小學(xué)方程的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-05-30用二分法求方程的近似解教案。
3.1.3用二分法求方程的近似解
(一)教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
掌握應(yīng)用二分法求方程近似解的原理與步驟,會(huì)用二分法求方程的近似解.
2.過程與方法
體會(huì)通過取區(qū)間中點(diǎn),應(yīng)用零點(diǎn)存在性定理,逐步縮小零點(diǎn)所屬區(qū)間的范圍,而獲得零點(diǎn)的近似值即方程的近似解的過程中理解二分法的基本思想,滲透算法思想.
3.情感、態(tài)度及價(jià)值觀
在靈活調(diào)整算法,在由特殊到一般的認(rèn)識(shí)過程中,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)品質(zhì)和思維品質(zhì),享受數(shù)學(xué)的無窮魅力.
(二)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):用二分法求方程的近似解;
難點(diǎn):二分法原理的理解
(三)教學(xué)方法
講授法與合作交流相結(jié)合,通過老師恰當(dāng)合理的講授,師生之間默切的合作交流,認(rèn)識(shí)二分法、理解二分法的實(shí)質(zhì),從而能應(yīng)用二分法研究問題,達(dá)到知能有機(jī)結(jié)合的最優(yōu)結(jié)果.
(四)教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
提出問題引入課題1問題:一元二次方程可用判別式判定根的存在性,可用求根公式求方程的根.但對(duì)于一般的方程,雖然可用零點(diǎn)存在性定理判定根的存在性,而沒有公式.求根:如何求得方程的根呢?
①函數(shù)f(x)=lnx+2x–6在區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點(diǎn).
②如果能夠?qū)⒘泓c(diǎn)所在的范圍盡量縮小,那么在一定精確度的要求下,我們可以得到零點(diǎn)的近似值.
③通過“取中點(diǎn)”的方法逐步縮小零點(diǎn)所在的范圍.
④取區(qū)間(2,3)的中點(diǎn)2.5,用計(jì)算器算得f(2.5)≈–0.084.因?yàn)閒(2.5)f(3)<0,所以零點(diǎn)在區(qū)間(2.5,3)內(nèi).再取內(nèi)間(2.5,3)的中點(diǎn)2.75,用計(jì)算器算得f(2.75)≈0.512.因?yàn)閒(2.5)f(2.75)<0,所以零點(diǎn)在區(qū)間(2.5,2.75)內(nèi).
⑤由于(2,3)(2.5,3)
(2.5,2.75),所以零點(diǎn)所在的范圍確實(shí)越來越小了.
⑥例如,當(dāng)精確度為0.01時(shí),由于|2.5390625–2.53125|=0.0078125<0.01,所以,我們可以將x=2.53125作為函數(shù)
f(x)=lnx+2x–6零點(diǎn)的近似值,也即方程lnx+2x–6=0根的近似值.
師:怎樣求方程lnx+2x–6=0的根.
引導(dǎo):觀察圖形
生:方程的根在(2,3)區(qū)間內(nèi)
師:能否用縮小區(qū)間的方法逼近方程的根
生:應(yīng)該可用
師:我們現(xiàn)用一種常見的數(shù)學(xué)方法—二分法,共同探究已知方程的根.
師生合作,借助計(jì)算機(jī)探求方程根的近似值.
區(qū)間中點(diǎn)的值中點(diǎn)函數(shù)近似值
(2,3)2.5–0.084
(2.5,3)2.750.512
(2.5,2.75)2.6250.215
(2.5,2.625)2.56250.066
(2.5,2.5625)2.53125–0.009
(2.53125,2.5625)2.5468750.029
(2.53125,2.546875)2.53906250.010
(2.53125,2.5390625)2.535156250.001
由舊到新設(shè)疑、析疑導(dǎo)入課題,實(shí)例分析了解二分法、進(jìn)一步師生合作嘗試二分法.
形成概念1.對(duì)于區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷且f(a)f(b)<0的函數(shù)y=f(x),通過不斷地把函數(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,用二分法求函數(shù)f(x)零點(diǎn)近似值的步聚如下:
(1)確定區(qū)間[a,b],驗(yàn)證f(a)f(b)<0,給定精確度;
(2)求區(qū)間(a,b)的中點(diǎn)c;
(3)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)).
(4)判斷是否達(dá)到精確度:即若|a–b|<,則得到零點(diǎn)近似值a(或b);否則重復(fù)2~4.師生合作回顧實(shí)例:
求方程lnx+2x–6=0的近似解(精確度0.01)的操作過程.掌握二分法,總結(jié)應(yīng)用二分法的步驟
師:講授二分法的定義.
生:總結(jié)應(yīng)用二分法的步驟.
學(xué)生交流總結(jié),學(xué)生代表口述步驟,老師完善并板書.由特殊到一般形成概念,歸納總結(jié)應(yīng)用二分法的步驟.
應(yīng)用舉例
例1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).師生合作應(yīng)用二分法,遵循二分法的步驟求解,并借助函數(shù)圖象檢驗(yàn).
例1解:原方程即2x+3x–7=0,令f(x)=2x+3x–7,用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)作出函數(shù)f(x)=2x+3x–7的對(duì)應(yīng)值表與圖象
x01234
f(x)=2x+3x–7–6–231021
x5678
f(x)=2x+3x–74075142273
觀察圖或表可知f(1)f(2)<0,說明這個(gè)函數(shù)在區(qū)間(1,2)內(nèi)有零點(diǎn)x0.
取區(qū)間(1,2)的中點(diǎn)x1=1.5,用計(jì)算器算得f(1.5)≈0.33.因?yàn)閒(1)f(1.5)<0,所以x0∈(1,1.5).
再取(1,1.5)的中點(diǎn)x2=1.25,用計(jì)算器算得f(1.25)≈–0.87.因?yàn)閒(1.25)f(1.5)<0,所以x0∈(1.25,1.5).
同理可得x0∈(1.375,1.5),x0∈(1.375,1.4375)
由于|1.375–1.4375|=0.0625<0.1,所以,原方程的近似解可取為1.4375.嘗試體驗(yàn)二分法,培養(yǎng)應(yīng)用二分法從而固化基本理論技能
鞏固練習(xí)
1.借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī),用二分法求函數(shù)f(x)=x3+1.1x2+0.9x–1.4在區(qū)間(0,1)內(nèi)的零點(diǎn)(精確度0.1).
2.借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī),用二分法求方程x=3–lgx在區(qū)間(2,3)內(nèi)的近似解(精確度0.1).學(xué)生動(dòng)手嘗試練習(xí),師生借助計(jì)算機(jī)合作完成求解.
1.解:由題設(shè)可知f(0)=–1.4<0,f(1)=1.6>0,
于是f(0)f(1)<0,
所以,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn).
下面用二分法求函數(shù)f(x)=x3+1.1x2+0.9x–1.4在區(qū)間(0,1)內(nèi)的零點(diǎn)
取區(qū)間(0,1)的中點(diǎn)x1=0.5,用計(jì)算器可算得f(0.5)=–0.55.因?yàn)閒(0.5)f(1)<0,
所以x0∈(0.5,1).
再取區(qū)間(0.5,1)的中點(diǎn)x2=0.75,用計(jì)算器可算得f(0.75)≈0.32.
因?yàn)閒(0.5)f(0.75)<0,
所以x0∈(0.5,0.75).
同理可得x0∈(0.625,0.75),x0∈(0.625,0.6875),x0∈(0.65625,0.6875)
由于|0.6875–0.65625|=0.3125<0.1,
所以原方程的近似解可取為0.65625.
2.解原方程即x+lgx–3=0,令f(x)=x+lgx–3,用計(jì)算器可算得f(2)≈–0.70,f(3)≈0.48,
于是f(2)f(3)<0,
所以,這個(gè)方程在區(qū)間(2,3)內(nèi)有一個(gè)解.
下面用二分法求方程x=3–lgx在區(qū)間(2,3)內(nèi)的近似解.
取區(qū)間(2,3)的中點(diǎn)x1=2.5,用計(jì)算器可算得f(2.5)≈–0.10.
因?yàn)閒(2.5)f(3)<0,所以x0∈(2.5,3).
再取區(qū)間(2.5,3)的中點(diǎn)x2=2.75,用計(jì)算器可算得f(2.75)≈0.19.因?yàn)閒(2.5)f(2.75)<0,所以x0∈(2.5,2.75).
同理可得x0∈(2.5,2.625),
x0∈(2.5625,2.625).
由于|2.625–2.5625|=0.0625<0.1,
所以原方程的近似解可取為2.5625.進(jìn)一步體驗(yàn)二分法,鞏固應(yīng)用二分法的方法與技巧及注意事項(xiàng).
課后練習(xí)3.1第三課時(shí)習(xí)案學(xué)生獨(dú)立完成鞏固二分法應(yīng)用技能
備選例題
例1用二分法求函數(shù)f(x)=x3–3的一個(gè)正實(shí)數(shù)零點(diǎn)(精確到0.1).
【解析】由于f(1)=–2<0,f(2)=5>0,因此可以確定區(qū)間[1,2]作為計(jì)算的初始區(qū)間,用二分法逐步計(jì)算,列表如下:
端點(diǎn)或中點(diǎn)的橫坐標(biāo)計(jì)算端點(diǎn)或中點(diǎn)的函數(shù)值定區(qū)間
a0=1,b0=2f(1)=–2,f(2)=5[1,2]
f(x0)=0.375>0[1,1.5]
f(x1)=–1.0469<0[1.25,1.5]
f(x2)=–0.4004<0[1.375,1.5]
f(x3)=–0.0295<0[1.4375,1.5]
f(x4)=0.1684>0[1.4375,1.46875]
f(x5)>0[1.4375,1.453125]
x6=1.4453125f(x6)>0[1.4375,1.4453125]
由上表的計(jì)算可知區(qū)間[1.4375,1.4453125]的左、右端點(diǎn)精確到0.1所取的近似值都是1.4,所以1.4可作為所求函數(shù)的一個(gè)正實(shí)數(shù)零點(diǎn)的近似值.
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用二分法求方程的近似解教學(xué)設(shè)計(jì)
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?小編為此仔細(xì)地整理了以下內(nèi)容《用二分法求方程的近似解教學(xué)設(shè)計(jì)》,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
教學(xué)設(shè)計(jì)3.1.2用二分法求方程的近似解
教學(xué)設(shè)計(jì)(一)
作者:張興娟,邯鄲市第四中學(xué)高級(jí)教師.本教學(xué)設(shè)計(jì)獲“卡西歐杯”第五屆全國高中青年數(shù)學(xué)教師優(yōu)秀課觀摩與評(píng)比活動(dòng)一等獎(jiǎng).
學(xué)習(xí)準(zhǔn)備
教師需要明了:
1.新教材為什么增加求方程的近似解?
2.為什么用“二分法”求方程的近似解?
3.本節(jié)內(nèi)容在教材中的地位和作用.
4.明確學(xué)生現(xiàn)有的水平和可能的發(fā)展水平.
學(xué)生需要復(fù)習(xí):方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)的相關(guān)知識(shí).
在此基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”確定本課時(shí)教學(xué)和學(xué)習(xí)目標(biāo).
教學(xué)目標(biāo)
1.了解二分法是求方程近似解的一種方法.
2.會(huì)用二分法求給定精確度的方程的近似解.
3.在具體問題情境中感受逐步逼近的過程.
4.培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析數(shù)據(jù)的能力.
5.培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的意識(shí)和對(duì)新知探求的精神.
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):二分法原理及其探究過程,用二分法求方程的近似解.
難點(diǎn):對(duì)二分法原理的探究,對(duì)精確度、近似值的理解.
教學(xué)方法與教學(xué)手段
教學(xué)方法:“問題驅(qū)動(dòng)”,啟發(fā)、探究
學(xué)法:自主探究、分組合作、辨析討論、深化理解
教輔工具:計(jì)算機(jī)、投影儀、計(jì)算器
教學(xué)過程
1.設(shè)置情境,提出問題
問題1:你會(huì)求哪些類型方程的解?
寫一寫你不會(huì)求解的方程.
設(shè)計(jì)意圖
讓學(xué)生感受有大量的方程不能求解,引起學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的求知欲.
問題2:能不能求方程的近似解?
2.自主探究,獲得新知
以求方程x3+3x-1=0的近似解(精確度0.1)為例進(jìn)行探究.
探究1:怎樣確定解所在的區(qū)間?
(1)圖象法(數(shù)形結(jié)合):
(2)試值法:
設(shè)f(x)=x3+3x-1,f(0)=-1<0,f(1)=3>0.
復(fù)習(xí):(1)方程的根與函數(shù)零點(diǎn)的關(guān)系;
(2)根的存在性定理.
探究2:怎樣縮小解所在的區(qū)間?
幸運(yùn)52中猜商品價(jià)格環(huán)節(jié),讓學(xué)生思考:
(1)主持人給出高了還是低了的提示有什么作用?
(2)如何猜才能最快猜出商品的價(jià)格?
設(shè)計(jì)意圖
在學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置問題,搭建平臺(tái),拉近數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)的距離,不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生也在猜測的過程中逐步體會(huì)二分法思想.
問題3:為什么要取中點(diǎn),好處是什么?
設(shè)計(jì)意圖
體會(huì)二分法優(yōu)于其他如“三分法”,“四分法”,華羅庚的“優(yōu)選法”等.
探究3:區(qū)間縮小到什么程度滿足要求?
設(shè)計(jì)意圖
利用計(jì)算器進(jìn)行了多次計(jì)算,逐步縮小實(shí)數(shù)解所在范圍,精確度的確定就顯得非常自然,突破了教學(xué)上的難點(diǎn),提高了探究活動(dòng)的有效性.
問題4:精確度0.1指的是什么?與精確到0.1一樣嗎?
通過對(duì)以上問題的探究,給出二分法的定義就水到渠成了.
二分法的定義:
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.
用二分法求零點(diǎn)近似值的步驟:
給定精確度ε,用二分法求函數(shù)f(x)的零點(diǎn)近似值的步驟如下:
(1)確定區(qū)間[a,b],驗(yàn)證f(a)f(b)<0,給定精確度ε;
(2)求區(qū)間(a,b)的中點(diǎn)c;
(3)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)).
(4)判斷是否達(dá)到精確度ε:
即若|a-b|<ε,則得到零點(diǎn)近似值a(或b);否則重復(fù)步驟(2)~(4).
3.例題剖析,鞏固新知
【例】借助計(jì)算器用二分法求方程lnx+2x-6=0的近似解(精確度0.01).
兩人一組,一人用計(jì)算器求值,一人記錄結(jié)果;學(xué)生講解縮小區(qū)間的方法和過程,教師點(diǎn)評(píng).同時(shí)演示用Excel程序求方程的近似解.
設(shè)計(jì)意圖
(1)演示Excel程序求方程的近似解,界畫活潑,充分體現(xiàn)了信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程有機(jī)整合.進(jìn)一步明確為什么用“二分法”求方程的近似解.(2)算法流程比較簡潔,便于編寫計(jì)算機(jī)程序,利用計(jì)算器和多媒體輔助教學(xué),直觀明了.
4.知識(shí)遷移,生活應(yīng)用
(1)猜商品價(jià)格;
(2)從上海到美國舊金山的海底電纜有15個(gè)接點(diǎn),現(xiàn)在某接點(diǎn)發(fā)生故障,需及時(shí)修理,為了盡快斷定故障發(fā)生點(diǎn),一般至少需要檢查接點(diǎn)的個(gè)數(shù)為__________.
5.檢驗(yàn)成果,鞏固提升
(1)下列函數(shù)的圖象與x軸均有交點(diǎn),其中不能用二分法求其零點(diǎn)的是()
思維升華:在零點(diǎn)的附近連續(xù)且f(a)f(b)<0.
(2)方程4x+2x-11=0的解在下列哪個(gè)區(qū)間內(nèi)?你能給出一個(gè)滿足精確度為0.1的近似解嗎?
A.(0,1)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)
說明:二分法不僅能求方程的近似解,有時(shí)也能求方程的精確解.
6.回顧反思
本節(jié)課你學(xué)到了哪些知識(shí)?有哪些收獲?還有什么疑問?
(1)預(yù)設(shè)課堂生成問題(有些同學(xué)可能會(huì)有這樣的疑惑,若沒有就作為課下拓展留給學(xué)生思考).
如圖所示,區(qū)間[a,b]上有多個(gè)零點(diǎn),還能否用二分法求方程的近似解?如果能,該怎樣做?
(2)學(xué)生課堂生成新問題(不同的班級(jí)可能會(huì)有不同的問題,具體問題具體解決).
課外作業(yè)
1.書面作業(yè)
(1)習(xí)題3.1A組3,4,5;
(2)求2x+3x=7的近似解(精確度0.1).
2.知識(shí)鏈接閱讀與思考“中外歷史上的方程求解”.
板書設(shè)計(jì)
課題:(投影顯示)
1.提出問題:
2.自主探究:
3.抽象概括:
4.鞏固練習(xí):
5.歸納總結(jié):
教學(xué)反思
1.注重學(xué)生參與知識(shí)的形成過程;
2.注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí);
3.恰當(dāng)?shù)乩矛F(xiàn)代信息技術(shù).
教學(xué)設(shè)計(jì)(二)
作者:馮紅果,泉州市第七中學(xué)教師.本教學(xué)設(shè)計(jì)獲福建省教學(xué)設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng).
整體設(shè)計(jì)
教學(xué)內(nèi)容分析
本節(jié)選自《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書數(shù)學(xué)1》人教A版第三章第一節(jié)第二課,主要是分析函數(shù)與方程的關(guān)系.教材分三步來進(jìn)行:第一步,從學(xué)生認(rèn)為較簡單的一元二次方程與相應(yīng)的二次函數(shù)入手,由具體到一般,建立一元二次方程的根與相應(yīng)函數(shù)的零點(diǎn)的聯(lián)系.然后推廣為一般方程與相應(yīng)函數(shù)的情形;第二步,在用二分法求方程近似解的過程中,通過函數(shù)圖象和性質(zhì)來研究方程的解,體現(xiàn)方程和函數(shù)的關(guān)系;第三步,在函數(shù)模型的應(yīng)用過程中,通過函數(shù)模型以及模型的求解,更全面地體現(xiàn)函數(shù)與方程的關(guān)系,逐步建立起函數(shù)與方程的聯(lián)系.
本節(jié)課是這一小節(jié)的第二節(jié)課,即用二分法求方程的近似解.它以上節(jié)課的“連續(xù)函數(shù)的零點(diǎn)存在定理”為確定方程解所在區(qū)間的依據(jù),從求方程近似解這個(gè)側(cè)面來體現(xiàn)“方程與函數(shù)的關(guān)系”;而且在“用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的步驟”中滲透了算法的思想,為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)算法的內(nèi)容埋下伏筆;充分體現(xiàn)新課程“滲透算學(xué)方法,關(guān)注數(shù)學(xué)文化以及重視信息技術(shù)應(yīng)用”的理念.求方程近似解其中隱含“逼進(jìn)”的數(shù)學(xué)思想,并且運(yùn)用“二分法”來逼近目標(biāo)是一種普通而有效的方法,其關(guān)鍵是逼近的依據(jù).
學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析
同學(xué)們有了第一節(jié)課的基礎(chǔ),對(duì)函數(shù)的零點(diǎn)具備基本的認(rèn)識(shí);而二分法來自生活,是由生活中抽象而來的,只要我們選材得當(dāng),能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到滲透數(shù)學(xué)思想關(guān)注數(shù)學(xué)文化的目的,學(xué)生也能夠很容易理解這種方法.其中運(yùn)用“二分法”進(jìn)行區(qū)間縮小的依據(jù)、總結(jié)出“運(yùn)用二分法求方程的近似解”的步驟、將“二分法”運(yùn)用到生活實(shí)際,是需要學(xué)生“跳跳”才能摘到的“桃子”.
設(shè)計(jì)理念
本節(jié)課倡導(dǎo)積極主動(dòng)、勇于探索的學(xué)習(xí)方式,應(yīng)用從生活實(shí)際——理論——實(shí)際應(yīng)用的過程,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合、圖表、信息技術(shù),采用教師引導(dǎo)——學(xué)生探索相結(jié)合的教學(xué)方法,注重提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力,讓學(xué)生經(jīng)歷直觀感知、觀察發(fā)現(xiàn)、抽象與概括、符號(hào)表示、運(yùn)算求解、數(shù)據(jù)處理、反思與建構(gòu)等思維過程.
教學(xué)目標(biāo)
1.理解二分法的概念,掌握運(yùn)用二分法求簡單方程近似解的方法;利用信息技術(shù)輔助教學(xué),讓學(xué)生用計(jì)算器自己驗(yàn)證求方程近似值的過程;
2.體會(huì)二分法的思想和方法,使學(xué)生意識(shí)到二分法是求方程近似解的一種方法;讓學(xué)生能夠了解近似逼近思想,培養(yǎng)學(xué)生探究問題的能力和創(chuàng)新能力,以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度;
3.體驗(yàn)并理解函數(shù)與方程的相互轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法;感受正面解決問題困難時(shí),通過迂回的方法使問題得到解決的快樂.
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):能夠借用計(jì)算器用二分法求相應(yīng)方程的近似解,根所在區(qū)間的確定及逼近的思想.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)二分法的理論支撐的理解,區(qū)間長度的縮?。?br> 教學(xué)過程
教學(xué)基本流程圖
教學(xué)情境設(shè)計(jì)
教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情預(yù)設(shè)設(shè)計(jì)意圖知識(shí)鏈接
創(chuàng)
設(shè)
情
境
引
出
課
題
1.大家都看過《幸運(yùn)52》吧,今天咱也試一回(出示游戲).
2.競猜中,“高了”、“低了”的含義是什么?如何確定價(jià)格的最可能的范圍?
3.如何才能更快地猜中商品的預(yù)定價(jià)格?
4.“二分”的思路是什么?1.教師從學(xué)生熟悉的電視節(jié)目,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)、分析、歸納迅速猜價(jià)的方法.
2.學(xué)生能夠主動(dòng)參與游戲,并且參與游戲的同學(xué)可以比較并總結(jié)經(jīng)驗(yàn).學(xué)生會(huì)有很多種方案.
3.對(duì)于“問題2”學(xué)生能夠順利地得出“主持人的“高了,低了”的回答是判斷價(jià)格所在區(qū)間的依據(jù)”這個(gè)結(jié)論.
4.此時(shí)教師通過“問題3”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行比較哪種方法更快更好.從中學(xué)生可以得到用二分法解決問題的思路——二分指的是將解所在區(qū)間平均地分為兩個(gè)區(qū)間.1.利用視屏與游戲的形式,學(xué)生會(huì)踴躍參與;商品價(jià)格競猜也是學(xué)生熟悉的,競猜的方法會(huì)很多樣,可以進(jìn)行競賽.
2.通過問題2,啟發(fā)學(xué)生尋找確定區(qū)間的依據(jù),為后面探索“用二分法求方程近似解”的時(shí)候埋下伏筆.
3.通過游戲,讓學(xué)生經(jīng)歷游戲過程,感受數(shù)學(xué)來自生活,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)身邊的數(shù)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的歸納演繹的能力;學(xué)會(huì)將實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型.
4.通過比較不同的方法得出最快的競猜的方法——二分法.
師
生
探
究
構(gòu)
建
新
知1.上節(jié)課我們學(xué)了什么定理,它的作用是什么?還有什么問題沒有解決?
2.已知函數(shù)f(x)=lnx+2x-6在區(qū)間(2,3)內(nèi)存在一個(gè)零點(diǎn);如何求出方程lnx+2x-6=0在區(qū)間(2,3)的近似解(精確度為0.01)?與剛才的游戲是否有類似之處?
3.精確度的含義是什么?怎樣的區(qū)間才算滿足設(shè)定的精確度?
4.區(qū)間(2,3)的精確度為多少?
5.如何將零點(diǎn)所在的范圍縮小(即
如何將精確度縮小)?縮小的依據(jù)是什么?
6.如何利用今天“猜價(jià)格”——“二分法”的逼近思想來縮小區(qū)間?
7.近似解是多少?1.教師通過“問題1”對(duì)上節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)引入,點(diǎn)出今天的課題.并且有前面游戲作為伏筆,學(xué)生能夠得出“連續(xù)函數(shù)零點(diǎn)存在定理”是判斷方程的根所在區(qū)間的依據(jù).
2.通過“問題2”應(yīng)用具體的題目引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考.學(xué)生通過引導(dǎo)將方程的解與商品的價(jià)格聯(lián)系到一起,運(yùn)用剛才的游戲的經(jīng)驗(yàn),得到縮小區(qū)間的想法.
3.學(xué)生對(duì)精確度的概念可能有所遺忘.教師可以借助數(shù)軸解釋說明精確度的含義,引導(dǎo)學(xué)生思考什么時(shí)候停止操作.
4.教師通過“問題4~6”引導(dǎo)學(xué)生將“二分法”與“零點(diǎn)存在定理”相結(jié)合得到正確的新的零點(diǎn)所在的區(qū)間.并確定結(jié)束的時(shí)間.
5.學(xué)生按照游戲的方法也就是按照“二分法”的思路,不斷縮小零點(diǎn)存在的區(qū)間,進(jìn)行具體操作,填出(附錄1)中的表格.表格剛開始的前幾行學(xué)生可能會(huì)比較慢,也有可能會(huì)出錯(cuò);通過多次的重復(fù)以及經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),后面的表格可以正確地、快速地回答出來;使得最后的“應(yīng)用二分法求函數(shù)的零點(diǎn)”的方法的總結(jié)更加順利.
6.對(duì)于“問題7”學(xué)生不太容易得到比較簡潔的結(jié)論.教師可以進(jìn)行解釋說明:“由于整個(gè)區(qū)間內(nèi)的數(shù)均滿足精確度的條件,因此區(qū)間內(nèi)的所有數(shù)均可以作為近似解,但區(qū)間端點(diǎn)a,b是已知的值,所以可以取a或b作為近似解.”,最后得到方程的近似解(附錄1的表格后面的內(nèi)容).[設(shè)計(jì)意圖]
1.開門見山,延續(xù)上一節(jié)課的內(nèi)容繼續(xù)深入地研究,使得知識(shí)有一個(gè)鏈接,讓學(xué)生能夠很容易地將新知識(shí)建構(gòu)到舊的知識(shí)體系中.
2.運(yùn)用問題1,將學(xué)生的思路與前面已解決的問題聯(lián)系起來,引導(dǎo)學(xué)生層層深入,抽絲撥繭,學(xué)習(xí)如何分析問題、如何利用新的知識(shí)解決問題;培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,以及運(yùn)用知識(shí)、駕馭知識(shí)的能力.
3.師生的互動(dòng)有利于一邊引導(dǎo)一邊總結(jié).將二分法應(yīng)用于解決實(shí)際問題,即將新的知識(shí)應(yīng)用于解決新的問題.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的
能力,加強(qiáng)解決問題的嚴(yán)謹(jǐn)性,總結(jié)知識(shí)的邏輯性.使得最后方法的總結(jié)能夠順利進(jìn)行.
4.有了前面的商品競猜過程的經(jīng)歷,學(xué)生比較容易入手,分析比較容易到位,從而降低思維的難度.
[知識(shí)鏈接]
1.函數(shù)零點(diǎn)存在定理:如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有f(a)f(b)<0,那么,函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,這個(gè)c也就是方程f(x)=0的根.
2.精確度是對(duì)同一個(gè)量的不同近似數(shù)的精確程度的度量.一般是:一個(gè)近似數(shù),四舍五入到哪一位,就說這個(gè)近似數(shù)精確到哪一位.
形
成
概
念
深
化
提
高1.我們剛才的求解過程中有哪些過程是一直重復(fù)出現(xiàn)的?
2.我們?nèi)∑湟欢危蠹铱慈绾斡脭?shù)學(xué)語言來描述?
3.點(diǎn)明求方程的近似解的“二分法”:對(duì)于在區(qū)間(a,b)上連續(xù)不斷、且f(a)f(b)<0的函數(shù)y=f(x),通過不斷地把方程的解所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近近似解,進(jìn)而得到近似解的方法叫二分法.學(xué)生經(jīng)過老師“問題1~2”的提示與引導(dǎo),可以得到“取區(qū)間的中點(diǎn),計(jì)算函數(shù)值,比較符號(hào),確定新的區(qū)間”這樣的相同的過程.
學(xué)生根據(jù)“二分法”的定義進(jìn)行歸納總結(jié):運(yùn)用二分法求方程的近似解的步驟(附錄2).其中步驟①“畫圖或利用函數(shù)值的正負(fù),確定初始區(qū)間(a,b),驗(yàn)證f(a)f(b)<0”;學(xué)生很有可能會(huì)有遺漏.此時(shí)可以提出“問題5”引導(dǎo)學(xué)生回憶、思考,從而得到運(yùn)用二分法的前提——即步驟①.
對(duì)于“問題6”,較好的學(xué)生才能回答出來.[設(shè)計(jì)意圖]
1.不斷的引導(dǎo),將剛才的解題過程經(jīng)過“自然語言——數(shù)學(xué)語言——去其糟粕取其精華——具體步驟”的過程,幫助學(xué)生學(xué)會(huì)歸納總結(jié)的方法.
2.課間的及時(shí)總結(jié)有利于學(xué)生對(duì)當(dāng)前所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行升華,了解自己掌握了什么知識(shí),在后面的做題中可以有法可依,可以提高解題的正確率,增強(qiáng)自信.
3.問題6的設(shè)計(jì)是將學(xué)生的思維進(jìn)一步升華,不再停留在技能這一個(gè)層次,而是上升為數(shù)學(xué)思想方法的層次.
4.進(jìn)一步提出問題:運(yùn)用二分法求方程的近似解的步驟是什么?
5.運(yùn)用二分法的前提是什么(游戲開始時(shí)要先做什么工作)?引例條件的內(nèi)涵是什么?
6.二分法的實(shí)質(zhì)是什么?它有什么作用?[知識(shí)鏈接]
1.運(yùn)用二分法的前提是要先判斷根在某個(gè)所在的區(qū)間.
2.二分法實(shí)際上是通過縮小區(qū)間長度尋找解的一種方法.
課
內(nèi)
練
習(xí)
課
后
作
業(yè)1.練習(xí):(1)(2)題為例題仿照題,由同桌協(xié)助完成.(3)(4)題考查二分法的含義,由同學(xué)獨(dú)立完成,可以尋求幫助.(附錄4)
2.思考:兩道題均為實(shí)際應(yīng)用題,為學(xué)有余力的同學(xué)提高能力.(附錄4)
3.課后作業(yè):習(xí)題3.1A組3,4;B組1,2.練習(xí)1.(1)(2)題經(jīng)過同桌兩位同學(xué)合作可以順利完成.(3)(4)題獨(dú)立完成如果有困難的同學(xué)在同伴或老師的幫助下可以完成.
練習(xí)2實(shí)際應(yīng)用:學(xué)有余力的同學(xué)與同伴合作探討,也可以解決.[設(shè)計(jì)意圖]
1.不同層次的題目,層層遞進(jìn),不斷提高學(xué)生的能力.不僅鞏固新學(xué)的知識(shí),而且讓不同層次的學(xué)生得到不同的收獲;
2.培養(yǎng)合作、互助精神;
3.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)新的能力,利用二分法的逼近思想解決實(shí)際問題.
本
課
小
結(jié)請(qǐng)同學(xué)們回顧一下本節(jié)課的教學(xué)過程,你覺得你已經(jīng)掌握了哪些知識(shí)?教師通過點(diǎn)名提問,學(xué)生借助教師的幫助對(duì)整節(jié)課進(jìn)行最后的歸納總結(jié),得到以下兩點(diǎn):(1)二分法是一種求一元方程近似解的通法.(2)利用二分法來解一元方程近似解的操作步驟(附錄3).[設(shè)計(jì)意圖]
學(xué)生的歸納總結(jié)的能力不強(qiáng),需要不斷的培養(yǎng);課后的總結(jié)有利于學(xué)生對(duì)整節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行升華,了解自己掌握了什么知識(shí),養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,建立自信心.
教學(xué)反思
1.本節(jié)課有兩條線,明線:“從生活實(shí)際、從學(xué)生熟知的現(xiàn)實(shí)生活、從學(xué)生喜愛的游戲——“競猜商品的價(jià)格”入手,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入深層的思考——如何才能更快更好地贏得游戲?與學(xué)生一道進(jìn)行新知識(shí)的探索過程——二分法的得來;再將二分法充分地運(yùn)用在函數(shù)零點(diǎn)的求解上;最后將二分法求解函數(shù)零點(diǎn)的過程程序化”;暗線:“生活實(shí)際(特殊)——二分法的理論(一般)——二分法的應(yīng)用(特殊)”.讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成與應(yīng)用過程,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)性、時(shí)代性、典型性和可接受性,體會(huì)數(shù)學(xué)來自生活,應(yīng)用于生活的最高境界,感受數(shù)學(xué)之美.
2.引入課題的方式,(1)從生活中的常見現(xiàn)象——“商品價(jià)格的競猜”引入;(2)開門見山——“繼續(xù)前面的研究”引入.
(附錄1)解:設(shè)f(x)=lnx+2x-6,x∈(2,3),先取區(qū)間的中點(diǎn),再計(jì)算中點(diǎn)的函數(shù)值,接著應(yīng)用“零點(diǎn)存在定理”確定零點(diǎn)所在的區(qū)間,從而縮小精確度,得到下表:
區(qū)間中點(diǎn)的值中點(diǎn)函數(shù)近似值精確度
(2,3)2.5-0.0837092681
(2.5,3)2.750.5116009120.5
(2.5,2.75)2.6250.2150808960.25
(2.5,2.625)2.56250.0659833440.125
(2.5,2.5625)2.53125-0.0087867480.0625
(2.53125,2.5625)2.5468750.0286171170.03125
(2.53125,2.546875)2.53906250.0099199180.015625
(2.53125,2.5390625)2.535156250.0005677720.007813
(2.53125,2.53515625)2.533203125-0.0041091910.003906
(2.533203125,2.53515625)2.534179688-0.0017706340.001953
(2.534179688,2.53515625)2.534667969-0.0006014120.000977
(2.534667969,2.53515625)2.534912109-1.68166×10-50.000488
所以,當(dāng)精確度為0.01時(shí),由于|2.5390625-2.53125|=0.0078125<0.01,因此我們可以將x=2.53125作為函數(shù)f(x)=lnx+2x-6零點(diǎn)的近似值,也即方程lnx+2x-6=0根的近似值.
(附錄2)二分法求解方程f(x)=0〔或g(x)=h(x)〕近似解的基本步驟:
①畫圖或利用函數(shù)值的正負(fù),確定初始區(qū)間(a,b),驗(yàn)證f(a)f(b)<0;
②求區(qū)間(a,b)的中點(diǎn)x1x1=a+b2));
③計(jì)算f(x1):若f(x1)=0,則x1就是函數(shù)f(x)的零點(diǎn),x1就是f(x)=0的根,計(jì)算終止;
若f(a)f(x1)<0,則選擇區(qū)間(a,x1);
若f(a)f(x1)>0,則選擇區(qū)間(x1,b);
④循環(huán)操作②、③,直到當(dāng)區(qū)間的精確度達(dá)到事先指定的精確度ε(若是要求精確到ε,兩端點(diǎn)精確到同一個(gè)近似值時(shí)才終止計(jì)算).
(附錄3)
1.練習(xí):(1)應(yīng)用計(jì)算器,求方程x3+3x-1=0的一個(gè)正的近似解.
(2)應(yīng)用計(jì)算器,求方程2x+x=4的近似解.
(3)用二分法判斷方程2x=x2的根的個(gè)數(shù)()
A.1B.2C.3D.4
(4)方程lg(x+4)=10x的根的情況是()
A.僅有一根B.有一正根一負(fù)根
C.有兩負(fù)根D.無實(shí)根
2.思考:(1)從上海到美國舊金山的海底電纜有15個(gè)接點(diǎn),現(xiàn)在某接點(diǎn)發(fā)生故障,需及時(shí)修理,為了盡快斷定故障發(fā)生點(diǎn),一般至少需要檢查接點(diǎn)的個(gè)數(shù)為幾個(gè)?
(2)一天,泉州七中校區(qū)與現(xiàn)代中學(xué)(分校)校區(qū)的電纜線路出了故障(相距大約10km),電工是怎樣檢測的呢?
答案:略
教學(xué)設(shè)計(jì)(三)
作者:羅志強(qiáng),長汀縣第一中學(xué)教師.本教學(xué)設(shè)計(jì)獲福建省教學(xué)設(shè)計(jì)大賽三等獎(jiǎng).
整體設(shè)計(jì)
三維目標(biāo)
1.知識(shí)與技能:
①通過具體實(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單方程近似解的方法.
2.過程與方法:
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.
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
①通過了解數(shù)學(xué)家的史料來提高數(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)逼近過程,感受精確與近似的相對(duì)統(tǒng)一;
③通過具體實(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)生通過了解古今中外數(shù)學(xué)家求方程的解的史料來滲透數(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)習(xí)的主動(dòng)性較強(qiáng),所以通過一節(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)工具解決這一問題的能力.
信息技術(shù)分析
多媒體教室及幾何畫板、VisualBasic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)過程
教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖
創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入——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
↓
例題回顧——回顧例題,復(fù)習(xí)零點(diǎn)存在性定理,提出新問題:能不能求出零點(diǎn)《幾何畫板》演示
↓
合作探究——借助《幾何畫板》軟件探究用二分法求方程的近似解
↓
師生小結(jié)——總結(jié)出用二分法求方程近似解的步驟
↓
學(xué)以致用——學(xué)生借助科學(xué)計(jì)算器,用二分法求方程的近似解
↓
數(shù)學(xué)文化——介紹數(shù)學(xué)家求方程的近似解的歷史
↓
知識(shí)遷移——利用VisualBasic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
問題情境:中央電視臺(tái)有一檔娛樂節(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500~1000元之間,選手開始報(bào)價(jià):1000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)方案來幫助選手猜價(jià)嗎?請(qǐng)學(xué)生思考后,提問學(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
[500,1000]750低了
[750,1000]875高了
[750,875]812低了
[812,875]843低了
[843,875]859高了
[843,859]851ok
師:用幾何畫板配合學(xué)生演示猜價(jià)的過程后,提問此方案的設(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,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)=lnx+2x-6的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)?方程lnx+2x-6=0的實(shí)數(shù)解的個(gè)數(shù)?
問題1:如何來確定函數(shù)零點(diǎn)的存在性,即方程的實(shí)數(shù)解的存在性?
問題2:f(x)=lnx+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)的問題等同起來,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?。?br> 三、合作探究
問題1:零點(diǎn)存在區(qū)間的大小能說明什么問題?
問題2:你能夠總結(jié)出使零點(diǎn)存在的區(qū)間越來越小的規(guī)律嗎?
問題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)問題、分析問題,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,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:說明讓零點(diǎn)存在區(qū)間越來越小是解決問題的關(guān)鍵,請(qǐng)思考問題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:順勢讓學(xué)生思考問題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=a+b2、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
問題1:實(shí)際生活中有沒有利用到二分法的思想方法的例子呢?試舉例.
問題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,我們常把這一類問題的求解過程叫做解決這一類問題的一種算法.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)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:
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
[500,1000]750低了
[750,1000]875高了
[750,875]812低了
[812,875]843低了
[843,875]859高了
[843,859]851課題
附圖一
附圖二
附圖三
附圖四
二分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=a+b2;
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visualbasic程序
PrivateSubCommand1_Click()
DimaAsSingle
DimbAsSingle
DimdAsSingle
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*a-7
fb=2^b+3*b-7
Iffa*fb>=0Then
Text4.Txet=“求解范圍有錯(cuò)”
Else
Do
x=(a+b)/2
fx=2^x+3*x-7
Iffx*fa>0Then
a=x:fa=fx
Else
b=x:fb=fx
EndIf
LoopUntilfx=0orAbs(a-b)<d
Text4.Text=x
EndIf
EndSub
教學(xué)反思
1.創(chuàng)設(shè)有趣且適合學(xué)生認(rèn)知的問題情境,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)過程.
2.教學(xué)中以問題為主線,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)生的問題意識(shí),提高發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力.
3.在整個(gè)教學(xué)過程中,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題解決的途徑.
4.重視知識(shí)的形成過程,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.
教學(xué)設(shè)計(jì)(四)
作者:王巨才,甌海二高教師.本教學(xué)設(shè)計(jì)獲浙江省教學(xué)設(shè)計(jì)大賽市二等獎(jiǎng).
整體設(shè)計(jì)
教材分析
本節(jié)課選自《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書數(shù)學(xué)1必修本(A版)》第三章的3.1.2用二分法求方程的近似解.
由于在實(shí)際問題的解決中,列出的方程可能相當(dāng)復(fù)雜.設(shè)f(x)是實(shí)系數(shù)多項(xiàng)式或是任一實(shí)數(shù)函數(shù),方程f(x)=0稱為代數(shù)方程或超越方程.一般說來,此類方程的根即使存在,也往往不能用公式表示,或者求出了根的表達(dá)式,卻因比較復(fù)雜,難以用它來計(jì)算根的近似值.所以,當(dāng)根存在時(shí),研究求根的數(shù)值方法很有必要,本節(jié)教材向?qū)W生介紹了求零點(diǎn)近似值的實(shí)用且基本的方法——二分法.
教材在學(xué)生了解了函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的聯(lián)系的基礎(chǔ)上,從實(shí)例入手介紹了求方程近似解的二分法.學(xué)生不難理解函數(shù)的零點(diǎn)及其求法,而困難的地方在于使用二分法求函數(shù)零點(diǎn)的計(jì)算過程相當(dāng)繁雜.
在教學(xué)中應(yīng)注意鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)學(xué)習(xí)、探索和解決問題,借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī)處理繁雜的計(jì)算、理解數(shù)學(xué)概念、探索數(shù)學(xué)結(jié)論.
學(xué)情分析
學(xué)生在學(xué)習(xí)了方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)后,對(duì)于不能用公式法求根的方程f(x)=0來說,我們可以將它與函數(shù)y=f(x)聯(lián)系起來,并利用函數(shù)的性質(zhì)找出零點(diǎn)或零點(diǎn)所在的區(qū)間,從而求出方程的根,或者用二分法求出方程的近似解.
本節(jié)課的學(xué)習(xí)歷經(jīng)直觀感知、觀察發(fā)現(xiàn)、歸納類比等思維過程,有助于學(xué)生對(duì)客觀事物中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)模式進(jìn)行思考和作出判斷,因此教師在教學(xué)過程中應(yīng)力求通過各種不同形式的自主學(xué)習(xí)、探究活動(dòng),讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的歷程,開拓他們的創(chuàng)新意識(shí)和“逐步逼近”的數(shù)學(xué)思想.
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:
通過具體實(shí)例理解二分法的概念及其適用條件,了解二分法是求方程近似解的常用方法,并從中體會(huì)函數(shù)與方程之間的聯(lián)系及其在實(shí)際問題中的應(yīng)用.
過程與方法:
能借助計(jì)算器用二分法求方程的近似解,并了解這一數(shù)學(xué)思想,為學(xué)習(xí)算法做準(zhǔn)備.
情感態(tài)度和價(jià)值觀:
體會(huì)數(shù)學(xué)逼近過程,感受精確與近似的相對(duì)統(tǒng)一.
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):通過用二分法求方程的近似解,體會(huì)函數(shù)的零點(diǎn)與方程根之間的聯(lián)系,初步形成用函數(shù)觀點(diǎn)處理問題的意識(shí).
難點(diǎn):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.
課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生要準(zhǔn)備能進(jìn)行較為復(fù)雜運(yùn)算的計(jì)算器.
2.課前學(xué)習(xí)材料:分治算法.
分治是實(shí)際生活中使用比較廣泛的一種解決問題的方法.在程序設(shè)計(jì)中,分治算法的設(shè)計(jì)思想是:將一個(gè)規(guī)模比較大的、難以直接解決的問題,分割成一些規(guī)模較小的子問題,這些子問題互相獨(dú)立且與原問題相同;然后將這些子問題各個(gè)擊破,分而治之.值得注意的是,分治算法的設(shè)計(jì)思想很自然地導(dǎo)致了遞歸算法的應(yīng)用.它的一般設(shè)計(jì)模式如下:
if問題規(guī)模小到可以直接解決then直接解決該問題
else將問題分解成k個(gè)規(guī)模較小的子問題
endif
fori=1tok
遞歸調(diào)用該分治算法,分別解決每一個(gè)子問題
nexti
將各子問題的解合并為原問題的解.
設(shè)計(jì)意圖
從學(xué)生感興趣的計(jì)算機(jī)編程問題引入,引導(dǎo)學(xué)生分析分治算法的思想與方法,為后面引出二分法的思想與方法做鋪墊.
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)過程
創(chuàng)設(shè)情境,引出課題
問題:現(xiàn)有大小與形狀完全相同的金屬小球16個(gè),其中有一個(gè)是實(shí)心的,其余都是空心的.用一架天平需測量幾次一定能找出實(shí)心小球?(要求測量次數(shù)盡可能少)
讓學(xué)生思考、討論,并得出結(jié)論.
學(xué)生可能會(huì)得出這樣的結(jié)論:先將這16個(gè)小球分成個(gè)數(shù)相等的兩部分,將這兩部分放在天平上稱,實(shí)心球在較重的這部分球中,再將較重的這部分球分成個(gè)數(shù)相等的兩部分,將這兩部分放在天平上稱,實(shí)心球又在較重的這部分球中,依此類推,所以只要四次一定能找到實(shí)心小球.
學(xué)生也有可能將小球分成相同的四部分,再兩部分兩部分地去稱,也可得到結(jié)果,等等.教師根據(jù)學(xué)生得出的方法進(jìn)行總結(jié).
設(shè)計(jì)意圖
以實(shí)際問題為載體,通過學(xué)生親自產(chǎn)生的思維方法體會(huì)二分法查找的思想與方法.
組織探究,導(dǎo)出算法
1.問題:通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道函數(shù)f(x)=lnx+2x-6在區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點(diǎn)(如下圖所示).那我們能否找出這個(gè)零點(diǎn)呢?或者能找出這個(gè)零點(diǎn)的近似值嗎?
設(shè)計(jì)意圖
上面的問題有著承上啟下的作用,它既是對(duì)前面一節(jié)課結(jié)果的進(jìn)一步深入,也揭示了本節(jié)課所要解決的問題.
2.將學(xué)生分成幾組進(jìn)行合作學(xué)習(xí),并要求學(xué)生將自己的求解過程進(jìn)行記錄、歸納.
設(shè)計(jì)意圖
由于這一任務(wù)具有一定的難度,問題又具有一定的挑戰(zhàn)性,有利于激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性與小組學(xué)習(xí)活動(dòng)的激情及發(fā)揮學(xué)習(xí)共同體的創(chuàng)造性,因此采用了小組合作學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行教學(xué).這一環(huán)節(jié)借助信息技術(shù)功能提倡學(xué)生通過觀察、思考、討論來歸納結(jié)論,體現(xiàn)了學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)方式.
3.通過學(xué)生的合作學(xué)習(xí),由一個(gè)小組代表發(fā)言求函數(shù)f(x)=lnx+2x-6零點(diǎn)的過程,可用下表反映:
區(qū)間中點(diǎn)的值中點(diǎn)函數(shù)近似值
(2,3)2.5-0.084
(2.5,3)2.750.512
(2.5,2.75)2.6250.215
(2.5,2.625)2.56250.066
(2.5,2.5625)2.53125-0.009
(2.53125,2.5625)2.5468750.029
(2.53125,2.546875)2.53906250.010
(2.53125,2.5390625)2.535156250.001
當(dāng)精確度為0.01時(shí),由于|2.5390625-2.53125|=0.0078125<0.01,所以我們可以將x=2.53125作為函數(shù)f(x)=lnx+2x-6零點(diǎn)的近似值,也即方程lnx+2x-6=0根的近似值.
4.給定精確度ε,再請(qǐng)一個(gè)小組代表發(fā)言求函數(shù)f(x)零點(diǎn)近似值的基本步驟(教師引導(dǎo),由其他小組補(bǔ)充,逐步完善)
(1)確定區(qū)間[a,b],驗(yàn)證f(a)f(b)<0,給定精度ε;
(2)求區(qū)間(a,b)的中點(diǎn)x1;
(3)計(jì)算f(x1):①若f(x1)=0,則x1就是函數(shù)的零點(diǎn);
②若f(a)f(x1)<0,則令b=x1[此時(shí)零點(diǎn)x0∈(a,x1)];
③若f(x1)f(b)<0,則令a=x1[此時(shí)零點(diǎn)x0∈(x1,b)];
(4)判斷是否達(dá)到精度ε;
即若|a-b|<ε,則得到零點(diǎn)近似值a(或b);否則重復(fù)步驟2~4.
設(shè)計(jì)意圖
從特殊到一般,揭示數(shù)學(xué)通常的發(fā)現(xiàn)過程,給學(xué)生“數(shù)學(xué)創(chuàng)造”的體驗(yàn).這種教學(xué)方式易于學(xué)生接受和形成二分法的算法思想與計(jì)算原理.
探索發(fā)現(xiàn),尋找內(nèi)涵
1.教師:通過前面的探究,我們得出了求函數(shù)f(x)零點(diǎn)近似值的一種方法,我們來給這種方法取個(gè)名字,叫什么好呢?(學(xué)生可能會(huì)取“分割法”、“二分法”、“中點(diǎn)法”等,教師最后進(jìn)行評(píng)析)
設(shè)計(jì)意圖
從學(xué)生探究創(chuàng)造中下定義,便于學(xué)生深刻理解定義的內(nèi)涵,這也是新課程提倡的教學(xué)理念之一.
2.問題:是不是所有有零點(diǎn)的函數(shù)都適合用二分法求零點(diǎn)的近似值呢?請(qǐng)同學(xué)們先看下面幾個(gè)函數(shù)的圖象再回答.
圖一圖二圖三
學(xué)生通過上圖的比較與分析,可以得出上圖中一、三兩個(gè)函數(shù)是無法用二分法求零點(diǎn)的近似值的,因此要用二分法求零點(diǎn)的近似值的函數(shù)必須具備兩個(gè)特征:函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷,且滿足f(a)f(b)<0.這時(shí)教師對(duì)二分法的定義進(jìn)行完善: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.
設(shè)計(jì)意圖
通過學(xué)生自己的觀察、比較、分析,深化學(xué)生對(duì)定義的認(rèn)識(shí)與理解,進(jìn)一步挖掘二分法的內(nèi)涵,使學(xué)生對(duì)二分法的算法思想與計(jì)算原理有了新的感悟.
3.教師進(jìn)一步指出,從“數(shù)”的角度看,函數(shù)的零點(diǎn)即是使f(x)=0的實(shí)數(shù);從“形”的角度看,函數(shù)的零點(diǎn)即是函數(shù)f(x)的圖象與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo).若函數(shù)f(x)的圖象在x=x0處與x軸相切,則零點(diǎn)x0通常稱為不變號(hào)零點(diǎn);若函數(shù)f(x)的圖象在x=x0處與x軸相交,則零點(diǎn)x0通常稱為變號(hào)零點(diǎn).二分法的條件f(a)f(b)<0表明用二分法求函數(shù)的近似零點(diǎn)都是指變號(hào)零點(diǎn).
設(shè)計(jì)意圖
引導(dǎo)學(xué)生從“數(shù)”和“形”兩個(gè)角度去體會(huì)函數(shù)零點(diǎn)的意義,掌握常見函數(shù)零點(diǎn)的求法,進(jìn)一步明確二分法的適用范圍.
嘗試練習(xí),體會(huì)應(yīng)用
1.例題: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)
分析:首先利用函數(shù)性質(zhì)或借助計(jì)算機(jī)、計(jì)算器畫出函數(shù)圖象,確定函數(shù)零點(diǎn)大致所在的區(qū)間,然后利用二分法逐步計(jì)算解答.
注意:
(1)第一步確定零點(diǎn)所在的大致區(qū)間(a,b),可利用函數(shù)性質(zhì),也可借助計(jì)算機(jī)或計(jì)算器,但盡量取端點(diǎn)為整數(shù)的區(qū)間,盡量縮短區(qū)間長度,通??纱_定一個(gè)長度為1的區(qū)間.
(2)建議列表樣式如下:
零點(diǎn)所在區(qū)間中點(diǎn)函數(shù)值區(qū)間長度
[1,2]f(1.5)>01
[1,1.5]f(1.25)<00.5
[1.25,1.5]f(1.375)<00.25
如此列表的優(yōu)勢:計(jì)算步數(shù)明確,區(qū)間長度小于精度時(shí),即為計(jì)算的最后一步.
(在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生利用二分法逐步尋求函數(shù)零點(diǎn)的近似值,注意規(guī)范方法、步驟與書寫格式.學(xué)生要根據(jù)二分法的思想與步驟獨(dú)立完成思考,并進(jìn)行交流、討論、評(píng)析.)
設(shè)計(jì)意圖
該例題是對(duì)這節(jié)課前面所學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想的綜合運(yùn)用和鞏固,解題過程體現(xiàn)了數(shù)學(xué)表達(dá)的簡潔性和數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,也體現(xiàn)了函數(shù)思想在解方程中的應(yīng)用.
2.學(xué)生練習(xí):
已知f(x)=2+2x-x2,
(1)如果g(x)=f(2-x2),求g(x)的解析式;
(2)借助計(jì)算器或計(jì)算機(jī),畫出函數(shù)g(x)的圖象;
(3)求出函數(shù)g(x)的零點(diǎn).(精確到0.1)
分析:本題第(1)問是一道代入法復(fù)合函數(shù)解析式的問題,第(2)、(3)問需用本節(jié)知識(shí)進(jìn)行解決.另外在求g(x)的零點(diǎn)時(shí),不妨用函數(shù)g(x)的奇偶性,只需用二分法求出其中一個(gè)零點(diǎn),另一個(gè)便知道了.
答案:(1)g(x)=2+2x2-x4;
(2)
(3)±1.7.
設(shè)計(jì)意圖
利用課堂練習(xí)鞏固所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法,以求達(dá)到教學(xué)目標(biāo).本環(huán)節(jié)以個(gè)別指導(dǎo)為主,體現(xiàn)面對(duì)全體學(xué)生的課改理念.
小結(jié)體會(huì),教師歸納
以學(xué)生發(fā)言的形式對(duì)本堂課進(jìn)行小結(jié),教師歸納強(qiáng)調(diào):
1.二分法求方程的近似解,要求函數(shù)f(x)在某一區(qū)間[a,b]內(nèi)連續(xù),并且在此區(qū)間端點(diǎn)的函數(shù)值異號(hào).
2.用二分法不能求二次重根.
3.在學(xué)習(xí)中要注意運(yùn)用函數(shù)與方程的思想、數(shù)形結(jié)合的思想和“逐步逼近”的數(shù)學(xué)思想.
設(shè)計(jì)意圖
關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)交流數(shù)學(xué)的能力.學(xué)生的課堂小結(jié)既是對(duì)一節(jié)課的簡單回顧與梳理,也是對(duì)所學(xué)內(nèi)容的再次鞏固.
作業(yè)回饋,鞏固知識(shí)
1.教材習(xí)題3.1(A組)第3~6題、(B組)第4題.
2.提高作業(yè):
(1)已知函數(shù)f(x)=2(m+1)x2+4mx+2m-1.
①m為何值時(shí),函數(shù)的圖象與x軸有兩個(gè)交點(diǎn)?
②如果函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)在原點(diǎn),求m的值.
(2)用二分法求33的近似值(精確到0.01).
設(shè)計(jì)意圖
1為鞏固作業(yè),2為課外拓展作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生的探究、創(chuàng)造能力.
課外活動(dòng),培養(yǎng)能力
查找有關(guān)資料或利用Internet查找有關(guān)高次代數(shù)方程的解的研究史料,追尋阿貝爾(Abel)和伽羅瓦(Galois).
設(shè)計(jì)意圖
增強(qiáng)探索精神,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí).
相關(guān)鏈接
利用函數(shù)圖象解方程和函數(shù)問題
1.求方程x+lgx=3的近似解.
求某些方程的解,不容易通過筆算來獲得,可以通過函數(shù)圖象,但往往不太容易直接畫圖,而且畫出的圖象也不準(zhǔn)確,此時(shí)利用圖形計(jì)算器幫助我們畫出圖象(很多復(fù)雜的函數(shù)都可以很快在圖形計(jì)算器上畫出),對(duì)于我們來說,方法是更重要的.
第一步:按Y=鍵,輸入函數(shù):y1=lgx,y2=3-x.
第二步:按Graph鍵,畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象,如下圖所示:
第三步:按F5鍵:intersection(求交點(diǎn)),屏幕會(huì)出現(xiàn)對(duì)話框:選擇第一條曲線、第二條曲線、下限、上限之后,屏幕上會(huì)給出交點(diǎn)值:xc:2.58717,yc:0.412826,則x=2.58717即為方程x+lgx=3的近似解.
小結(jié):利用函數(shù)圖象的交點(diǎn)解方程是一個(gè)重要方法,而圖形計(jì)算器為我們提供了一個(gè)強(qiáng)有力的工具.
2.一片樹林中現(xiàn)有木材30000米3,如果每年增長5%,經(jīng)過x年樹林中有木材y米3,寫出x,y間的函數(shù)關(guān)系式,并且利用圖象,求約經(jīng)過多少年,木材可以增加到40000米3?(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
畫出函數(shù)圖象后,可以通過用Trace鍵移動(dòng)光標(biāo),尋找當(dāng)y=40000時(shí)的x值;也可再作函數(shù)y2=40000的圖象,用intersection求圖象的交點(diǎn)即可.
利用二分法求方程的近似解
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《利用二分法求方程的近似解》,歡迎大家閱讀,希望對(duì)大家有所幫助。
4.1.2用二分法求方程的近似解一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能:
(1)解二分法求解方程的近似解的思想方法,會(huì)用二分法求解具體方程的近似解;
(2)體會(huì)程序化解決問題的思想,為算法的學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。
2、過程與方法:
(1)讓學(xué)生在求解方程近似解的實(shí)例中感知二分發(fā)思想;
(2)讓學(xué)生歸納整理本節(jié)所學(xué)的知識(shí)。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
①體會(huì)二分法的程序化解決問題的思想,認(rèn)識(shí)二分法的價(jià)值所在,使學(xué)生更加熱愛數(shù)學(xué);
②培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、耐心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)品質(zhì)。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):用二分法求解函數(shù)f(x)的零點(diǎn)近似值的步驟。
難點(diǎn):為何由︱a-b︳<便可判斷零點(diǎn)的近似值為a(或b)?
三、學(xué)法與教法
1、想-想。2、教法:探究交流,講練結(jié)合。
四、教學(xué)過程
(一)、創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題
提出問題:
(1)一元二次方程可以用公式求根,但是沒有公式可以用來求解放程㏑x+2x-6=0的根;聯(lián)系函數(shù)的零點(diǎn)與相應(yīng)方程根的關(guān)系,能否利用函數(shù)的有關(guān)知識(shí)來求她的根呢?
(2)通過前面一節(jié)課的學(xué)習(xí),函數(shù)f(x)=㏑x+2x-6在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn);進(jìn)一步的問題是,如何找到這個(gè)零點(diǎn)呢?
(二)、研討新知
一個(gè)直觀的想法是:如果能夠?qū)⒘泓c(diǎn)所在的范圍盡量的縮小,那么在一定的精確度的要求下,我們可以得到零點(diǎn)的近似值;為了方便,我們通過“取中點(diǎn)”的方法逐步縮小零點(diǎn)所在的范圍。
取區(qū)間(2,3)的中點(diǎn)2.5,用計(jì)算器算得f(2.5)≈-0.084,因?yàn)閒(2.5)*f(3)<0,所以零點(diǎn)在區(qū)間(2.5,3)內(nèi);
再取區(qū)間(2.5,3)的中點(diǎn)2.75,用計(jì)算器算得f(2.75)≈0.512,因?yàn)閒(2.75)*f(2.5)<0,所以零點(diǎn)在(2.5,2.75)內(nèi);
由于(2,3),(2.5,3),(2.5,2.75)越來越小,所以零點(diǎn)所在范圍確實(shí)越來越小了;重復(fù)上述步驟,那么零點(diǎn)所在范圍會(huì)越來越小,這樣在有限次重復(fù)相同的步驟后,在一定的精確度下,將所得到的零點(diǎn)所在區(qū)間上任意的一點(diǎn)作為零點(diǎn)的近似值,特別地可以將區(qū)間的端點(diǎn)作為零點(diǎn)的近似值。例如,當(dāng)精確度為0.01時(shí),由于∣2.5390625-2.53125∣=0.0078125<0.01,所以我們可以將x=2.54作為函數(shù)f(x)=㏑x+2x-6零點(diǎn)的近似值,也就是方程㏑x+2x-6=0近似值。
這種求零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法。
1.師:引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)體會(huì)上邊的這段文字,結(jié)合課本上的相關(guān)部分,感悟其中的思想方法.
生:認(rèn)真理解二分法的函數(shù)思想,并根據(jù)課本上二分法的一般步驟,探索其求法。
2.為什么由︱a-b︳<便可判斷零點(diǎn)的近似值為a(或b)?
先由學(xué)生思考幾分鐘,然后作如下說明:
設(shè)函數(shù)零點(diǎn)為x0,則a<x0<b,則:0<x0-a<b-a,a-b<x0-b<0;
由于︱a-b︳<,所以︱x0-a︳<b-a<,︱x0-b︳<∣a-b∣<,
即a或b作為零點(diǎn)x0的近似值都達(dá)到了給定的精確度。
(三)、鞏固深化,發(fā)展思維
1、學(xué)生在老師引導(dǎo)啟發(fā)下完成下面的例題
例2.借助計(jì)算器用二分法求方程2x+3x=7的近似解(精確到0.01)
問題:原方程的近似解和哪個(gè)函數(shù)的零點(diǎn)是等價(jià)的?
師:引導(dǎo)學(xué)生在方程右邊的常數(shù)移到左邊,把左邊的式子令為f(x),則原方程的解就是f(x)的零點(diǎn)。
生:借助計(jì)算機(jī)或計(jì)算器畫出函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象確定零點(diǎn)所在的區(qū)間,然后利用二分法求解.
(四)、歸納整理,整體認(rèn)識(shí)
在師生的互動(dòng)中,讓學(xué)生了解或體會(huì)下列問題:
1、本節(jié)我們學(xué)過哪些知識(shí)內(nèi)容?2、你認(rèn)為學(xué)習(xí)“二分法”有什么意義?3、在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中,還有哪些不明白的地方?
(五)、布置作業(yè):P102習(xí)題3.1A組第四題,第五題。
高一數(shù)學(xué)用二分法求方程的近似解040
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來,有效的提高課堂的教學(xué)效率。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《高一數(shù)學(xué)用二分法求方程的近似解040》,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
§3.1.2用二分法求方程的近似解一、三維目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)用二分法求解方程的近似解的思想方法,會(huì)用二分法求解具體方程的近似解;
(2)體會(huì)程序化解決問題的思想,為算法的學(xué)習(xí)作準(zhǔn)備。
2.過程與方法
(1)讓學(xué)生在求解方程近似解的實(shí)例中感知二分發(fā)思想;
(2)讓學(xué)生歸納整理本節(jié)所學(xué)的知識(shí)。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
①體會(huì)二分法的程序化解決問題的思想,認(rèn)識(shí)二分法的價(jià)值所在,使學(xué)生更加熱愛數(shù)學(xué);
②培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、耐心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)品質(zhì)。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):用二分法求解函數(shù)f(x)的零點(diǎn)近似值的步驟。
難點(diǎn):為何由︱a-b︳<便可判斷零點(diǎn)的近似值為a(或b)?
三、學(xué)法與教學(xué)用具
1.想-想。
2.教學(xué)用具:計(jì)算器。
四、教學(xué)設(shè)想
(一)、創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題
提出問題:
(1)一元二次方程可以用公式求根,但是沒有公式可以用來求解放程㏑x+2x-6=0的根;聯(lián)系函數(shù)的零點(diǎn)與相應(yīng)方程根的關(guān)系,能否利用函數(shù)的有關(guān)知識(shí)來求她的根呢?
(2)通過前面一節(jié)課的學(xué)習(xí),函數(shù)f(x)=㏑x+2x-6在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn);進(jìn)一步的問題是,如何找到這個(gè)零點(diǎn)呢?
(二)、研討新知
一個(gè)直觀的想法是:如果能夠?qū)⒘泓c(diǎn)所在的范圍盡量的縮小,那么在一定的精確度的要求下,我們可以得到零點(diǎn)的近似值;為了方便,我們通過“取中點(diǎn)”的方法逐步縮小零點(diǎn)所在的范圍。
取區(qū)間(2,3)的中點(diǎn)2.5,用計(jì)算器算得f(2.5)≈-0.084,因?yàn)閒(2.5)*f(3)<0,所以零點(diǎn)在區(qū)間(2.5,3)內(nèi);
再取區(qū)間(2.5,3)的中點(diǎn)2.75,用計(jì)算器算得f(2.75)≈0.512,因?yàn)閒(2.75)*f(2.5)<0,所以零點(diǎn)在(2.5,2.75)內(nèi);
由于(2,3),(2.5,3),(2.5,2.75)越來越小,所以零點(diǎn)所在范圍確實(shí)越來越小了;重復(fù)上述步驟,那么零點(diǎn)所在范圍會(huì)越來越小,這樣在有限次重復(fù)相同的步驟后,在一定的精確度下,將所得到的零點(diǎn)所在區(qū)間上任意的一點(diǎn)作為零點(diǎn)的近似值,特別地可以將區(qū)間的端點(diǎn)作為零點(diǎn)的近似值。例如,當(dāng)精確度為0.01時(shí),由于∣2.5390625-2.53125∣=0.0078125<0.01,所以我們可以將x=2.54作為函數(shù)f(x)=㏑x+2x-6零點(diǎn)的近似值,也就是方程㏑x+2x-6=0近似值。
這種求零點(diǎn)近似值的方法叫做二分法。
1.師:引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)體會(huì)上邊的這段文字,結(jié)合課本上的相關(guān)部分,感悟其中的思想方法.
生:認(rèn)真理解二分法的函數(shù)思想,并根據(jù)課本上二分法的一般步驟,探索其求法。
2.為什么由︱a-b︳<便可判斷零點(diǎn)的近似值為a(或b)?
先由學(xué)生思考幾分鐘,然后作如下說明:
設(shè)函數(shù)零點(diǎn)為x0,則a<x0<b,則:
0<x0-a<b-a,a-b<x0-b<0;
由于︱a-b︳<,所以
︱x0-a︳<b-a<,︱x0-b︳<∣a-b∣<,
即a或b作為零點(diǎn)x0的近似值都達(dá)到了給定的精確度。
㈢、鞏固深化,發(fā)展思維
1.學(xué)生在老師引導(dǎo)啟發(fā)下完成下面的例題
例2.借助計(jì)算器用二分法求方程2x+3x=7的近似解(精確到0.01)
問題:原方程的近似解和哪個(gè)函數(shù)的零點(diǎn)是等價(jià)的?
師:引導(dǎo)學(xué)生在方程右邊的常數(shù)移到左邊,把左邊的式子令為f(x),則原方程的解就是f(x)的零點(diǎn)。
生:借助計(jì)算機(jī)或計(jì)算器畫出函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象確定零點(diǎn)所在的區(qū)間,然后利用二分法求解.
(四)、歸納整理,整體認(rèn)識(shí)
在師生的互動(dòng)中,讓學(xué)生了解或體會(huì)下列問題:
(1)本節(jié)我們學(xué)過哪些知識(shí)內(nèi)容?
(2)你認(rèn)為學(xué)習(xí)“二分法”有什么意義?
在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中,還有哪些不明白的地方?