2.2 最大值、最小值问题
(第一课时)
一、教学目标 1、知识与技能目标
(1)进一步明确闭区间?a,b?上的连续函数f(x)在?a,b?上必有最大、最小值
(2)理解闭区间?a,b?上的连续函数f(x)的最值存在的可能位置 (3)掌握利用导数求上述函数的最大值与最小值的方法和步骤 2、过程和方法目标
(1)在学习中,观察、归纳、表述、交流、合作,最终形成认识 (2)通过利用导数求上述函数的基本过程和步骤的形成,培养学生的数学能力
3、情感、态度和价值观
(1)认识数学与生活的关系和数学在实用性方面的巨大力量,进而对数学中蕴涵的理性美产生发自内心的欣赏情感
(2)通过利用导数解决最值问题的过程,认识到导数方法的作用 二、教学重点、教学难点 1、教学重点:
会求闭区间上的连续函数的最大值和最小值 2、教学难点:
(1)闭区间上的连续函数f(x)的最值只可能存在于极值点处或区间端点处;
(2)理解方程f?(x)?0的解,包含有指定区间内全部可能的极值点.
三、教学思路
在教学过程中,首先画一个闭区间上函数图像进行对比(对比的意图隐含最值取到的位置:极值点或端点)。在课堂中采取学生观察发现,总结出:闭区间?a,b?上的连续函数f(x),在?a,b?上必有最大、最小值,且最值只可能存在于极值点处或区间端点处。在教学过程中,找函数的最值点采取与生活挂钩,将闭区间定义为作案地点,找最值点就是抓嫌疑犯的过程,充分调动学生的积极性,进而总结归纳出闭区间?a,b?上的连续函数f(x)的最值求法步骤。 四、教学内容
最大值、最小值问题 北师大版选修2-2 第三章 导数的应用 五、教学方法
(1)观察学习是重要的学习方法.这节课采用的第一个方法就是“观察、比较法”
(2)根据新课标的教学理念,教学中要培养学生合作共事的团队精神,这节课还采用了“合作、讨论法”,让学生共同探讨、合作学习、取长补短、形成共识 六、教学手段
多媒体和黑板 七、教学步骤
(1)多媒体演示:一段闭区间?a,b?上的连续函数f(x)的图像,由学生观察,并与极值做比较,进而发现最值存在的可能位置 (2)学生合作讨论闭区间?a,b?上的连续函数f(x)的最值求法步骤, 教师再点评总结
(3)教师例题讲解,课堂练习,小结以及布置作业 八:教学设计理念
以问题为情景,融生活于数学,让学生在一种合作互助的快乐氛围中学习数学知识,在学习知识的过程中,不断培养学生数学能力和数学情操。 九:组织形式
班级 十、教学过程
1、多媒体演示(设置问题:在闭区间?a,b?上函数f(x)的最大、小值分别是多少,分别在何处取到?)
yax1Ox2x3bx
观察发现(学生主体):图中一个定义在闭区间?a,b?上的函数f(x)x1与x3是极小值点,x2是极大值点,b是端点;f(x1)与f(x3)的图象。a,
是极小值,f(x2)是极大值;函数f(x)在?a,b?上的最大值是f(b),最小值是f(x3)。(最值点在极值点或端点取到)
2、教师总结(教师主导):
(1)闭区间?a,b?上连续函数f(x)在?a,b?上必有最大值与最小值。 (2)求函数f(x)在闭区间?a,b?上最值的关键是什么?
归纳:设函数f(x)在?a,b?上连续,在(a,b)内可导,则求f(x)在?a,b?上的最大值与最小值的步骤如下: (1)求f(x)在(a,b)内的极值,
(2)将f(x)的各极值与f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值,得出函数f(x)在?a,b?上的最值。 3、范例讲解
例1、求函数y?x4?2x2?5在区间[?2,2]上的最大值与最小值 (分析:由于f?(x)?0的点有的不在定义域内,所以在求函数最值的时候,可以假设闭区间为作案地点,找函数的极值点和端点即抓犯罪嫌疑人,在作案地点的可以判罪,不在的可以舍去。)
解:(1)抓嫌疑犯:由于导数为零的点都有嫌疑,所以第一步求导,找到嫌疑犯,即导数为零的点。
y/?4x3?4x,令y/=0
即4x3?4x?0,解得x1??1,x2?0,x3?1(三个嫌疑犯都在) (2)列表
y 13 ↘ X y/ -2 (-2,-1) - -1 0 极小值 ↗ (-1,0) + 0 0 极大值 ↘ (0,1) - 1 0 极小值 ↗ 13 (1,2) + 2
(3)判罪:找出嫌疑犯的真面目,即求出极值和端点的函数值 f(?2)?f(2)?13;f(1)?f(?1)?4;f(0)?5; (4)找出主谋:即一个最大的和最小的
比较得:最大值为f(?2)?f(2)?13,最小值为f(1)?f(?1)?4 思考:在求函数f(x)在?a,b?上最值过程中,判断极值往往比较麻烦,我们有没有办法简化解题步骤?
分析:在(a,b)内解方程f?(x)?0,但不需要判断是否是极值点,更不需要判断是极大值还是极小值,因为最后是找最大和最小的。
设函数f(x)在?a,b?上连续,在(a,b)内可导,求f(x)在?a,b?上的最大值与最小值的步骤可以改为:
(1)求f(x)在(a,b)内导函数为零的点,并计算出其函数值, (2)将f(x)的各导数值为零的点的函数值与f(a)、f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值。 例题1解法2:
(1)抓嫌疑犯:y/?4x3?4x,令y/=0
即4x3?4x?0,解得x1??1,x2?0,x3?1(三个嫌疑犯都在) (2)判罪: f(?2)?f(2)?13;f(1)?f(?1)?4;f(0)?5;
(3)找出主谋:最大值为f(?2)?f(2)?13,最小值为f(1)?f(?1)?4 例2、求函数f(x)?x5?5x4?5x3?1,x?[?1,2]的最大值和最小值 解:(1)抓嫌疑犯:f?(x)?5x4?20x3?15x2,令f?(x)?0,
即5x4?20x3?15x2?0,得x1?0,x2?1,x3?3(不在作案地点,舍去) (2)判罪:f(0)?1(不是极值点),f(1)?2,f(?1)??10,f(2)??7
(3)找出主谋:最大值为f(1)?2,最小值为f(?1)??10 4、课堂练习 课本第67页练习1 5、归纳小结
这节课我们学习了什么?学到了什么? 6、课后作业
课本第69页A组第二题
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