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高中数学选修1-1《生活中的优化问题举例》教案

高中数学选修1教案 生活中的优化问题举例教案

  高中数学选修1-1《生活中的优化问题举例》教案

  教学目标:

  1.要细致分析实际问题中各个量之间的关系,正确设定所求最大值或最小值的变量 与自变量 ,把实际问题转化为数学问题,即列出函数解析式 ,根据实际问题确定函数 的定义域;

  2.要熟练掌握应用导数法求函数最值的步骤,细心运算,正确合理地做答.

  重点:求实际问题的最值时,一定要从问题的实际意义去考察,不符合实际意义的理论值应予舍去。

  难点:在实际问题中,有 常常仅解到一个根,若能判断函数的最大(小)值在 的变化区间内部得到,则这个根处的函数值就是所求的最大(小)值。

  教学方法:尝试性教学

  教学过程:

  前置测评:

  (1)求曲线y=x2+2在点P(1,3)处的切线方程.

  (2)若曲线y=x3上某点切线的斜率为3,求此点的坐标。

  【情景引入】 生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为优化问题.通过前面的学习,我们知道,导数是求函数最大(小)值的有力工具.这一节,我们利用导数,解决一些生活中的优化问题

  例1.汽油的使用效率何时最高

  材料:随着我国经济高速发展,能源短缺的矛盾突现,建设节约性社会是众望所归。现实生活中,汽车作为代步工具,与我们的生活密切相关。众所周知,汽车的每小时耗油量与汽车的速度有一定的关系。如何使汽车的汽油使用效率最高(汽油使有效率最高是指每千米路程的汽油耗油量最少)呢?

  通过大量统计分析,得到汽油每小时的消耗量 g(L/h)与汽车行驶的平均速度v(km/h)之间的函数关系g=f(v) 如图3.4-1,根据图象中的信息,试说出汽车的速度v 为多少时,汽油的使用效率最高?

  解:因为G=w/s=(w/t)/(s/t)=g/v

  这样,问题就转化为求g/v的最小值,从图象上看,g/v

  表示经过原点与曲线上点(v,g)的直线的斜率。继续观察图像,我们发现,当直线与曲线相切时,其斜率最小,在此点处速度约为90km/h,从树枝上看,每千米的耗油量就是途中切线的斜率,即f’(90),约为0.67L.

  例2.磁盘的最大存储量问题

  【背景知识】计算机把数据存储在磁盘上。磁盘是带有磁性介质的圆盘,并有操作系统将其格式化成磁道和扇区。磁道是指不同半径所构成的同心轨道,扇区是指被同心角分割所成的扇形区域。磁道上的定长弧段可作为基本存储单元,根据其磁化与否可分别记录数据0或1,这个基本单元通常被称为比特(bit)。

  为了保障磁盘的分辨率,磁道之间的宽度必需大于 ,每比特所占用的磁道长度不得小于 。为了数据检索便利,磁盘格式化时要求所有磁道要具有相同的比特数。

  问题:现有一张半径为 的磁盘,它的存储区是半径介于 与 之间的环形区域.

  是不是 越小,磁盘的存储量越大?

  为多少时,磁盘具有最大存储量(最外面的磁道不存储任何信息)?

  解:由题意知:存储量=磁道数×每磁道的比特数。

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