第六章 微分中值定理及其应用
教学目的:
1.掌握微分学中值定理,领会其实质,为微分学的应用打好坚实的理论基础;
2.熟练掌握洛比塔法则,会正确应用它求某些不定式的极限; 3.掌握泰勒公式,并能应用它解决一些有关的问题;
4.使学生掌握运用导数研究函数在区间上整体性态的理论依据和方法,能根据函数的整体性态较为准确地描绘函数的图象;
5.会求函数的最大值、最小值,了解牛顿切线法。 教学重点、难点:
本章的重点是中值定理和泰勒公式,利用导数研究函数单调性、极值与凸性;难点是用辅助函数解决问题的方法。
教学时数:14学时
§ 1 中值定理(4学时)
教学目的:掌握微分学中值定理,领会其实质,为微分学的应用打下坚实的理论基础。
教学要求:深刻理解中值定理及其分析意义与几何意义,掌握三个定理的证明方法,知道三者之间的包含关系。
教学重点:中值定理。 教学难点:定理的证明。 教学难点: 系统讲解法。
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一、引入新课:
通过复习数学中的“导数”与物理上的“速度”、几何上的“切线”之联系,引导学生从直觉上感到导数是一个非常重要而有用的数学概念。在学生掌握了“如何求函数的导数”的前提下,自然提出另外一个基本问题:导数有什么用?俗话说得好:工欲善其事,必先利其器。因此,我们首先要磨锋利导数的刀刃。我们要问:若函数可导,则它应该有什么特性?由此引入新课——第六章 微分中值定理及其应用 §1 拉格朗日定理和函数的单调性(板书课题)
二、讲授新课: (一)极值概念:
1.极值: 图解,定义 ( 区分一般极值和严格极值. ) 2. 可微极值点的必要条件: Th ( Fermat ) ( 证 ) 函数的稳定点, 稳定点的求法. (二) 微分中值定理:
1. Rolle中值定理: 叙述为Th1.( 证 )定理条件的充分但不必要性.
2. Lagrange中值定理: 叙述为Th2. ( 证 ) 图解 .
用分析方法引进辅助函数, 证明定理.用几何直观引进辅助函数的方法参阅[1]P157.
Lagrange中值定理的各种形式. 关于中值点的位置. 推论1 函数(证)
在区间I上可导且
为I上的常值函数.
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推论2 函数和在区间I上可导且
推论3 设函数若
在点的某右邻域上连续,在也存在,且有
内可导.
存在,则右导数(证)
但是,
不存在时, 却未必有
不存在. 例如对函数
虽然不存在,但却在点可导(可用定义求得).
Th ( 导数极限定理 ) 设函数内可导. 若极限由该定理可见,若函数数
的连续点,要么是
存在, 则
在点的某邻域内连续,在
也存在, 且( 证 )
在区间I上可导,则区间I上的每一点,要么是导函
的第二类间断点.这就是说,当函数在区间I上不可能有第二类间断点.
在区间I
上点点可导时,导函数
推论4 ( 导函数的介值性 ) 若函数 在闭区间 上可导, 且
( 证 )
Th ( Darboux ) 设函数 为介于
与
在区间 上可导且
. 若
之间的任一实数, 则 对辅助函数
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设, 应用系4的结果. ( 证 )