教学目标:
1.通过对一些实例的直观感知,构建平均变化率的概念,并初步运用和加
深理解利用平均变化率来刻画变量变化得快与慢的原理;
2.通过从实际生活背景中构建数学模型来引入平均变化率,领会以直代曲
和数形结合的思想,培养学生的抽象思维与归纳综合的能力,提升学生的数学思维与数学素养;
3.培养学生关注身边的数学,并能从数学的视角来分析问题、解决问题,
体验数学发展的历程,感受数形统一的辨证思想.
教学重点:
会利用平均变化率来刻画变量变化得快与慢.
教学难点:
对平均变化率概念的本质的理解;对生活现象作出数学解释.
教学过程:
一、问题情境
1.问题情境.
法国《队报》网站的文章称刘翔以不可思议的速度统治了赛场.这名21岁的中国人跑的几乎比炮弹还快.赛道上显示的12.94秒的成绩已经打破了12.95秒的奥运会纪录,但经过验证他是以12.91秒的成绩追平了世界纪录,他的平均速度达到了8.52m/s.
某人走路的第1秒到第34秒的位移时间图象如图所示:
观察图象,回答问题:
问题1 从A到B的位移是多少?从B到C的位移是多少?
问题2 从A到B这一段与从B到C这一段,你感觉哪一段的位移变化得较快?
2.学生活动.
案例中,从B到C位移“陡增”,这是我们从图像中的直观感觉,那么如何量化陡峭程度呢?
(1)由点B上升到C点必须考察的大小,但仅注意到的大小
能否精确量化BC段陡峭的程度?为什么?
(2)还必须考察什么量?在考察的同时必须考察.
(3)曲线上BC之间一段几乎成了直线,由此联想到如何量化直线的倾斜程
度?
二、建构数学
(1)一般地,函数在区间上的平均变化率为
注意:平均变化率不能脱离区间而言
(2)平均变化率是曲线陡峭程度的“数量化”,曲线陡峭程度是平均变化
率的“视觉化”.
思考:
(1)若设,即将看作是对于的一个增量,
则在平均变化率为
(2)在平均变化率的几何意义即为区间两端点连线所在直线的
斜率.
三、数学运用
例1 某婴儿从出生到第12个月的体重变化如图所示,试分别计算从出生到
第3个月以及第6个月到第12个月该婴儿体重的平均变化率.
问题(1) 如何解释例1中从出生到第3个月,婴儿体重平均变化率为1
(月)?
问题(2) 本题中两个不同平均变化率的实际意义是什么?
讲评 在不同的区间上平均变化率可能不同.
例2 水经过虹吸管从容器甲流向容器乙,s后容器甲中的水的体积
(单位:cm3),试计算第一个10s内的平均变化率.
问题(1) 例2中解出的平均变化率实际意义是什么?
问题(2) (cm3/s)是否表示10秒内每一时刻容器甲中水的体积减少的速度?
问题(3) 第一个10秒内,甲容器中水的体积的平均变化率为(cm3/s),那么乙容器中的水的体积的平均变化率呢?
讲评:平均变化率可能正可能负也可能为零.
例3 已知函数,分别计算在区间,上函数及的平均变化率.
问题(1) 你在解本题的过程中有没有发现什么?
讲评 一次函数在区间上的平均变化率等于它的斜率.
例4 已知函数,分别计算在下列区间上的平均变化率:
1 ⑤
2 ⑥
3 ⑦
4 ⑧
问题(4) 例4中八个区间的变化导致平均变化率有怎样的变化?这种变化的实际意义和数学意义分别是什么?
四、当堂训练
练习1 回答问题情境中提出的问题:平均速度的数学意义是什么?
练习2 在寓言龟兔赛跑中,从比赛开始到结束的这一段时间(规定有一方到达终点则比赛结束),是乌龟的位移平均变化率大还是兔子的位移平均变化率大?为什么?
练习3 下图中白线是一天内某个股票的走势图,试从平均变化率的角度分析这支股票在下列时间段的涨跌情况.
①09:30至11:00 ②11:00至11:30 ③14:00至14:07 ④14:07至15:00
五、回顾反思
(1)一般地,函数在区间上的平均变化率为.
(2)平均变化率近似的刻画了曲线在某区间上的变化趋势,那么,如何精确的刻画曲线上某一点处的变化趋势呢?
六、布置作业
1.预习第1.1.2节瞬时变化率——导数.
2.课本P7练习2;P16 习题1.1 第1题.
3.下图中记载着刘翔在雅典奥运会110米栏中的比赛数据,试通过计算各个阶段刘翔位移的平均变化率.