jì)意圖 1．創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的游戲情境，制造懸念，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)猜價(jià)方案． 2．在學(xué)生設(shè)計(jì)猜價(jià)方案的基礎(chǔ)上，提出設(shè)計(jì)此方案的思想后引入“二分法”，水到渠成． 師生活動(dòng)： 師：表面上看猜價(jià)格具有很大的碰運(yùn)氣的成分，實(shí)際中，游戲的報(bào)價(jià)過(guò)程體現(xiàn)了“逼近”的數(shù)學(xué)思想，你能設(shè)計(jì)出可行的猜價(jià)方案來(lái)幫助選手猜價(jià)嗎？請(qǐng)學(xué)生思考后，提問(wèn)學(xué)生用你的猜價(jià)方案猜手機(jī)價(jià)格？ 生：猜價(jià)方案 　區(qū)間　　　　　中點(diǎn)(取整)　　　　高低 [500,1 000] 750 低了 [750,1 000] 875 高了 [750,875] 812 低了 [812,875] 843 低了 [843,875] 859 高了 [843,859] 851 ok 師：用幾何畫板配合學(xué)生演示猜價(jià)的過(guò)程后，提問(wèn)此方案的設(shè)計(jì)思想(附圖一)． 生：關(guān)鍵是取區(qū)間的中點(diǎn)，不斷地縮小價(jià)格所在的區(qū)間． 師：此方法在數(shù)學(xué)上稱作“二分法”，并在黑板上板書(shū)，從而引入課題． 二、例題回顧 人教A版3.1.1節(jié)例1 求函數(shù)f(x)＝ln x＋2x－6的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)？方程ln x＋2x－6＝0的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)？ 問(wèn)題1：如何來(lái)確定函數(shù)零點(diǎn)的存在性，即方程的實(shí)數(shù)解的存在性？ 問(wèn)題2：f(x)＝ln x＋2x－6在區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點(diǎn)，如何找出？ 設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)例題回顧，引導(dǎo)學(xué)生將找方程的實(shí)數(shù)解與找對(duì)應(yīng)函數(shù)的零點(diǎn)的問(wèn)題等同起來(lái)，體會(huì)數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換． 師生活動(dòng)： 師：借助幾何畫板直觀演示(附圖二)函數(shù)零點(diǎn)所在區(qū)間，并復(fù)習(xí)零點(diǎn)存在性定理后，讓學(xué)生思考問(wèn)題2，提示學(xué)生回顧猜價(jià)方案的思想． 生：使用科學(xué)計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算，思考，交流思路． 師：提問(wèn)學(xué)生． 生：1.取(2,3)的中點(diǎn)2.5，發(fā)現(xiàn)f(2.5)f(3)<0，所以零點(diǎn)在(2.5,3)內(nèi)． 2．以此類推，發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)所在的區(qū)間在不斷縮小． 三、合作探究 問(wèn)題1：零點(diǎn)存在區(qū)間的大小能說(shuō)明什么問(wèn)題？ 問(wèn)題2：你能夠總結(jié)出使零點(diǎn)存在的區(qū)間越來(lái)越小的規(guī)律嗎？ 問(wèn)題3：當(dāng)我們能夠?qū)⒘泓c(diǎn)所在的區(qū)間不斷地縮小時(shí)，怎樣確定零點(diǎn)的近似值？ 設(shè)計(jì)意圖 1．讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題，初步體會(huì)極限思想． 2．引導(dǎo)學(xué)生從具體的實(shí)例出發(fā)，總結(jié)出一般性的規(guī)律，符合學(xué)生的思維意識(shí)，并讓學(xué)生充分體會(huì)二分法思想． 3．引導(dǎo)學(xué)生將函數(shù)零點(diǎn)的近似值求出來(lái)，讓學(xué)生體會(huì)精確度的作用． 師生活動(dòng)： 1．師：借助幾何畫板(附圖三)引導(dǎo)學(xué)生思考，并讓學(xué)生交流、討論． 生：零點(diǎn)存在區(qū)間越小，區(qū)間兩端點(diǎn)越接近該區(qū)間的實(shí)數(shù)解． 2．師：說(shuō)明讓零點(diǎn)存在區(qū)間越來(lái)越小是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，請(qǐng)思考問(wèn)題2. 生：分組交流． 生：經(jīng)合作整理，規(guī)律如下： 每次將區(qū)間二等分，留下區(qū)間端點(diǎn)函數(shù)值符號(hào)相反的區(qū)間． 師：實(shí)質(zhì)是根據(jù)什么定理？ 生：零點(diǎn)存在性定理． 3．師：順勢(shì)讓學(xué)生思考問(wèn)題3后，指出給定精確度ε，只要將上述步驟進(jìn)行有限次重復(fù)后即區(qū)間兩端點(diǎn)差的絕對(duì)值小于ε，則區(qū)間內(nèi)的任意一點(diǎn)都可以作為函數(shù)零點(diǎn)的近似值． 幾何畫板直觀演示(附圖四)． 四、師生小結(jié) 你能說(shuō)出二分法的意義及用二分法求函數(shù)y＝f(x)零點(diǎn)近似值的步驟嗎？ 1．二分法的意義 對(duì)于在區(qū)間[a，b]上連續(xù)不斷且滿足f(a)f(b)<0的函數(shù)y＝f(x)，通過(guò)不斷地把函數(shù)f(x)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二，使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn)，進(jìn)而得到零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法． 2．給定精確度ε，用二分法求函數(shù)f(x)零點(diǎn)近似值的步驟如下：幾何畫板分布演示(附圖五)． 設(shè)計(jì)意圖 引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)二分法的適用條件及求方程近似解的具體步驟，培養(yǎng)學(xué)生從特殊到一般的思想，體驗(yàn)解決問(wèn)題的成就感． 師生活動(dòng)： 師：闡述二分法的逼近原理，引導(dǎo)學(xué)生理解二分法的算法思想，明確二分法求函數(shù)近似零點(diǎn)的具體步驟． 師：分析關(guān)鍵詞： f(a)f(b)<0、m＝、精確度ε、|a－b|<ε的意義． 生：結(jié)合求函數(shù)f(x)＝ln(x)＋2x－6在區(qū)間(2,3)內(nèi)的零點(diǎn)，理解二分法的算法思想與計(jì)算原理． 五、學(xué)以致用 問(wèn)題1：實(shí)際生活中有沒(méi)有利用到二分法的思想方法的例子呢？試舉例． 問(wèn)題2：借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī)用二分法求方程2x＋3x＝7的近似解．(精確度0.1) 設(shè)計(jì)意圖 1．培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的能力，讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)與實(shí)際生活的密切聯(lián)系． 2．培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，讓學(xué)生逐步掌握運(yùn)用二分法求方程近似解的思想方法，并使學(xué)生的認(rèn)識(shí)不斷加深． 師生活動(dòng)： 1．師：讓學(xué)生討論，學(xué)生思考聯(lián)想實(shí)際生活，嘗試舉出運(yùn)用二分法的例子． 生：電力工人檢測(cè)電線，找故障． 2．(1)學(xué)生利用科學(xué)計(jì)算器動(dòng)手操作、進(jìn)行小組交流，老師作課堂巡視指導(dǎo)． (2)師借助幾何畫板分布，直觀演示(附圖六)． 六、數(shù)學(xué)文化 閱讀本節(jié)閱讀與思考“中外歷史上的方程求解”． 設(shè)計(jì)意圖 讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)文化方面的熏陶，增強(qiáng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)． 七、知識(shí)遷移 問(wèn)題：回憶用二分法求方程的近似解的步驟中，縮小零點(diǎn)所在的區(qū)間的步驟是否可以進(jìn)行重復(fù)，如果給定精確度后重復(fù)的步驟是否是有限次的？ 設(shè)計(jì)意圖 初步介紹算法思想，為必修3的算法教學(xué)埋下伏筆． 師生活動(dòng)： 師：如果一種計(jì)算方法對(duì)某一類問(wèn)題都有效，計(jì)算可以一步一步地進(jìn)行，每一步都能得到唯一的結(jié)果，我們常把這一類問(wèn)題的求解過(guò)程叫做解決這一類問(wèn)題的一種算法．它的優(yōu)點(diǎn)是一種通法，更大的優(yōu)點(diǎn)是，它可以讓計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)．例如我們可以編寫用二分法求方程的近似解的程序，快速地求出一個(gè)函數(shù)的零點(diǎn)． 程序框圖及程序(附圖七) 八、課堂小結(jié) 問(wèn)題：本節(jié)課學(xué)習(xí)了哪些知識(shí)、方法、思想？ 設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生在回顧、總結(jié)、反思的過(guò)程中，將所學(xué)的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，使自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)更趨合理．注重?cái)?shù)學(xué)方法的提煉，可使學(xué)生逐漸把經(jīng)驗(yàn)內(nèi)化為能力． 師生活動(dòng)： 師：引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)、方法兩方面進(jìn)行總結(jié)后板書(shū)： 1．要找方程的實(shí)數(shù)解可先利用函數(shù)的連續(xù)性判定方程實(shí)數(shù)解的存在性，再利用二分法求方程的近似解； 2．二分法的意義； 3．二分法求方程的近似解的步驟； 4．逼近、極限、二分法． 教學(xué)設(shè)計(jì)附圖： 區(qū)間　　　　　　中點(diǎn)(取整)　　　高低 [500,1 000] 750 低了 [750,1 000] 875 高了 [750,875] 812 低了 [812,875] 843 低了 [843,875] 859 高了 [843,859] 851 附圖一 附圖二 附圖三 附圖四 二次法求解方程近似解的基本步驟：(精確度ε) 1．利用計(jì)算或作圖的方法，確定初始區(qū)間[a，b]； 2．驗(yàn)證f(a)f(b)<0； 3．求區(qū)間(a，b)的中點(diǎn)c＝； 4．計(jì)算f(c)： (1)若f(c)＝0，則c就是函數(shù)的零點(diǎn)； (2)若f(a)f(c)<0，則令b＝c〔此時(shí)零點(diǎn)X0∈(a，c)〕； (3)若f(c)f(b)<0，則令a＝c〔此時(shí)零點(diǎn)X0∈(c，b)〕； 5．判斷是否達(dá)到精確度ε：即若|a－b|<ε，則得到零點(diǎn)的近似值a(或b)；否則重復(fù)3～4. 附圖五 附圖六 附visual basic程序 Private Sub mand1_Click() Dim a As Single Dim b As Single Dim d As Single a＝InputBox(“a”，“區(qū)間左端點(diǎn)”) b＝InputBox(“b”，“區(qū)間右端點(diǎn)”) d＝InputBox(“d”，“精確度”) Text1.Text＝a Text2.Text＝b Text3.Text＝d fa＝2^a＋3] 1．創(chuàng)設(shè)有趣且適合學(xué)生認(rèn)知的問(wèn)題情境，調(diào)動(dòng)課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦，積極參與數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程． 2．教學(xué)中以問(wèn)題為主線，重視二分法概念的形成，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，提高發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力． 3．在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師注意發(fā)揮學(xué)生的主體性，給學(xué)生留下充分的時(shí)間與空間，讓學(xué)生分組交流、合作探究．在課堂上，學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了有條理地表述自己的觀點(diǎn)，還學(xué)會(huì)了相互接納、互助與贊賞，并不斷對(duì)自己和別人的想法進(jìn)行批判和反思．學(xué)生間的多向交流，可以使他們從多角度得出問(wèn)題解決的途徑． 4．重視知識(shí)的形成過(guò)程，注重思維方法，注重探索方法，讓學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中去體驗(yàn)數(shù)學(xué)和經(jīng)歷數(shù)學(xué)．這樣才能體現(xiàn)“思想方法比知識(shí)更重要”這一新的教學(xué)價(jià)值觀． 5．在教學(xué)中適當(dāng)介紹數(shù)學(xué)家的奮斗歷史，從而滲透數(shù)學(xué)文化，增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)． 不足之處 1．在分組交流，學(xué)生合作探究解決問(wèn)題上顯得經(jīng)驗(yàn)不足，不夠老到． 2．在使用《幾何畫板》演示教學(xué)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)《幾何畫板》基本操作的實(shí)際水平與本節(jié)課知識(shí)運(yùn)用所要求的水平不符．可以在課外花點(diǎn)時(shí)間讓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)常用的幾種軟件，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力．