“函数的微分”教改设计

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  摘 要: 微分是学生以前从未接触过的概念,比较抽象,特别是课本上的引例,经过多次讲解,发现通过此引例引入,学生不易理解,因此如何引入微分的概念是上好本节课的重点也是难点.本文主要是针对此特别设计的.以问题驱动引入本节,让学生通过做题体会其中遇到的困难,进而分析问题,解决问题,带着问题引入微分的概念,其中主要利用数形结合的方法讲解概念,过渡自然,最终得出求微分就是求导数的.
  关键词: 微分 概念 导数 问题驱动 数形结合
  一、课前准备
  1.复习引入
  设计目的:求微分就是求导数,因此新课前首先对导数的概念进行复习;微分是为了解决函数值的增量而引入的,因而复习的第二个知识点就是增量的概念.
  2.课堂任务
  设计思想:让学生通过做一道有关增量的题目(见下表),使学生体会到计算中的困难,并通过数形结合法分析所遇到的问题从而引入微分概念.
  课堂任务:按要求完成下列表格:
  表1 函数y=x■-x在点2处当取不同自变量增量时函数值增量的计算
  3.问题提出
  在上面任务完成的过程中,遇到的问题是:函数y=x■-x在点2附近处的函数值不容易计算,导致在这点附近函数值的增量也不容易计算.
  4.分析问题
  作出y=x■-x的图像,为了求出函数在点2附近处的函数值,我们过这点作曲线的切线,会发现什么呢?
  图1 函数的图像及其在点2处的切线
  由图可知在点2附近,曲线和切线十分接近,我们可以用切线上的函数值近似地代替曲线上的函数值,写出切线的方程为:f(x)-6=11(x-2),观察这个等式的左右两边可以进一步写成:Δy=11Δx,那么就用此式计算下刚才的那个问题,可得下表:
  表2 切线上的函数值增量与曲线上函数值增量作比较
  5.得出结论
  当Δx→0时,Δy≈dy,今天我们讲的函数的微分其实就是切线上的函数值的增量,它是用来近似代替曲线上的函数值的增量的,可是再怎么近似,也会有误差,误差有多大呢,微分的概念就可以解决这个问题.
  二、新课讲解
  1.先请学生用心看一遍定义
  2.通过图形解释定义
  图2 函数的微分概念的图形解释
  3.解决引入中的问题
  从图3中很容易得出:Δy-dy=0(Δx),0(Δx)是什么意思呢?
  4.对0(Δx)的解释
  5.公式中“A”的推导[1]
  6.导数和微分的关系(可微的条件)
  三、课堂小结
  本节课我们主要学习了函数的微分概念,微分其实就是曲线函数在一点处,当自变量变化很小时,相应的切线上函数值的改变量,它是用来近似代替曲线上的函数值的改变量的,从而体现了以直代曲的思想.
  参考文献:
  [1]岳忠玉.高等数学[M].第一版,西北大学出版社,2012.
  [2]云连英.微积分应用基础[M].第三版,高等教育出版社,2014.
  [3]王福楹,等.高等数学[M].第三版,高等教育出版社,2006.
  [4]崔信.高等数学[M].第一版,北京出版社,2014.
  基金项目:陕西省职业技术教育学会2015年度教育科研规划立项课题No.SZJYB2015040)
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