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高中函数的应用教案

发表时间:2020-11-12

导数在研究函数中的作用。

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。怎么才能让教案写的更加全面呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“导数在研究函数中的作用”,仅供您在工作和学习中参考。

§1.3导数在研究函数中的作用
§1.3.1单调性(1)
目的要求:(1)弄清函数的单调性与导数之间的关系
(2)函数的单调性的判别方法;注意知识建构
(3)利用导数求函数单调区间的步骤
(4)培养学生数形结合的能力。识图和画图。
重点难点:函数单调性的判别方法是本节的重点,求函数的单调区间是本节的重点和难点。
教学内容:
导数作为函数的变化率刻画了函数变化的趋势(上升或下降的陡峭程度),而函数
的单调性也是对函数变化趋势的一种刻画,回忆:什么是增函数,减函数,增区间,减区间。
思考:导数与函数的单调性有什么联系?

函数的单调性的规律:

思考:试结合函数进行思考:如果在某区间上单调递增,那么在该区间上必有吗?

例1.确定函数在那个区间上是增函数,哪个区间上是减函数。

例2.确定函数在那些区间上是增函数?
wwW.JAB88.coM

例3.确定函数的单调减区间。

巩固:
1.确定下列函数的单调区间:

2.讨论函数的单调性:
(1)

小结:函数单调性的判定方法,函数的单调性区间的求法。
作业:
1.设,则的单调减区间是
2.函数的单调递增区间为
3.二次函数在上单调递增,则实数a的取值范围是
4.在下列结论中,正确的结论共有:()
①单调增函数的导函数也是增函数②单调减函数的导函数也是减函数
③单调函数的导函数也是单调函数④导函数是单调的,则原函数也是单调的
A.0个B.2个C.3个D.4个
5.若函数则的单调递减区间为
单调递增区间为
6.已知函数在区间上为减函数,则m的取值范围是
7.求函数的递增区间和递减区间。

8.确定函数y=的单调区间.

9.如果函数在R上递增,求a的取值范围。

§1.3.1单调性(2)
目的要求:(1)巩固利用导数求函数的单调区间
(2)利用导数证明函数的单调性
(3)利用单调性研究参数的范围
(4)培养学生数形结合、分类讨论的能力,养成良好的分析问题解决问题的能力
重点难点:利用图像及单调性区间研究参数的范围是本节的重点难点
教学内容:
1.回顾函数的导数与单调性之间的关系
2.板演求下列函数得单调区间:

扩展阅读

导数在实际生活中的作用


§1.4导数在实际生活中的应用
目的要求:(1)巩固函数的极值与最值
(2)利用导数解决应用题中有关最值问题
例1.在边长为60cm的正方形铁片的四角切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起(如图),做成一个无盖的方底箱子,箱底的边长是多少时,箱底的容积最大?最大容积是多少?

例2.圆柱形金属饮料罐的容积一定时,它的高与底与半径应怎样选取,才能使所用的材料最省?

例3.在如图所示的电路中,已知电源的内阻为,电动势为。外电阻为多大时,才能使电功率最大?最大电功率是多少?
例4.强度分别为的两个光源,它们间的距离为,试问:在连接这两个光源的线段上,何处照度最小?试就时回答上述问题(照度与光的强度成正比,与光源的距离的平方成反比)

例5.在经济学中,生产单位产品的成本称为成本函数,记为;出售单位产品的收益称为收益函数,记为;称为利润函数,记为。
(1)设,生产多少单位产品时,边际成本最低?
(2)设,产品的单价,怎样的定价可使利润最大?

作业
1.函数,当时,的最大值为()
A.B.3C.2D.
2.已知函数,若≥,且,则=()
B.3C.D.1
3.已知函数,且对任意,都有,则=
,的单调性是。
4.若函数是R上的单调递增函数,则m的取值范围是
5.若函数在[-2,1]上的最大值为,则
6.将8分为两正数之和,使其立方和最小,则这两个数分别为
7.已知函数的图象与x轴切于点(1,0)处,则的极大值为
8.某公司生产某种产品,固定成本为20000元,每生产一单位产品,成本增加100元,已知总收益R与年产量x的关系是则总利润最大时,每年生产的产品是
9.若函数有最小值,则c=
10.已知函数在上的最小值为,则=
11.已知函数的图象如右图所示
(其中是函数f(x)的导函数),下面四个
图象中y=f(x)的图象大
致是()

12.已知由长方体的一个顶点引出的三条棱长之和为1,表面积为,求长方体的体积的最小值和最大值。

13.已知圆柱的表面积为定值S,求当圆柱的容积V最大时圆柱的高h的值。
14.半径为的球的内接圆锥的体积最大时高为多少?

15.在曲线上有两点,求弧上点P的坐标,使的面积最大

16.已知等腰三角形的底边,的平分线交对边于,求线段长的取值范围。

17.求点到抛物线的最短距离。

18.某乡政府计划按100元/担的价格收购一种农产品1到2万担,同时以10%的税率征税,若将税率降低x个百分点,预测收购量会增加4个百分点,问如何调整税率,可使总税收最高。

19.已知矩形的两个顶点位于x轴上,另两个顶点位于抛物线y=4-x2在x轴上方的曲线上,求这种矩形中面积最大者的边长.

20.一书店预计一年内要销售某种书15万册,欲分几次订货,如果每次订货要付手续费30元,每千册书存放一年要耗库费40元,并假设该书均匀投放市场,问此书店分几次进货、每次进多少册,可使所付的手续费与库存费之和最少?

21.有甲、乙两城,甲城位于一直线形河岸,乙城离岸40千米,乙城到岸的垂足与甲城相距50千米,两城在此河边合设一水厂取水,从水厂到甲城和乙城的水管费用分别为每千米500元和700元,问水厂应设在河边的何处,才能使水管费用最省?

22.已知某商品生产成本C与产量q的函数关系式为C=100+4q,价格p与产量q的函数关系式为.求产量q为何值时,利润L最大?

23.用总长44.8m的钢条制做一个底面是等腰三角形的直三棱柱容器的框架,如果所制做容器的底面的腰长比底边长的一半长1m,那么底面的底边,腰及容器的高为多少时容器的容积最大?(参考数据2.662=7.0756,3.342=11.1556)
24.已知曲线,在它对应于的弧段上有一点P。
(1)若P点的横坐标为,求过P点的切线的斜率;
(2)若在y轴上的截距为z,求z的最小值
25.如图所示,曲线段OMB是函数轴于A,曲线段OMB上一点处的切线PQ交轴于P,交线段AB于Q,(1)试用表示切线PQ的方程;(2)设△QAP的面积为是单调递减,试求出的最小值;
(3)横坐标的取值范围。

高考数学(理科)一轮复习数在研究函数中的应用学案


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢?小编收集并整理了“高考数学(理科)一轮复习数在研究函数中的应用学案”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。

学案14导数在研究函数中的应用
0导学目标:1.了解函数单调性和导数的关系,能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(多项式函数一般不超过三次).2.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件,会用导数求函数的极大值、极小值(多项式函数一般不超过三次)及最大(最小)值.
自主梳理
1.导数和函数单调性的关系:
(1)若f′(x)0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是______函数,f′(x)0的解集与定义域的交集的对应区间为______区间;
(2)若f′(x)0在(a,b)上恒成立,则f(x)在(a,b)上是______函数,f′(x)0的解集与定义域的交集的对应区间为______区间;
(3)若在(a,b)上,f′(x)≥0,且f′(x)在(a,b)的任何子区间内都不恒等于零f(x)在(a,b)上为______函数,若在(a,b)上,f′(x)≤0,且f′(x)在(a,b)的任何子区间内都不恒等于零f(x)在(a,b)上为______函数.
2.函数的极值
(1)判断f(x0)是极值的方法
一般地,当函数f(x)在点x0处连续时,
①如果在x0附近的左侧________,右侧________,那么f(x0)是极大值;
②如果在x0附近的左侧________,右侧________,那么f(x0)是极小值.
(2)求可导函数极值的步骤
①求f′(x);
②求方程________的根;
③检查f′(x)在方程________的根左右值的符号.如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得________;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得________.
自我检测
1.已知f(x)的定义域为R,f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,则()
A.f(x)在x=1处取得极小值
B.f(x)在x=1处取得极大值
C.f(x)是R上的增函数
D.f(x)是(-∞,1)上的减函数,(1,+∞)上的增函数
2.(2009广东)函数f(x)=(x-3)ex的单调递增区间是()
A.(-∞,2)B.(0,3)
C.(1,4)D.(2,+∞)
3.(2011济宁模拟)已知函数y=f(x),其导函数y=f′(x)的图象如图所示,则y=f(x)()
A.在(-∞,0)上为减函数
B.在x=0处取极小值
C.在(4,+∞)上为减函数
D.在x=2处取极大值
4.设p:f(x)=x3+2x2+mx+1在(-∞,+∞)内单调递增,q:m≥43,则p是q的()
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
5.(2011福州模拟)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处取极值10,则f(2)=________.
探究点一函数的单调性
例1已知a∈R,函数f(x)=(-x2+ax)ex(x∈R,e为自然对数的底数).
(1)当a=2时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2)若函数f(x)在(-1,1)上单调递增,求a的取值范围;
(3)函数f(x)能否为R上的单调函数,若能,求出a的取值范围;若不能,请说明理由.

变式迁移1(2009浙江)已知函数f(x)=x3+(1-a)x2-a(a+2)x+b(a,b∈R).
(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a,b的值;
(2)若函数f(x)在区间(-1,1)上不单调,求a的取值范围.

探究点二函数的极值
例2若函数f(x)=ax3-bx+4,当x=2时,函数f(x)有极值-43.
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若关于x的方程f(x)=k有三个零点,求实数k的取值范围.

变式迁移2设x=1与x=2是函数f(x)=alnx+bx2+x的两个极值点.
(1)试确定常数a和b的值;
(2)试判断x=1,x=2是函数f(x)的极大值点还是极小值点,并说明理由.

探究点三求闭区间上函数的最值
例3(2011六安模拟)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,曲线y=f(x)在点x=1处的切线为l:3x-y+1=0,若x=23时,y=f(x)有极值.
(1)求a,b,c的值;
(2)求y=f(x)在[-3,1]上的最大值和最小值.

变式迁移3已知函数f(x)=ax3+x2+bx(其中常数a,b∈R),g(x)=f(x)+f′(x)是奇函数.
(1)求f(x)的表达式;
(2)讨论g(x)的单调性,并求g(x)在区间[1,2]上的最大值和最小值.

分类讨论求函数的单调区间
例(12分)(2009辽宁)已知函数f(x)=12x2-ax+(a-1)lnx,a1.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)证明:若a5,则对任意x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2,有fx1-fx2x1-x2-1.
多角度审题(1)先求导,根据参数a的值进行分类讨论;(2)若x1x2,结论等价于f(x1)+x1f(x2)+x2,若x1x2,问题等价于f(x1)+x1f(x2)+x2,故问题等价于y=f(x)+x是单调增函数.
【答题模板】
(1)解f(x)的定义域为(0,+∞).
f′(x)=x-a+a-1x=x2-ax+a-1x=x-1x+1-ax.[2分]
①若a-1=1,即a=2时,f′(x)=x-12x.
故f(x)在(0,+∞)上单调递增.
②若a-11,而a1,故1a2时,则当x∈(a-1,1)时,f′(x)0;当x∈(0,a-1)及x∈(1,+∞)时,f′(x)0,故f(x)在(a-1,1)上单调递减,在(0,a-1),(1,+∞)上单调递增.
③若a-11,即a2时,同理可得f(x)在(1,a-1)上单调递减,
在(0,1),(a-1,+∞)上单调递增.[6分]
(2)证明考虑函数g(x)=f(x)+x
=12x2-ax+(a-1)lnx+x.
则g′(x)=x-(a-1)+a-1x≥2xa-1x-(a-1)
=1-(a-1-1)2.
由于1a5,故g′(x)0,
即g(x)在(0,+∞)上单调递增,
从而当x1x20时,有g(x1)-g(x2)0,
即f(x1)-f(x2)+x1-x20,
故fx1-fx2x1-x2-1.[10分]
当0x1x2时,有fx1-fx2x1-x2=fx2-fx1x2-x1-1.
综上,若a5,对任意x1,x2∈(0,+∞),x1≠x2有fx1-fx2x1-x2-1.[12分]
【突破思维障碍】
(1)讨论函数的单调区间的关键是讨论导数大于0或小于0的不等式的解集,一般就是归结为一个一元二次不
等式的解集的讨论,在能够通过因式分解得到导数等于0的根的情况下,根的大小是分类的标准;
(2)利用导数解决不等式问题的主要方法就是构造函数,通过函数研究函数的性质进而解决不等式问题.
1.求可导函数单调区间的一般步骤和方法:
(1)确定函数f(x)的定义域;
(2)求f′(x),令f′(x)=0,求出它在定义域内的一切实根;
(3)把函数f(x)的间断点(即f(x)的无定义点)的横坐标和上面的各实数根按由小到大的顺序排列起来,然后用这些点把函数f(x)的定义区间分成若干个小区间;
(4)确定f′(x)在各个开区间内的符号,根据f′(x)的符号判定函数f(x)在每个相应小开区间内的增减性.
2.可导函数极值存在的条件:
(1)可导函数的极值点x0一定满足f′(x0)=0,但当f′(x1)=0时,x1不一定是极值点.如f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是极值点.
(2)可导函数y=f(x)在点x0处取得极值的充要条件是f′(x0)=0,且在x0左侧与右侧f′(x)的符号不同.
3.函数的最大值、最小值是比较整个定义区间的函数值得出来的,函数的极值是比较极值点附近的函数值得出来的.函数的极值可以有多有少,但最值只有一个,极值只能在区间内取得,最值则可以在端点取得,有极值的未必有最值,有最值的未必有极值,极值可能成为最值,最值只要不在端点必定是极值.
4.求函数的最值以导数为工具,先找到极值点,再求极值和区间端点函数值,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
(满分:75分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2011大连模拟)设f(x),g(x)是R上的可导函数,f′(x)、g′(x)分别为f(x)、g(x)的导函数,且f′(x)g(x)+f(x)g′(x)0,则当axb时,有()
A.f(x)g(b)f(b)g(x)B.f(x)g(a)f(a)g(x)
C.f(x)g(x)f(b)g(b)D.f(x)g(x)f(a)g(a)
2.函数f(x)的定义域为开区间(a,b),导函数f′(x)在(a,b)内的图象如图所示,则函数f(x)在开区间(a,b)内有极小值点()
A.1个B.2个
C.3个D.4个
3.(2011嘉兴模拟)若函数y=a(x3-x)在区间-33,33上为减函数,则a的取值范围是()
A.a0B.-1a0
C.a1D.0a1
4.已知函数f(x)=12x4-2x3+3m,x∈R,若f(x)+9≥0恒成立,则实数m的取值范围是
()
A.m≥32B.m32
C.m≤32D.m32
5.设a∈R,若函数y=eax+3x,x∈R有大于零的极值点,则()
A.a-3B.a-3
C.a-13D.a-13
题号12345
答案
二、填空题(每小题4分,共12分)
6.(2009辽宁)若函数f(x)=x2+ax+1在x=1处取极值,则a=________.
7.已知函数f(x)的导函数f′(x)的图象如右图所示,给出以下结论:
①函数f(x)在(-2,-1)和(1,2)上是单调递增函数;
②函数f(x)在(-2,0)上是单调递增函数,在(0,2)上是单调递减函数;
③函数f(x)在x=-1处取得极大值,在x=1处取得极小值;
④函数f(x)在x=0处取得极大值f(0).
则正确命题的序号是________.(填上所有正确命题的序号).
8.已知函数f(x)=x3+mx2+(m+6)x+1既存在极大值又存在极小值,则实数m的取值范围为________.
三、解答题(共38分)
9.(12分)求函数f(x)=2x+1x2+2的极值.

10.(12分)(2011秦皇岛模拟)已知a为实数,且函数f(x)=(x2-4)(x-a).
(1)求导函数f′(x);
(2)若f′(-1)=0,求函数f(x)在[-2,2]上的最大值、最小值.

11.(14分)(2011汕头模拟)已知函数f(x)=x3+mx2+nx-2的图象过点(-1,-6),且函数g(x)=f′(x)+6x的图象关于y轴对称.
(1)求m,n的值及函数y=f(x)的单调区间;
(2)若a0,求函数y=f(x)在区间(a-1,a+1)内的极值.

答案自主梳理
1.(1)增增(2)减减(3)增减2.(1)①f′(x)0
f′(x)0②f′(x)0f′(x)0(2)②f′(x)=0
③f′(x)=0极大值极小值
自我检测
1.C2.D3.C4.C
5.18
解析f′(x)=3x2+2ax+b,
由题意f1=10,f′1=0,即1+a+b+a2=10,3+2a+b=0,
得a=4,b=-11或a=-3,b=3.
但当a=-3时,f′(x)=3x2-6x+3≥0,故不存在极值,
∴a=4,b=-11,f(2)=18.
课堂活动区
例1解题导引(1)一般地,涉及到函数(尤其是一些非常规函数)的单调性问题,往往可以借助导数这一重要工具进行求解.函数在定义域内存在单调区间,就是不等式f′(x)0或f′(x)0在定义域内有解.这样就可以把问题转化为解不等式问题.
(2)已知函数在某个区间上单调求参数问题,通常是解决一个恒成立问题,方法有①分离参数法,②利用二次函数中恒成立问题解决.
(3)一般地,可导函数f(x)在(a,b)上是增(或减)函数的充要条件是:对任意x∈(a,b),都有f′(x)≥0(或f′(x)≤0),且f′(x)在(a,b)的任何子区间内都不恒等于零.特别是在已知函数的单调性求参数的取值范围时,要注意“等号”是否可以取到.
解(1)当a=2时,f(x)=(-x2+2x)ex,
∴f′(x)=(-2x+2)ex+(-x2+2x)ex=(-x2+2)ex.
令f′(x)0,即(-x2+2)ex0,
∵ex0,∴-x2+20,解得-2x2.
∴函数f(x)的单调递增区间是(-2,2).
(2)∵函数f(x)在(-1,1)上单调递增,
∴f′(x)≥0对x∈(-1,1)都成立.
∵f′(x)=[-x2+(a-2)x+a]ex
∴[-x2+(a-2)x+a]ex≥0对x∈(-1,1)都成立.
∵ex0,
∴-x2+(a-2)x+a≥0对x∈(-1,1)都成立,
即x2-(a-2)x-a≤0对x∈(-1,1)恒成立.
设h(x)=x2-(a-2)x-a
只须满足h-1≤0h1≤0,解得a≥32.
(3)若函数f(x)在R上单调递减,
则f′(x)≤0对x∈R都成立,即[-x2+(a-2)x+a]ex≤0对x∈R都成立.
∵ex0,∴x2-(a-2)x-a≥0对x∈R都成立.
∴Δ=(a-2)2+4a≤0,即a2+4≤0,这是不可能的.
故函数f(x)不可能在R上单调递减.
若函数f(x)在R上单调递增,则f′(x)≥0对x∈R都成立,即[-x2+(a-2)x+a]ex≥0对x∈R都成立.
∵ex0,∴x2-(a-2)x-a≤0对x∈R都成立.
而x2-(a-2)x-a≤0不可能恒成立,
故函数f(x)不可能在R上单调递增.
综上可知函数f(x)不可能是R上的单调函数.
变式迁移1解(1)由题意得f′(x)=3x2+2(1-a)x-a(a+2),又f0=b=0f′0=-aa+2=-3,
解得b=0,a=-3或a=1.
(2)由f′(x)=0,得x1=a,x2=-a+23.
又f(x)在(-1,1)上不单调,
即-1a1,a≠-a+23或-1-a+231,a≠-a+23.
解得-1a1,a≠-12,或-5a1,a≠-12.
所以a的取值范围为(-5,-12)∪(-12,1).
例2解题导引本题研究函数的极值问题.利用待定系数法,由极值点的导数值为0,以及极大值、极小值,建立方程组求解.判断函数极值时要注意导数为0的点不一定是极值点,所以求极值时一定要判断导数为0的点左侧与右侧的单调性,然后根据极值的定义判断是极大值还是极小值.
解(1)由题意可知f′(x)=3ax2-b.
于是f′2=12a-b=0f2=8a-2b+4=-43,解得a=13,b=4
故所求的函数解析式为f(x)=13x3-4x+4.
(2)由(1)可知f′(x)=x2-4=(x-2)(x+2).
令f′(x)=0得x=2或x=-2,
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表所示:
x(-∞,-2)-2(-2,2)2(2,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)单调递增极大值单调递减极小值单调递增

因此,当x=-2时,
f(x)有极大值283,
当x=2时,f(x)有极小值-43,
所以函数的大致图象如图,
故实数k的取值范围为
(-43,283).
变式迁移2解(1)f′(x)=ax+2bx+1,
∴f′1=a+2b+1=0f′2=a2+4b+1=0.解得a=-23,b=-16.
(2)f′(x)=-23x+(-x3)+1=-x-1x-23x.
函数定义域为(0,+∞),列表
x(0,1)1(1,2)2(2,+∞)
f′(x)-0+0-
f(x)单调递减极小值单调递增极大值单调递减
∴x=1是f(x)的极小值点,x=2是f(x)的极大值点.
例3解题导引设函数f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导,求f(x)在[a,b]上的最大值和最小值的步骤:
(1)求函数y=f(x)在(a,b)内的极值.
(2)将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值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.
解(1)由f(x)=x3+ax2+bx+c,
得f′(x)=3x2+2ax+b,
当x=1时,切线l的斜率为3,可得2a+b=0;①
当x=23时,y=f(x)有极值,则f′23=0,
可得4a+3b+4=0.②
由①②解得a=2,b=-4,
又切点的横坐标为x=1,∴f(1)=4.
∴1+a+b+c=4.∴c=5.
(2)由(1),得f(x)=x3+2x2-4x+5,
∴f′(x)=3x2+4x-4.
令f′(x)=0,得x=-2或x=23,
∴f′(x)0的解集为-2,23,即为f(x)的减区间.
[-3,-2)、23,1是函数的增区间.
又f(-3)=8,f(-2)=13,f23=9527,f(1)=4,
∴y=f(x)在[-3,1]上的最大值为13,最小值为9527.
变式迁移3解(1)由题意得f′(x)=3ax2+2x+b.
因此g(x)=f(x)+f′(x)=ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b.
因为函数g(x)是奇函数,
所以g(-x)=-g(x),即对任意实数x,
有a(-x)3+(3a+1)(-x)2+(b+2)(-x)+b
=-[ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b],
从而3a+1=0,b=0,解得a=-13,b=0,
因此f(x)的表达式为f(x)=-13x3+x2.
(2)由(1)知g(x)=-13x3+2x,
所以g′(x)=-x2+2,令g′(x)=0,
解得x1=-2,x2=2,
则当x-2或x2时,g′(x)0,
从而g(x)在区间(-∞,-2),(2,+∞)上是减函数;
当-2x2时,g′(x)0,
从而g(x)在区间(-2,2)上是增函数.
由前面讨论知,g(x)在区间[1,2]上的最大值与最小值只能在x=1,2,2时取得,
而g(1)=53,g(2)=423,g(2)=43.
因此g(x)在区间[1,2]上的最大值为g(2)=423,
最小值为g(2)=43.
课后练习区
1.C2.A3.A4.A5.B
6.3
解析∵f′(x)=(x2+ax+1)′
=x2+a′x+1-x2+ax+1′x+12=x2+2x-ax+12,
又∵x=1为函数的极值,∴f′(1)=0.
∴1+2×1-a=0,即a=3.
7.②④
解析观察函数f(x)的导函数f′(x)的图象,由单调性、极值与导数值的关系直接判断.
8.(-∞,-3)∪(6,+∞)
解析f′(x)=3x2+2mx+m+6=0有两个不等实根,则Δ=4m2-12×(m+6)0,∴m6或m-3.
9.解f′(x)=(2x+1x2+2)′=-2x+2x-1x2+22,由f′(x)=0得x=-2,1.………………(4分)
当x∈(-∞,-2)时f′(x)0,当x∈(-2,1)时f′(x)0,故x=-2是函数的极小值点,故f(x)的极小值为f(-2)=-12;…………………………………………………………………(8分)
当x∈(-2,1)时f′(x)0,当x∈(1,+∞)时f′(x)0,
故x=1是函数的极大值点,
所以f(x)的极大值为f(1)=1.……………………………………………………………(12分)
10.解(1)由f(x)=x3-ax2-4x+4a,
得f′(x)=3x2-2ax-4.…………………………………………………………………(4分)
(2)因为f′(-1)=0,所以a=12,
所以f(x)=x3-12x2-4x+2,f′(x)=3x2-x-4.
又f′(x)=0,所以x=43或x=-1.
又f43=-5027,f(-1)=92,
f(-2)=0,f(2)=0,所以f(x)在[-2,2]上的最大值、最小值分别为92、-5027.………(12分)
11.解(1)由函数f(x)图象过点(-1,-6),
得m-n=-3.①
由f(x)=x3+mx2+nx-2,
得f′(x)=3x2+2mx+n,
则g(x)=f′(x)+6x=3x2+(2m+6)x+n.
而g(x)的图象关于y轴对称,所以-2m+62×3=0.
所以m=-3,代入①,得n=0.…………………………………………………………(4分)
于是f′(x)=3x2-6x=3x(x-2).
由f′(x)0,得x2或x0,
故f(x)的单调递增区间是(-∞,0)∪(2,+∞);
由f′(x)0,得0x2,
故f(x)的单调递减区间是(0,2).…………………………………………………………(8分)
(2)由(1)得f′(x)=3x(x-2),
令f′(x)=0,
得x=0或x=2.
当x变化时,f′(x)、f(x)的变化情况如下表:
x(-∞,0)0(0,2)2(2,+∞)
f′(x)+0-0+
f(x)?
极大值?
极小值?

……………………………………………………………………………………………(10分)
由此可得:
当0a1时,f(x)在(a-1,a+1)内有极大值f(0)=-2,无极小值;
当a=1时,f(x)在(a-1,a+1)内无极值;
当1a3时,f(x)在(a-1,a+1)内有极小值f(2)=-6,无极大值;
当a≥3时,f(x)在(a-1,a+1)内无极值.……………………………………………(12分)
综上得:当0a1时,f(x)有极大值-2,无极小值;
当1a3时,f(x)有极小值-6,无极大值;
当a=1或a≥3时,f(x)无极值.………………………………………………………(14分)

《地理信息技术在区域地理环境研究中的作用》教学设计


《地理信息技术在区域地理环境研究中的作用》教学设计

知识和技能目标?

1.了解遥感的概念和遥感的基本工作过程。

2.了解全球定位系统的概念和基本工作过程。

3.了解数字地球的含义。

4.结合实例?了解遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

5.举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。

6.运用有关资料?了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。

过程与方法目标?

1.学会通过多种途径、运用多种手段收集、整理地理信息?并应用到新课学习中。

2.在生活中发现和体验RS、GIS、GPS技术的应用及带来的变化。

情感态度与价值观目标?

1.通过本节的学习?让学生亲历体验地理信息技术给工农业生产、人们的生活带来的方便?

从而能够更加热爱科学、不断地学习和探索科学知识。

2.能将所学的知识用于实践?利用现代地理科学发展的前沿科学来为社会服务。

本节的《新课程标准》要求是?结合实例?了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。运用有关资料?了解地理信息系统在城市管理中的功能。了解数字地球的含义。

本节内容主要从遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)三个方面介绍地理信息技术?以及在此基础上介绍“数字地球”。由于学生的基础和教学设施条件?以及遥感、全球定位系统、地理信息系统技术本身的复杂性?《地理新课程标准》主要从这些技术的应用出发?让学生了解地理信息技术。在教学时我们可以在课前?先让学生通过互联网及各种媒体搜集有关信息?在此基础上?教师尽可能地运用生活中的实例来讲解这些地理信息技术?有利于学生对知识的体验、理解和巩固。

教学重点和难点?遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境中的应用。

一、联系生活实际?导入新课学习

师?上节课我们布置了一个课外调查题?同学们走访自己的亲朋好友中的驾驶一族?了解他们驾车到一个陌生的城市?最大的烦恼是什么?怎么来解决这个烦恼?

生?学生回答略。

师?根据学生的回答情况?教师引入全球定位系统?GPS?汽车导航。

多媒体视频展示?全球定位系统?GPS?汽车导航。

师?全球定位系统?GPS?是地理信息技术的一种?本节课我们就学习地理信息技术在区域地理环境研究中的应用。

?(在学生课前的走访和初步感知的基础上?运用多媒体技术?再现生活情境?能够激发学生的学习兴趣?增强探究新知的欲望。)?

二、运用信息资料?自主学习探究

师?什么是地理信息技术?

生?地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称?主要包括遥感、全球定位系统和地理信息系统。

师?首先我们学习遥感(RS)。

一?遥感

1.什么是遥感(RS)??

生?遥感是人们在航空器?如飞机、高空气球?或航天器?如人造卫星?上利用一定的技术装备?对地表物体进行远距离的感知。

多媒体显示?图片?“1998年7月27-31日洞庭湖及荆江地区飞机遥感图像”、“1998年8月28日洞庭湖及荆江地区飞机遥感图像”

师:引导学生通过比对图例,比较图1?5a和1?5b?图1?6a和1?6b?图

1?5和1?6?从中提取相关的地理信息。

提问?

①通过两幅图的比较?你认为遥感技术在洪水情况的探测中起了什么作用?

②你能告诉大家从监测的范围、速度?人力和财力的投入等方面看?遥感具有哪些特点吗?

?与实地测绘相比?遥感具有探测范围大“飞得高?探得远”、获得资料速度快、周期短、受地面条件限制少即适应性强“你不行还有我行”等特点?人力、财力投入相对较少。?

③你们小组还能告诉大家更多的遥感应用的实例吗?

各小组分别上台展示收集的有关遥感技术在各行各业应用情况及案例。

2.遥感技术的应用

资料一?大兴安岭森林火灾遥感监测信息问天网2004-10-21内蒙古气象台消息?10月15日?NOAA-16号气象卫星接收到的卫星遥感监测图中?中蒙边境处蒙古境内有一火点。

17日、18日火场上空有云未能监测到。19日14时27分接收到的卫星遥感监测图中?火区已烧入内蒙古阿尔山境内?位置是?119.810E-47.060N。高温区面积约为17.50平方公里。16时的遥感监测图中火区面积有所扩大。19日下午?火场上空4.5级西北风?火势向东南方向蔓延。

另外?锡盟东乌旗与兴安盟科右前旗交界处有一处火点?位置为120.130E-46.560N,高温区面积约为2.2平方公里。

资料二?西安土地管理局用上高科技是否乱占耕地卫星一看便知卫星遥感技术已经运用到政府部门的执法检查当中。目前?西安市土地管理局正在利用卫星遥感资料?来发现和查处土地违法行为。

利用卫星来检查土地执法情况?在西安市已是第二次。卫星遥感照片与通常的高空俯拍照片不同?它的颜色呈现出一种犹如“电视机颜色失真”的样子。具体做法是?拿2000年10月和2001年10月高空卫星所拍摄的两张西安行政区域的照片来进行比较?看哪些地点呈现出颜色变化?是否把耕地变成了建筑。1.5米宽的道路、6亩大小的地块是目前卫星照片所能分辨的最小限度。

西安市土地管理局有关部门同志介绍说?这次检查工作的区域范围是西安市8个区和长安、高陵2个县的新增建设用地?卫星照片上所能辨认出的地面变化大约有200多个点?这些新增建设用地是否符合有关规定?他们正在逐项核查。卫星遥感技术已经运用到政府部门的执法检查当中。目前?西安市土地管理局正在利用卫星遥感资料?来发现和查处土地违法行为。

利用卫星来检查土地执法情况?在西安市已是第二次。卫星遥感照片与通常的高空俯拍照片不同?它的颜色呈现出一种犹如“电视机颜色失真”的样子。具体做法是?拿2000年10月和2001年10月高空卫星所拍摄的两张西安行政区域的照片来进行比较?看哪些地点呈现出颜色变化?是否把耕地变成了建筑。1.5米宽的道路、6亩大小的地块是目前卫星照片所能分辨的最小限度。

西安市土地管理局有关部门同志介绍说?这次检查工作的区域范围是西安市8个区和长安、高陵2个县的新增建设用地?卫星照片上所能辨认出的地面变化大约有200多个点?这些新增建设用地是否符合有关规定?他们正在逐项核查。

?(通过展示师生收集、整理的地理信息?使学生能更直观地理解新知识?提高学生收集、整理信息的积极性?更好地学会在各种有效信息中选择最有价值的信息?学会利用网络资源进行自主学习?并能更好地促使教师从知识的传授者向学生学习的合作者、引导者和参与者?学生发展的促进者角色的转变。

?在区域地理环境研究中,遥感应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。)

3.遥感的主要环节

?利用图表形象讲解遥感工作过程。?

师?我们了解了遥感的工作过程?那我们来看看遥感与传统的研究方法相比有哪些优点呢?传统工作方法遥感技术从点、线实地观测入手?逐渐过渡到面上分析研究。

首先从面上分析研究入手?然后有重点地选择点、线进行野外验证、检查。

?区别传统方法与遥感技术的区别?强调遥感技术的优越性。?

师?在区域地理环境研究中?遥感广泛应用于资源调查?环境监测自然灾害防御等领域。

?二?全球定位系统

师?同学们已经知道刚上课时我们播放的GPS汽车导航视频?就是全球定位系统技术的应用。你们还知道全球定位系统GPS在生活中哪些方面的应用?

资料一?

美科学家将全球定位系统应用于农业?提高效率[2004-06-0809:54]

中国日报网站消息?据最新一期美国《国家地理》杂志介绍?美国国家航空和航天局正将全球定位系统等一系列新技术应用于农业领域?以帮助农民增加产量?提高生产效率。目前正进行的试验之一是“导航者”太阳能无人驾驶飞机?其监控装置可以提供农作物的具体收割时间。此外?全球定位卫星技术可以让农民在使用拖拉机时精确定位他们在田地里的方位。

借助这种精确度可达纬度??厘米、经度??厘米的全球定位系统?农民可以全天候使用机器人拖拉机工作?再也不受日出日落或天气好坏的影响。土壤探测器及其他地面监控设备与全球定位系统结合使用?还可以帮助农民确定需要浇水、施肥或者除草的准确地点。这一系统的另一潜在功能是帮助科学家实时监控火山活动?并跟踪地震前后的地球活动。?来源?新华网?

师?全球定位系统在区域地理环境研究中的应用较为广泛。野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一?全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置?海拔。无论是在飞机上、行驶的汽车和船泊上?还是徒步在野外考察、旅行?只要拥有手机大小的GPS信号接受机?你就能随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标。

师?什么是全球定位系统?它有哪三大部分组成?主要特点是什么?

生?学生回答略。

师?对?这就是全球定位系统?它由空间部分——GPS卫星星座?地面控制部分——地面监控系统?用户设备系统——GPS信号接受机组成。GPS可以为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间?并具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性的特点。

?三?地理信息系统

师?刚才我们一起学习了RS、GPS?了解了它们在区域地理环境中的应用。下面我们一起来做个游戏?开展一个比赛。我们把全班同学分成一大组和一小组?小组同学上讲台利用计算机网络提供的上海地理信息系统?一大组同学利用各自课前准备的上海市城市、交通、旅游等地图?分别合作查找以下地名和相关信息?上海野生动物园、东方明珠、复旦大学、浦东机场…

师?通过刚才的查找和回答?哪个组取胜应该是没有争议了吧?…刚才同学们也亲身体验了?地理信息系统与普通地图相比给我们带来了哪些方便呢??通过两组查找信息的比赛?故意制造不平等的竞争条件?让学生更进一步体会地理信息系统带来的方便、快捷……激发学生学习、探究的兴趣。?

生?

方便、快速、信息量大、直观、……

师?那么?什么是地理信息系统呢?它的简要程序是什么?同学们自学思考。

生?学生回答略。

师?结合课本香港地理信息系统?与学生一起进一步熟悉GIS的工作过程和应用。师生共同讨论回答?课本14页活动题。

?四?地理信息技术和数字地球

师?通过学习和讨论?思考遥感、全球定位系统与地理信息系统他们三者的相互关系?什么是数字地球?

三、课外活动延伸?体验学以致用

多媒体显示?

图文?平顶山120急救中心卫星全球定位系统

2004年09月27日16:01平顶山外宣办平顶山120急救中心卫星全球定位系统让学生课后分小组模拟平顶山120急救中心?查找资料?走访本市的110指挥中心?编写急救案例?体验地理信息技术在实际生活中的应用?并提出建议和改进方案。

?实践活动代替书面作业?既能调动学生的学习积极性?又能使学生体验学以致用的成就感?从而提高学习地理的兴趣。?

以上教学设计体现了以下两方面的特色?

第一?引导学生自主学习、合作学习?让学生真正成为地理学习的主人。学生是地理学习的主人?教师是学习活动的组织者和引导者。无论是课前——搜集、整理资料?课内——展示、分析资料?还是课后——调查使用资料?教师都为学生创设了自主学习、合作学习的情境?让学生在自主学习和合作学习中努力地去发现问题?提出问题?解决问题。

第二?重视信息技术在地理学习中的应用。获取、加工、运用信息的能力不仅是学生学习能力的一部分?也是学生未来生活能力的重要组成。本节课所教学的内容?大部分同学在平时的生活中体会不深?因此?在教学设计中?教师特别注重让学生利用互联网查寻各种相关资料?利用多媒体播放视频资料?展示各种图片、文字资料?增加学生的感性认识?让学生真正体会到地理信息技术在区域地理环境中的应用。

气候在地理环境中的作用


俗话说,凡事预则立,不预则废。教师要准备好教案,这是老师职责的一部分。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,帮助教师在教学期间更好的掌握节奏。您知道教案应该要怎么下笔吗?为满足您的需求,小编特地编辑了“气候在地理环境中的作用”,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

3-1气候在地理环境中的作用
教学设计

1、教学目标:
(1)知识与技能:
了解地理环境的构成要素;理解太阳辐射、大气环流等各气候形成因子对气候的影响;理解气候在地理环境形成和演变中的作用。
(2)过程与方法:
在学习过程中培养学生读图分析问题的能力和从地理现象入手寻求原因的探究能力。
(3)情感态度与价值观:
通过对气候因素关联性的分析,特别是人类活动对气候影响的分析,树立地理环境各要素互相联系的辨证唯物主义观点和正确的环境观。
2、教学重点:气候形成因子分析。
3、教学难点:气候形成因子分析,气候在地理环境形成和演变中的作用。
4、教学方法:采用读图分析、案例分析及学生讨论、探究的方法
5、教学过程:

(阅读课前探索,引导学生从土壤、植被和动物等方面来对比撒哈拉沙漠和我国长江中下游的自然景观差异)
(引言)我们知道,不同的地区,地理环境存在着差异,例如:从我国炎热的华南到温凉的北方,从多雨的东南沿海到干旱的西北内陆,沿途所看到的自然景观都不相同。撒哈拉沙漠和我国长江中下游地区的自然景观为什么存在那么大的差异呢?这是因为组成地理环境的各要素不同,那么地理环境受哪些要素影响?其中,最主要的要素是什么?我们一起来探讨这些问题。

(板书)一、地理环境
(教师引导)地理环境包括自然地理环境和人文地理环境,自然地理环境是指存在于人类社会周围的自然界,人文地理环境是人类在自然地理环境基础上改造形成的、与自然地理环境有着内在联系的、具有地域分布规律的部分人工环境。
(学生活动)列举存在于我们周围的形式各异的物体;在这些物体中,哪些属于自然地理环境?哪些属于人文地理环境?
(出示《深圳世界之窗》和《红树林自然保护区》图片,加强学生对两种地理环境的认识)
(学生探究)以红树林自然保护区为例,说说自然地理环境由哪些要素组成。
(教师点拨)自然地理环境是人类赖以生存和发展的自然基础,气候、水文、地貌、生物、土壤等是其组成要素。
(探索)撒哈拉沙漠和我国长江中下游地区的景观差异为什么如此之大?你认为这主要受哪一个自然地理要素影响造成的?
(板书)二、气候——一种重要的自然地理要素
(一)气候的概念
(学生思考)什么是气候?气候与天气有何区别?
(板书归纳)气候是一个地区长时期内大气的一般状态,是该地经常性天气的综合表现。一地的气候通常用气温和降水的平均值来表现。
(学生思考)为什么各地的气候存在差异?为什么同一地区的气候也经常发生变化?影响气候的因素有哪些?
(板书归纳)
(二)影响气候的因素
太阳辐射——决定气温
大气环流——决定降水
影响气候
下垫面因素
影响气温和降水
人类活动
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,呈现赤道的热带雨林气候和北极的极地气候的降水和气温变化图。
(学生思考)为什么赤道与两极的气候差异如此之大?主要受哪个因素的影响?
(教师启发)出示《非洲大陆气候类型分布图》,启发学生思考:非洲大陆的气候为什么以赤道为中心南北对称分布?
(教师点拨)太阳辐射是地球能量的主要来源,太阳辐射在地球表面不同纬度上分布不均,
使地球上的热量随着纬度的增高而减少,这是造成各地气候出现差异的基本因素。
(板书)1、太阳辐射——造成气候差异的基本因素
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,呈现撒哈拉沙漠的热带荒漠气候和我国长江中下游地区的亚热带季风气候的降水和气温变化图。
(学生思考)为什么撒哈拉沙漠地区和我国长江中下游地区的气候差异如此之大?主要受哪个因素的影响?(教师从气候类型,环流形势和气候特征等方面启发学生思考)
(教师点拨)出示表格:
30N附近大陆西部大陆东部
环流形势终年受副高和信风控制季风环流
气候特征终年炎热干旱冬季寒冷干燥,夏季高温多雨
气候类型热带沙漠气候季风气候

(归纳)大气环流促进了高低纬度之间、海陆之间热量和水分的交换,调整了全球热量和水分的分布。大气环流的状态直接决定着各地的天气过程,也就决定着各地气候的形成。
(板书)2、大气环流——造成气候差异的直接因素
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,以莫斯科和伦敦为例呈现温带海洋性气候和温带大陆性气候的降水和气温变化图。
(学生思考)伦敦与莫斯科的气候有何差异?主要受哪个因素的影响?(教师从地理位置、气候类型、气温日较差、气温年较差和全年降水情况等方面启发学生思考)
(教师点拨)出示表格:
气候类型气温日较差气温年较差全年降水情况
大陆性气候大大较少
海洋性气候小小教多

(归纳)对流层大气中的热量和水分主要来自地面,地面性质的不同直接影响到大气的水热状况乃至运动特征。由于海陆热力性质的差异,海陆水热特征不同,因此形成大陆性和海洋性两种气候类型。
(板书)3、下垫面因素
(1)海陆差异的影响
(教师启发)出示《世界气候类型分布图》,让学生观察澳大利亚西海岸、秘鲁太平洋沿岸、伦敦和马达加斯加岛东侧分别是什么气候类型,思考这些气候类型与所经洋流有何关系。
(教师点拨)洋流对所经地区的气温和降水有着显著影响。暖流有增温增湿的作用,寒流有降温减湿的作用,一般地,暖流经过的地区气候温暖湿润,寒流经过的地区气候寒冷干燥。如:澳大利亚西海岸和秘鲁太平洋沿岸的荒漠环境与沿岸的寒流影响密不可分;伦敦温暖湿润的气候主要受沿岸的西风和暖流的影响而形成。
(板书)(2)洋流的影响

(教师启发)出示《泰山和济南各月气温比较表》,启发学生思考:泰山与济南的气温相差较大的原因是什么?(教师联系对流层气温变化知识启发学生思考)
(归纳)我们知道,陆地上分布着山地、高原、平原和盆地等地形,由于对流层大气的温度随高度升高而降低,因此海拔高的地区气温低于海拔地的地区气温,造成山地不同高度的气候不同,这就是俗话所说的“一山有四季,十里不同天”“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”的道理。
(板书)(3)地形的海拔高度影响
(承转过渡)地形不仅有高度之分,而且有坡向之分,在山的阳坡与阴坡,迎风坡与背风坡,气候也存在着显著的差异。
(播放地形雨的形成动画,引导学生观看动画思考:迎风坡与北风坡的气候有何差异?)
(归纳)坡向对气候的影响表现为:迎风坡上升的湿润气流带来降水,而背风坡下沉气流带来干燥的空气。
(板书)(4)地形的坡向影响
(教师点拨)地形的其他因素,如:地表的物质组成不同,对太阳的反射率不同,从而直接影响到对太阳辐射能的吸收情况,导致地区间热量状况出现差异。(引导学生思考:世界极端最低气温为什么出现在南极大陆?)
(承转过渡)除了以上自然因素对一地的气候产生影响外,随着工业的发展和人类社会的进步,人类活动也对气候产生深远的影响。
(板书)4、人类活动
(学生自主探究)学生阅读课本后,教师引导学生思考并讨论以下问题:
(1)人类主要通过哪些途径向大气释放废热?
(2)人类是怎样改变大气成分的?这样会导致气候如何变化?
(3)人类通过哪些途径改变下垫面性质?这样导致气候如何变化?
(案例研究)学生阅读《上海的“热岛“效应”》,教师引导学生思考以下问题:
1、什么是城市“热岛”效应?哪些因素导致城市“热岛”效应?
2、城市热岛效应会产生哪些影响?
3、利用热力环流的知识画出城市与郊区的环流图。
4、请用热力环流的知识解释城市“热岛”效应对环境的影响,并说说上海市今后的造林重点区应在哪里?
组成自然地理环境的气候、土壤、水文、生物等要素是相互联系、相互影响的。气候是地理环境中的重要组成要素,从25亿年至今,地球的气候处于不停的变化之中。也正是气候的变化,使地球上的水圈、岩石圈、生物圈等得以不断改造,并且经过漫长的演化,最终形成了人类赖以生存的地理环境。可见,气候在地理环境形成和演变中起着至关重要的作用。我们要深刻理解太阳辐射、大气环流、下垫面因素和人类活动对气候的影响,保护地球的大气环境,从而创造一个适宜生物生存的地理环境。

课后查找有关资料,了解在人类历史中,气候经过了哪些变化?气候的每一次变化对地球上的动植物和人类有何影响?