安徽省合肥市高中数学 第三章 函数的应用 3.1.2 用二分法求方程的近似解教学实录 新人教A版必修1.docx
安徽省合肥市高中数学第三章函数的应用3.1.2用二分法求方程的近似解教学实录新人教A版必修1
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设计意图
本节课通过二分法求解方程的近似解,帮助学生理解并掌握求解函数零点的方法。结合课本内容,通过实例演示,让学生学会运用二分法解决实际问题,培养学生的数学应用能力。同时,引导学生深入思考,激发学生对数学学习的兴趣。
核心素养目标
培养学生数学抽象思维,通过二分法求解方程的近似解,提高学生逻辑推理能力。引导学生运用数学建模,解决实际问题,增强数学应用意识。同时,培养学生严谨求实的科学态度,提升学生分析问题和解决问题的能力。
重点难点及解决办法
重点:掌握二分法的原理及其应用步骤,能够准确判断函数零点所在区间。
难点:如何确定合适的初始区间,保证二分法的收敛性。
解决办法:
1.重点讲解二分法的定义和基本步骤,通过实例演示,让学生直观理解。
2.引导学生分析函数性质,学会选择合适的初始区间。
3.设置练习题,让学生在操作中掌握二分法的应用,并通过小组讨论,共同解决难题。
4.结合实际应用,让学生体会二分法在解决实际问题中的价值,提高解决实际问题的能力。
教学资源准备
1.教材:确保每位学生都有本节课所需的新人教A版必修1数学教材。
2.辅助材料:准备与二分法相关的图片、图表、函数图像等,用于辅助讲解和演示。
3.多媒体资源:制作包含二分法原理、步骤和实例的多媒体课件,以及相关教学视频。
4.教室布置:设置分组讨论区,方便学生进行小组合作,并准备实验操作台,用于演示二分法在实际问题中的应用。
教学过程
1.导入(约5分钟):
-激发兴趣:展示现实生活中的实际问题,如天气预报中的温度变化、股票市场的价格波动等,提出问题:“如何找到这些变化中的规律?”
-回顾旧知:引导学生回顾函数概念、方程解法等相关知识,为二分法的引入做铺垫。
2.新课呈现(约15分钟):
-讲解新知:详细介绍二分法的定义、原理和基本步骤,强调零点存在定理的重要性。
-举例说明:以简单的函数为例,展示二分法求解方程的整个过程,让学生直观理解。
-互动探究:设置问题,引导学生讨论如何选择合适的初始区间,以及如何判断函数零点的存在性。
3.实例分析(约10分钟):
-教师演示:运用多媒体课件,展示一个实际问题的二分法求解过程,如求解方程\(f(x)=x^2-2x-3=0\)的零点。
-学生跟学:引导学生按照步骤尝试求解,并分析每一步的目的和意义。
4.小组合作(约10分钟):
-分组讨论:将学生分成小组,每组选择一个实际函数,运用二分法求解方程的零点。
-汇报分享:每组派代表汇报求解过程和结果,教师点评并总结。
5.巩固练习(约15分钟):
-学生活动:布置课后练习题,让学生独立完成,巩固对二分法的理解。
-教师指导:巡视课堂,观察学生做题情况,对有困难的学生给予个别指导。
6.课堂小结(约5分钟):
-回顾本节课所学内容,强调二分法的原理和应用。
-提出问题:引导学生思考二分法在其他领域的应用,如物理、工程等。
7.课后作业(约10分钟):
-布置课后作业,要求学生运用二分法求解以下方程的零点:
a.\(f(x)=x^3-6x^2+9x-1\)
b.\(f(x)=e^x-2x-1\)
-要求学生说明解题思路,并对结果进行分析。
教学过程中,教师应根据学生的实际情况调整教学内容和进度,注重培养学生的创新思维和团队协作能力。同时,关注学生的学习反馈,及时调整教学策略,提高教学质量。
知识点梳理
1.二分法的基本概念
-二分法是一种在实数范围内寻找函数零点的数值方法。
-基本思想:不断缩小包含零点的区间,直到达到所需的精度。
2.二分法的适用条件
-函数在闭区间\[a,b\]上连续。
-函数在\[a,b\]上的值异号,即\(f(a)\cdotf(b)0\)。
3.二分法的基本步骤
-判断零点是否存在:检查\(f(a)\cdotf(b)0\),若不满足,则不存在零点。
-计算中点:\(c=\frac{a+b}{2}\)。
-判断零点所在区间:根据\(f(a)\cdotf(c)\)的符号判断零点在\[a,c\]或\[c,b\]区间内。
-重复步骤2和3,直到满足精度要求。
4.二分法的收敛性
-二分法具有局部收敛性,即当初始区间足够小且满足条件时,迭代过程会收敛。
-收敛速度:二分法是一种对数收敛方法,每次迭代区间长度减少一半。
5.二分法的局限性
-收敛速度较慢:对于某些函数,可能需要大量的迭代才能达到所需的精度。
-对初始区间要求较高:初始区间选