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1、2022年高一數(shù)學(xué) 函數(shù)的應(yīng)用舉例 第十課時 第二章
●課 題
§2.9.3 函數(shù)的應(yīng)用舉例(三)
●教學(xué)目標(biāo)
(一)教學(xué)知識點
1.數(shù)學(xué)建模的基本思想.
2.有關(guān)物理問題的數(shù)學(xué)模型.
(二)能力訓(xùn)練要求
1.使學(xué)生適應(yīng)各學(xué)科的橫向聯(lián)系.
2.能夠建立一些物理問題的數(shù)學(xué)模型.
3.培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力.
(三)德育滲透目標(biāo)
1.用聯(lián)系的觀點看問題.
2.能夠?qū)⑸a(chǎn)實際、物理研究中的某些問題用數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)方法進(jìn)行解決.
●教學(xué)重點
數(shù)學(xué)建模的方法
●教學(xué)難點
如何把實際問題抽象為數(shù)學(xué)問題
●教學(xué)方法
自學(xué)輔導(dǎo)法
在前幾節(jié)學(xué)生了解數(shù)學(xué)建?;?/p>
2、本思想及數(shù)學(xué)建模一般步驟的基礎(chǔ)上,直接給出學(xué)生例題,要求學(xué)習(xí)通過審題,自己抽象出其中的數(shù)量關(guān)系,在通過老師的幫助加以確認(rèn)之后,再著手進(jìn)行純數(shù)學(xué)問題的解決,最后在老師的引導(dǎo)下,把握好由數(shù)學(xué)問題的解向?qū)嶋H問題的還原.
引導(dǎo)學(xué)生在研究例6的過程中,了解函數(shù)思想在解決物理問題時所發(fā)揮的作用,同時對高考中具有導(dǎo)向意義的題目有所認(rèn)識,了解高考命題趨勢的發(fā)展.
●教具準(zhǔn)備
幻燈片
第一張:例題5(記作§2.9.3 A)
第二張:例題6(記作§2.9.3 B)
●教學(xué)過程
Ⅰ.復(fù)習(xí)回顧
[師]上一節(jié)課,我們主要學(xué)習(xí)了有關(guān)增長率的數(shù)學(xué)模型,這種模型在有關(guān)產(chǎn)量、產(chǎn)值、糧食、人口等等增長問題常被用到
3、.這一節(jié),我們學(xué)習(xí)有關(guān)物理問題的數(shù)學(xué)模型.
Ⅱ.講授新課
[例5]設(shè)在海拔x m處的大氣壓強是y Pa,y與x之間的函數(shù)關(guān)系式是y=cekx,其中c、k為常量.已知某地某天在海平面的大氣壓為1.01×105 Pa,1000 m高空的大氣壓為0.90×105 Pa.求600 m高空的大氣壓強(結(jié)果保留3個有效數(shù)字).
分析:解決此題,應(yīng)排除題中專業(yè)術(shù)語的干擾,抽象概括出數(shù)量關(guān)系,準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表達(dá)式.
解:將x=0,y=1.01×105,x=1000,y=0.90×105
分別代入函數(shù)式y(tǒng)=cekx,
得
解之得 (由計算器算得)
∴函數(shù)式y(tǒng)=1.01×105×
將x=600
4、代入上述函數(shù)式得
y=1.01×105×
由計算器算得y=0.943×105(Pa)
答:在600 m高空的大氣壓約為0.943×105 Pa.
評述:(1)此題利用數(shù)學(xué)模型解決物理問題;(2)需由已知條件先確定函數(shù)式;(3)此題實質(zhì)為已知自變量的值,求對應(yīng)的函數(shù)值的數(shù)學(xué)問題;(4)此題要求學(xué)生能借助計算器進(jìn)行比較復(fù)雜的運算.
例6:在測量某物理量的過程中,因儀器和觀察的誤差,使得n次測量分別得到a1,a2,……,an共n個數(shù)據(jù),我們規(guī)定所測量的物理量的“最佳近似值”a是這樣一個量:與其他近似值比較a與各數(shù)據(jù)差的平方和最小.依次規(guī)定,從a1,a2,a3,……an推出的a=
5、 .
(1994年全國高考試題)
分析:此題應(yīng)排除物理因素的干擾,抓準(zhǔn)題中的數(shù)量關(guān)系,將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)求最值問題.
解:由題意可知,所求a應(yīng)使y=(a-a1)2+(a-a2)2+…+(a-an)2最小
由于y=na2-2(a1+a2+…+an)a+(a12+a22+…+an2)
若把a看作自變量,則y是關(guān)于a的二次函數(shù),于是問題轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)的最小值.
因為n>0,二次函數(shù)f(a)圖象開口方向向上.
當(dāng)a= (a1+a2+…+an)時,y有最小值.
所以a= (a1+a2+…+an)即為所求.
評述:此題在高考中是具有導(dǎo)向意義的試題,它以物理知識和簡單數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ),并以物
6、理學(xué)科中的統(tǒng)計問題為背景,給出一個新的定義,要求學(xué)生讀懂題目,抽象其中的數(shù)量關(guān)系,將文字語言轉(zhuǎn)化為符號語言,即
y=(a-a1)2+(a-a2)2+…+(a-an)2然后運用函數(shù)的思想、方法去解決問題,解題關(guān)鍵是將函數(shù)式化成以a為自變量的二次函數(shù)形式,這是函數(shù)思想在解決實際問題中的應(yīng)用.
Ⅲ.課堂練習(xí)
課本P89習(xí)題2.9 5
某種放射性元素的原子數(shù)N隨時間t的變化規(guī)律是N=N0e-λt,其中N0,λ是正的常數(shù).
(1)說明函數(shù)是增函數(shù)還是減函數(shù);
(2)把t表示成原子數(shù)N的函數(shù);
(3)求當(dāng)N=時,t的值.
解:(1)由于N0>0,λ>0,函數(shù)N=N0e-λt是屬于指數(shù)函數(shù)
7、y=e-x類型的,所以它是減函數(shù),即原子數(shù)N的值隨時間t的增大而減少
(2)將N=N0e-λt寫成e-λt=
根據(jù)對數(shù)的定義有-λt=ln
所以t=- (lnN-lnN0)= (lnN0-lnN)
(3)把N=代入t= (lnN0-lnN)得t= (lnN0-ln)= (lnN0-lnN0+ln2)= ln2.
Ⅳ.課時小結(jié)
[師]通過本節(jié)學(xué)習(xí),進(jìn)一步熟悉數(shù)學(xué)建模的方法,能運用數(shù)學(xué)模型解決一定的關(guān)于物理的實際問題,提高解決數(shù)學(xué)應(yīng)用題的應(yīng)變能力.
Ⅴ.課后作業(yè)
(一)課本P90習(xí)題2.9 6
(二)1.預(yù)習(xí)內(nèi)容:P93~P94
2.預(yù)習(xí)提綱:
(1)實習(xí)作業(yè)的要求;
(2)實習(xí)報告的內(nèi)容.
●板書設(shè)計
§2.9.3 函數(shù)應(yīng)用舉例
例5 解答
評述
例6 解答
評述
學(xué)生練習(xí)