§1.5.3定积分的概念
【学情分析】:
前面两节(曲边梯形的面积和汽车行驶的路程)课程的学习为定积分的概念的引入做好了铺垫。学生对定积分的思想方法已有了一定的了解。
【教学目标】:
(1)知识与技能:定积分的概念、几何意义及性质
(2)过程与方法:在定积分概念形成的过程中,培养学生的抽象概括能力和探索提升能力。
(3)情感态度与价值观:让学生了解定积分概念形成的背景,培养学生探究数学的兴趣.
【教学重点】:
理解定积分的概念及其几何意义,定积分的性质
【教学难点】:
对定积分概念形成过程的理解
【教学过程设计】: 教学环节 教学活动 设计意图 f??i??x?limf??i? 曲边梯形的面积 :S?lim一、?x?0n??ni?1i?1复 习 nn1v??i??t?limv??i? 变速运动的路程:S?lim引 ?t?0n??i?1i?1n入: 归纳解决曲边梯形面积和变速直线运动的共同特征:第一,都通过“四 步曲”——分割、近似代替、求和、取极限来解决问题;第二,最终结果都归结为求同 一种类型的和式的极限。 ?n?n1?? 结合已学的相关知识基础学习新概念。
1.定积分概念 如果函数f(x)在区间?a,b?上连续,用分点 a?x0?x1?L?xi?1?xi?L?xn?b 将区间?a,b?等分成n个小区间,在每个小区间?xi?1,xi?上任取一点?i(i?1,2,L,n),作和式 ?i?1nf??i??x??i?1nb?af??i? n 当n??时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数f?x?在区间?a,b?上的定积分,记作?baf(x)dx,即 二、nbb?af(x)dx?limf??i? 新 an??ni?1 课 2.定积分概念的理解 (1)关于区间?a,b?分法。对区间?a,b?的分割应该是任意的,只要 讲 保证每一小区间的长度都趋向于0就可以了。 (2)关于?i的取法。在定积分的定义中,规定?i是第i小区间上任意 解 取定的点,这主要是考虑到定义的一般性,但在解决实际问题或计算定积??分时,可以把?i都取为每个小区间的左端点或右端点,以便于得出结果。 (3)定积分?baf(x)dx中符号的含义:?叫做积分号,a,b分别叫做积分下限和积分上限,区间?a,b?叫做积分区间,函数f(x)叫做被积函数,x叫做积分变量,f?x?dx叫做被积式。 定积分的值与积分变量用什么字母表示无关,即有 详细剖析新概念,让学生透彻理解。 ?baf(x)dx??f(t)dt??f(u)du。 aabb(4)定积分的含义(与不定积分的区别):?baf(x)dx是一个和式的极限——是一个确定的常数;f(x)dx是f(x)的全体原函数——是函数。 ?
3.定积分的几何意义。 (1)学生在回顾前面两个实例的基础上做出回答: 1.5.1中曲边梯形面积:S?1.5.2?1011f(x)dx??x2dx? 03中汽车在0?t?1这段时间经过的路程:115S??v(t)dt????t2?2?dt? 003(2)探究(课本52页):如何用定积分表示位于x轴上方的两条曲线y?f1?x?,y?f2?x?与直线x?a,x?b围成的平面图形的面积。 例1 利用定积分的定义,计算 结合图形,回忆前两节的两个实例讲解,学生容易接受。 ?10x3dx的值。 (使学生进一步熟悉定积分的定义,熟悉计算定积分的“四部曲”,注意引导学生选取?i(i?1,2,L,n)为特殊点以便于计算。) 4.定积分的基本性质: bb(1)?kf(x)dx?k?f(x)dx (k为常数) aa(2)?[f1(x)?f2(x)]dx??f1(x)dx??f2(x)dx aaabbb(3)?f(x)dx??f(x)dx??f(x)dx (a 四、课 定积分的定义,计算定积分的“四步曲”,定积分的几何意义,定积堂 分的性质。 小 结 练习与测试: (基础题) 1.函数f(x)在?a,bn归纳,小结本节的知识。 ?i上的定积分是积分和的极限,即 ?baf(x)dx?_________________ . 答案:lim??0?f(?)?x ii?1 2.定积分的值只与______及_______有关,而与_________的记法无关 . 答案:被积函数,积分区间,积分变量; 3.定积分的几何意义是_______________________ . 答案:介于曲线y?f(x),x轴 ,直线x?a,x?b之间各部分面积的代数和; 4.据定积分的几何意义(a?b),则 ?badx?________;?xdx?________. abb2?a2答案:b?a , 2(提高题) 5.将和式极限表示成定积分(1). lim ?i?lim?i?1n??n1i1??xdx 0i?1nn?i?xin1(1?2?L?n) n??n211解:lim2(1?2?L?n)?lim2n??nn??n(2). lim??0?fi?1nn2(?i)?xi,其中x0?a?x1?x2?L?xn?b,?i?[xi?1,xi],??Max?xi? bb 解:lim??0?i?1f2(?i)?xi??g(x)dx??f2(x)dx aa 6. 利用定义计算定积分 g(?i)?211dx. x2n?1 解:在[1,2]中插入分点q,q,L,q,典型小区间为[q,q],(i?1,2,L,n) i?1i ii?1i?1i?1小区间的长度?xi?q?q?q(q?1),取?i?q,(i?1,2,L,n) ?i?1nn1i?1f(?i)?xi???xi??i?1q(q?1)??(q?1)?n(q?1) i?1?ii?1qi?1n1n取q?2即q?2, n1n?f(?)?xii?1ni?n(2?1), 1nQlimx(2x?1)?limx???1n12?1?ln2, x???1x1x?limn(2?1)?ln2, n??? 211n11dx?lim??xi?limn(2n?1)?ln2. ??0n??xi?1?i