1、任何涉及到时间的瞬时变化率、空间的逐点变化率,都是导数的应用;
2、具体而言,只要涉及到比值的物理量,都存在导数的运用。
例如:
速度、角速度、加速度、角加速度、功率、压强、电流强度、电动势、
比热、压缩系数、膨胀系数、、、、、、、、
3、在任何自然学科、工程学科、经济学科、人文学科、、、、处处都是运用,
写上一千万本书,也是冰山一角。
4、微积分在几百年前就已经非常成熟了,我们对微积分的理论建立,没有一丝
半毫的贡献。庞大的现代数学、科学、工程、经济理论的建立,与我们毫不
相干。一切的一切,我们只是学习别人的理论,迄今依然到处充满歪解。
5、导数的学习、运用,在英美是从初中开始的。比我们的高三学生学的内容要
深、广很多;他们的高中课程是我们大一大二的内容。
6、楼主的问题,是被教师忽悠了。这完全谈不上是论文,至多只是初中生的读书
心得。夸张成论文,显示出的是出题教师的低劣,是对学生的智力的毁灭。这
种教师,百分之一百万是滥竽充数、害人子弟的货色!
为有这样的教师,感到悲哀,感到愤怒!
为可怜的学生,感到绝望!
函数的导数表示函数在一点处(瞬时)随自变量变化快慢的程度。利用它,可以直接研究函数及其图像在一点处的变化性质(例如瞬时速度、切线斜率等)。为了应用导数研究函数在区间上的变化性质,先要熟悉微分学的中值定理。
1. 中值定理
微分学中有费马引理、罗尔定理和拉格朗日中值定理。
拉格朗日定理 如果函数 满足:
(ⅰ)在闭区间 , 上连续;
(ⅱ)在开区间 , 内可导,
则在 , 内至少存在一点 ,使
或
由图3容易理解,当函数 满足(ⅰ)、(ⅱ),即 是条连续曲线并且在 , 内的每点处有切线时,那么在曲线上(只要把弦AB平行移动)至少有一点P(在图中是 ),使得曲线在该点处的切线与弦AB平行,也就是说,P点处的切线斜率 和弦AB的斜率 相等。
需要注意的是,拉格朗日定理并没有给出求 值的具体方法,它只是肯定了 值的存在,并且至少有一个。如图3中的函数 ,在 , 有 与 两个。拉格朗日定理的意义是:建立了函数 在区间 , 上的改变量 与函数在区间 , 内某一点 处的导数之间的关系,从而为用导数去研究函数在区间上的性质提供了理论基础。
2. 用导数研究函数的性质
为了使论述方便,我们将使用记号 和 ,它们分别表示开区间 , 和闭区间 , 。
现在我们利用导数来研究函数的单调性。设函数 在 上连续,在 上可导。如果函数 在 上单调增加,那么,它的图形是一条沿 轴正向上升的曲线,如图(a)所示,这时曲线上各点的切线斜率大于等于零( );如果函数 在 上单调减少,那么,它的图形是一条沿 轴正向下降的曲线,如图(b)所示,这时曲线上各点的切线斜率小于等于零( )。由此可见,函数的单调性与其导数的符号有着密切的联系。
反过来,我们是否可以有导数的符号来判定函数的单调性呢?
一阶导数的符号
在 上任取两点 、 ,其中 < ,在区间[ , ]上应用微分中值定理,得到
( < < )
有上式可见,若 , ,就有 ,于是 , , 在区间 上单调递增。同理可以说明 在区间 上单调递减。
由此我们可以归纳出函数单调性的判别法。
设 在区间 上连续且在区间 上可导,则
(1) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递增函数;
(2) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递减函数。
(3) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为常数。
此外,导数的绝对值告诉我们变化率的大小。当 绝对值较大时,函数曲线就陡峭一些; 绝对值较小时,函数曲线就平坦一些。记住这些,你就可以从一个函数的导数情况判断出函数的一些性态。
曲线的上下凹性
设 在某一区间内可微,一阶导数告诉我们,如果在某一区间内 ,那么 在该区间式递增的;
如果在某一区间内 ,那么 在该区间式递减的。
如果 在某一区间内递增,则它的函数曲线向上弯曲或称为上凹,如果 在某一区间内递减,则它的函数曲线向下弯曲或称为下凹。当 向上弯曲时,曲线切线的斜率随着 增加而增加,如图所示;当 向下弯曲时,曲线切线的斜率随着 增加而减少,
点 为函数 的拐点,即函数曲线在区域内点 的左边向上凹,在点 的右边向下凹,它是曲线由向上凹变为向下凹的分界点。
二阶导数的符号
函数曲线的向上凹或向下凹、曲线的拐点可以用函数的二阶导数来确定。
设 在区间 上连续且在区间 上可导,则
(1) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递增函数,函数曲线上凹;
(2) 如果函数 在区间 上满足 ,则函数 在区间 为递减函数,函数曲线下凹。
局部极值性
我们说 在点 达到极大值,指的是在 的领域内 为最大,如图所示。 在点 处达到极大值,虽然 = 在整个图像中不是最大,它只是在点 领域内为最大,另一个最大值是B= ,它只是函数在区间[ , ]端点 的函数值,而 = 则是整个图像的最大值。
同样, 在点 达到极小值,指的是在 的领域内 为最小,如图所示。 在点 处达到极小值,虽然 = 在整个图像中不是最小,它只是在点 领域内为最小,另一个最小值是A= ,它只是函数在区间[ , ]端点 的函数值,而 = 则是整个图像的最小值。
函数的极大值和极小值概念是局部性的。如果 是函数 的一个极大值(或极小值),那只是就点 附近一个局部范围来说, 是函数 的一个极大值(或极小值),如果就函数 整个定义域来说, 不见得是函数 极大值(或极小值)。
我们在微分中值定理一节曾经提到,如果函数 可导,并且点 是它的极值点,那么点 必定是它的驻点,但是函数的驻点未必是它的极值点。如函数 ,点 =0是它的驻点,但是在 内函数 是单调增加的,所以点 =0不是它的极值点,可见,函数的驻点只是可能的极值点。此外,函数在它不可导点处也可能取得极值,如函数 在点 =0处不可导,但是在该点取得极小值。
最大值与最小值
在前面讨论极值的基础上我们进一步讨论函数在一个区间上的最大值与最小值的求法。最大值与最小值的应用很广泛,人们做任何事情,小到日常用具的制作,大至生产科研和各类经营活动,都要讲究效率,考虑怎样以最小的投入得到最大的产出,这类问题在数学上往往可以归纳为求某一函数在某个区间内的最大与最小值的问题。
现在设函数 在闭区间 , 上连续,在开区间 , 可导,根据闭区间上连续函数的性质可知,函数 在闭区间 , 的最大值、最小值必定存在;其次,如果最大值或最小值在开区间 , 内的某一点 取得,那么这个最大值或最小值 必定是函数 的一个极大值或极小值。于是,点 必定为函数 的驻点;最后,函数 的最大值或最小值也可能是在 或 处取得。我们通过一个例子来看一看最大值或最小值的求法过程。
例5 求函数 在闭区间 , 上的最大值与最小值。
数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。下文是我为大家搜集整理的关于数学论文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅谈提高课堂的有效性思维的策略
有效的课堂教学是通过课堂教学活动,让学生在认知和情感上均有所发展。从事小学数学教学的过程中,对于其有效性有以下几点思考:
一、重视情境创设充分调动学生有效的学习情感
构建良好的师生关系,调动有效的学习情感,对于维持学生的学习兴趣和注意力至关重要。调动有效的学习情感,既能培养学生的学习信心,调动其学习的主动性,又能切实提高课堂教学的有效性。
在情境创设中,应注意以下几点:
1、情境创设应目的明确
每一节课都有一定的教学任务。情境的创设,要有利于学生数学学习,有利于促进学生认知技能、数学思考、情感态度、价值观等方面的发展。所以,教学中既要紧紧围绕教学目标创设情境,又要充分发挥情境的作用,及时引导学生从情境中运用数学语言提炼出数学问题。如果是问题情境,
提出的问题则要具体、明确,有新意和启发性,不能笼统地提出诸如“你发现了什么”等问题。?
2.教学情境应具有一定的时代气息
作为教师,应该用动态的、发展的眼光来看待学生。在当今的信息社会里,学生可以通过多种 渠道 获得大量信息,教师创设的情境也应具有一种时代气息,让他们学会关心社会,关心国家发展。如教学《百分数的应用》,
创设了中国北京申奥成功的情境:出示第二轮得票统计图(北京56票,多伦多22票,巴黎18票,伊斯坦布尔9票)请学生根据统计图用学的百分数知识来提出问题,解决问题。?
3.情境的内容和形式应根据学生的生活 经验 与年龄特征进行设计?
教学情境的形式有很多,如问题情境、 故事 情境、活动情境、实验情境、竞争情境等。情境的创设要遵循不同年龄 儿童 的心理特征和认知规律,要根据学生的实际生活经验而设计。对低、中高年级的儿童,可以通过讲故事、做游戏、直观演示等形式创设情境,而对于高年级的学生,则要创设有助于学生自主学习、合作交流的问题情境,用数本身的魅力去吸引学生。?
二、深钻教材,确保知识的有效性。
知识的有效性是保证课堂教学有效的一个十分重要的条件。对学生而言,教学知识的有效是指新观点、新材料,他们不知不懂的,学后奏效的内容。教学内容是否有效和知识的属性以及学生的状态有关。第一,学生的知识增长取决于有效知识量。教学中学生知识的增长是教学成败的关键。第二,学生的智慧发展取决于有效知识量。发展是教学的主要任务,知识不是智慧,知识的迁移才是智慧。在个体的知识总量中并不是所有的知识都具有同样的迁移性,而是其中内化的、熟练的知识才是可以随时提取,灵活运用,这一部分知识称为个体知识总量中的有效知识,是智慧的象征。第三,学生的思想提高取决于有效知识量。这种知识是指教学中学生获得的、融会贯通深思熟虑的、实在有益的内容,即有效知识。第四,教学的心理效应取决于有效知识量。通过对知识的获取产生愉悦的心理效应,才能成为活动的原动力和催化剂。
三、探究有效的学习过程。
课堂教学的核心是调动全体学生主动参与学习全过程,使学生自主地学习、和谐地发展。学习过程是否有效,是课堂教学是否有效的关键。学生是学习的主体,但我们也不得不承认,处于成长发展中的小学生,是不成熟的学习主体。由于受年龄、经验、知识、能力的限制,他们提出问题、分析问题的能力毕竟是有限的。因此,只有发挥教师作为组织者、引导者、点拔者的作用,才能发挥学生的主体性、主动性,让学生学会学习。尤其在学生疑难处、意见分歧处,或在知识、 方法 归纳概括时,更要及时加以点拔指导。
有效的学习过程还可以通过游戏实施。小学生注意的特点是无意占优势,尤其是低年级往往表现出学前儿童所具有的那种对游戏的兴趣和足劲要求,他们能一连几小时地玩,却不能长时间地一动不动地坐在一个地方。新课程要求“面向每一个学生,特别是有差异的学生”。因此针对差异性,可以实施分层教学策略,最大限度地利用学生的潜能实施教学过程分层,放手让学生独立思考,展示学生个性,从而使每一个学生都得到发展。使数学课堂教学真实有效。
四、联系生活实际,创设有效的生活情境
创设有效的生活情境是提高课堂教学有效性的重要条件。《数学课程标准》指出:“力求从学生熟悉的生活情景与童话世界出发,选择学生身边的、感兴趣的数学问题,以激发学生学习的兴趣与动机,使学生初步感受数学与日常生活的密切联系。”数学教学中,教师要不失时机创设与学生生活环境、知识背景密切相关的,又是学生感兴趣的学习情景,使学生从中感悟到数学的乐趣,产生学习的需要,激发探索新知识的积极性,主动有效地参与学习。
在创设生活教学情境时,一要选取现实的生活情境。教师可直接选取教材中提供的学生熟悉的日常生活情境进行加工或自己创设学生感兴趣的现实生活素材作为课堂情境。二要构建开放的生活情境。教师要对课内知识进行延伸与拓展,将抽象知识学习过程转变为实践性、开放性的学习过程,引导学生发现问题,大胆提出猜想,不断形成、积累、拓展新的数学生活经验。要创设多元的生活情境。
可以通过对学生生活及兴趣的了解,对教学内容进行二次加工和整合,再次创设生活情境。真正实现课的导入“生活化”——教学的导入仿佛是优美乐章的“序曲”;例题教学“生活化”——例题教学是优美乐章的主旋律;知识运用“生活化”——综合运用知识的能力仿佛是动听的“交响乐”。
生产和生活实际是数学的渊源和归宿,其间大量的素材可以成为数学课堂中学生应用的材料。
要做有心人,不断为学生提供生活素材,让生活走进课堂。真正让文本的“静态”数学变成生活的“动态”数学。要让学生觉得数学不是白学的,学了即可用得上,是实实在在的。这样的课堂教学才是有效的。
五、注重教学 反思 ,促进课堂教学质量
记得有人说过“教无定法,教学是一门遗憾的艺术”。因为我们的教师不是圣人,一堂课不会十全十美。所以我们自己每上一节课,都要进行深入的剖析、反思,对每一个教学环节预设与实际吻合、学生学习状况、
调控状况、课堂生成状况等方面认真进行 总结 ,找出有规律的东西,在不断“反思”中学习。我们反思的主要内容有:思考过程、解题思路、分析过程、运算过程、语言的表述、教学的思想方法进行反思等。以促进课堂教学质量,教学效果也一定会更好。
教学作为一种有明确目的性的认知活动,其有效性是广大教师所共同追求的。无论课程改革到哪一步,“有效的课堂”是我们
永恒的追求。我们要在新课程理念指导下,在发挥学生主体作用的前提下,改革课堂教学模式,提高课堂教学实效。
试谈高中数学学习能力型问题和创新能力型问题
随着数学课程教材和考试评价改革的深入开展,提高学生能力的问题越来越引起人们的重视,被提到了重要的地位。为了进一步提高数学学习的质量,有必要对能力问题开展进一步的研究。在数学 教育 领域内,一般能力通常包括学习新的数学知识的能力、探究数学问题的能力、应用数学知识解决实际问题的能力和数学创新能力,提高这些能力将大大推动学生素质的提高。为此我们结合数学教学和考试命题的实践,有必要对数学教育中如何提高一般能力进行初步的探索,因此,我对高中数学学习能力型问题与创新能力型问题的差异进行了分析,给高中学生以予参考。
一、如何理解学习能力型问题
1.学习能力型习题的特点
(1)内容新。
学习能力型习题中常常出现过去没有学习过的新的概念、定理、公式或方法,要求学生通过自己学习以后,理解这些概念、定理、公式或方法,并且能运用它们解决有关的问题。
(2)抽象性。
这里新的概念、定理、公式或方法的叙述通常比较简略,比较抽象,没有解释性和说明性的语言,需要学生自己去仔细揣摩、领会和理解。与平时在课堂里教师指导下学习新知识有很大的区别,没有教师的讲解、举例和解说,没有许多感性的内容,比较抽象和概括,对学生的独立学习能力和 抽象思维 能力要求较高。因此学生解这类问题往往感到很困难。
(3)学了就用。
这里学习新知识的时间很短,要求通过阅读很快就能理解新的概念、定理、公式和方法,并能立即运用它们解决有关的问题,不举例题,没有模仿的过程。因此对学生思维的敏捷性和独创性要求较高。
2. 解学习能力型习题的步骤
(1)阅读理解
首先通过阅读理解题意,理解题目所包含的新的概念、定理、公式或方法的本质:这里分为两步:1、字面理解:要求读懂其中每一个 句子 的含义。2、深层理解:要求深入理解新的概念的本质属性,分清新的定理和条件和结论,理解新的方法的关键等。
(2)运用
在理解新的概念、定理、公式或方法的基础上,运用它们解决有关的问题。
3.如何提高解学习能力型问题的能力
(1)平时学习时要注意培养独立学习的能力
同于学习能力型问题包含新的概念、定理、公式或方法,在解题时要求通过自己独立学习,理解这些新的概念、定理、公式或方法,在此基础上,运用它们解决有关的总是因此要能顺利地解决这类问题必须有较强的独立学习能力。在平时学习时要培养自己预习的习惯,在上新课之前,自己先预习,尽量通过自己独立学习掌握新的知识,而不依赖教师的讲解。
(2)重视提高阅读理解能力
这里非常重要的就是阅读理解能力。例如学习一个新的概念,题目中只给出名称和抽象的定义,要求通过阅读概念的定义,理解概念的本质,这就对阅读理解能力提出较高的要求。首先要求学生具备一定的语文和数学的基础知识,对定义中的词和句子能有正确的理解,再进一步能根据概念的定义辨别正例和反例,并能具体运用概念。
论小学数学教学中培养学生学习兴趣的途径
数学领域是一片五彩缤纷、任人驰骋的天地,要想学好数学,需要好奇心、学习兴趣、思维能力和创造意识。而"学习的最好刺激乃是对所学学科的兴趣"(美国心理学家布鲁纳)。教师要设法使学生对数学学习产生浓厚的兴趣,只有让学生在学习的过程中体会到愉悦和快乐,才能够激发他们的学习欲望,才能够很好的进行学习。
一、精心设计课堂导入环节
课堂教学的导入虽仅占几分钟或几句话,但它是教学过程的重要环节,负有酝酿情绪、集中学生注意力、渗透主题和带入情境的任务,新课的导入要像磁石一样,牢牢地吸引学生的注意力,使学生强烈的求知欲望和高涨的学习热情,为课堂教学营造良好的学习氛围。因此一节课导入的好坏直接关系到学生的学习效果。导入的方法很多,可以讲故事、猜 谜语 ,也可以做游戏、听音乐,甚至简单的一个设问,都可以导入新课。如在教学能被2、3、5整除数的特征时,教师先写几个较大的数,让学生判断这些数能否被2、3、5整除,所有学生都无法完成这个任务,然后反过来,教师让学生报数,教师来进行判断,无论数多大均能很快并很正确地判断出来。
学生被老师这种"未卜先知"、"料事如神"的本领吸引住了,这时教师引导:"你们写的数那么大,老师根本没有除,为什么能很快判断出它们能不能被2、3、5整除呢?因为这里有一个诀窍,如果你们也掌握了这个知识的诀窍,那么你们也可以像老师一样,不用具体去除,就能迅速判断,你们想学不想学?"短时间内的几句话就把学生的兴趣和求知欲激发起来了,这样就为上好这节课提供了良好的心理品质,变学生"要我学"为"我要学",充分调动了学生学习数学的积极性和主动性。整个教学过程学生学得积极、主动。
二、利用直观教具的演示
教师利用多媒体教学能使学生直观认识新知识,更容易接受新知识。因为小学生好奇心特别强,而且抓住小学生对动画片痴迷这一特点,把他们兴趣引到课堂中往往得到满意的效果。如在教学《长方形周长计算》时,教师利用多媒体设计了龟兔赛跑的动画,把这个小故事制成几张幻灯片,其中设置了小乌龟跑的路线的动画效果,学生聚精会神,对小乌龟的一举一动都产生了一丝不苟地观察,并产生了无可估量的兴趣,因此在兴趣中轻松地解决了教学的重点和难点。
教师还可以利用 简笔画 、画图示例等直观教学吸引学生。简笔画教学是教师的教学基本功之一,如果能充分发挥教师这一特长,也能调动学生的学习兴趣,因为每个小孩生来就有着爱画画的本性,在教学过程中,学生对一笔代过的简笔画非常感兴趣,把这一兴趣潜移默化到教学实例中,同样能使学生在愉快氛围中获取知识。如教学《10以内的加减法》时,教师把小鸡和母鸡简笔画描到黑板上,让学生数出小鸡和母鸡的只数,再提出所要完成的问题,学生联系实例在兴趣盎然中会给得到惊喜的答案。
教学中,教师合理地运用教学模型,采用视想结合,不仅能开拓学生思维,更重要的是引导学生迅速进入教学情景,诱发学生学习兴趣。除了利用电化设备,在教学中还可以运用模型,灵活、广泛的进行直观教学。如教学《图形的认识》时,运用一些模型教具,让学生亲手摸一摸、看一看,调动学生的兴趣,而且能把抽象的几何内容转化为实物,使学生学起来简单易理解,并且提高学习兴趣。
三、培养学生的动手能力
在教学活动中让学生亲自动手操作,既能满足他们好动的要求,又能在愉悦中获取知识。学生理解和掌握知识总是以感性认识为基础,感性认识丰富,表象清晰,理解就深刻。因此,教学中让学生动手操作,独立探索,会极大地激发学生的求知欲和学习兴趣。小学生的思维以具体形象为主,在知识的构建过程中,教师应根据小学生的认知特点和数学知识本身的特点,有意识地设置学生动手操作的情境,使课堂处于一种积极探索的有序状态。例如在《圆的认识》教学中,课前教师给学生准备好硬纸、尺子、剪刀、圆规等学习用具,在授课时教师给学生亲自动手画圆,剪圆,量圆的半径和直径,并且在不同的圆里找出的异同点,通过学生动手,教师的点拨,把圆的特点知识在兴趣中获取。再如,在教学《平均分》时,教师是这样做的:(1)出示问题:"把6个桃子分成2份,可以怎样分?"(2)学生通过自己动手操作得出了三种答案:"5和1","4和2","3和3"。(3)让学生再观察,哪种分法最公平?学生稍加思考便知道"3和3"两份一样多,老师顺势引入"平均分"这一课题。学生通过参加分苹果的实际操作过程,极大地提高了对该教学内容的学习兴趣。
在课堂上,通过学生的动手操作,不折不扣地让学生去摆一摆、折一折、分一分、称一称、量一量、摸一摸、数一数、涂一涂、拼一拼,有利于突破教学的重点、难点,有利于减轻学生负担,有利于激发学生的兴趣,使学生主动积极地参与学习,发展了学生的能力,提高了教学效果。
四、灵活多变的课堂形式
通过创设多变的教学情境,充分调动学生积极参与的情感,既给学生带来了成功的喜悦,又使学生在轻松、愉快的数学活动中提高了计算能力和应用能力。如教师在《多位数乘一位数复习课》中设计了一个到智慧岛游玩的环节自始至终贯穿于整个复习课。一开始是到了智慧岛需要买门票,只要你算对了老师出的题目以后,就可以得到一张门票(下一个环节里用到的题卡),这样,可以激发学生进一步学习的欲望。当学生拿到题卡以后,进行计算的练习。当学生全部计算正确以后,就会得到一颗智慧星,这样设计,提高了学生学习的兴趣。然后老师出了几棵小树,上面是错误的计算题,让学生给生病的小树治病,治好病以后会进入下一个环节,利用两组灯笼间数的规律,通过计算,把剩余的灯笼"点亮",再一次进行了计算练习,同时结束智慧岛之游,使整节课的设计前后连贯,有始有终。
在教学中,根据教学内容,设计各种各样的游戏活动进行教学,使学生在喜悦中理解和掌握知识。如教学"8个和第8个",让小朋友手里拿着红花,先让他们从小到大排列,再从大到小排列。让8个小朋友向前走一步,再比第8个小朋友向后退一步,从而使学生区分8个和第8个的含义。请前面的7个小朋友坐下,再让第7个小朋友举起红花。又如教学"小明有9元,买笔用去4元,买本子用去2元。小明还剩多少钱?"设计了这样的一个游戏,讲台上面摆放着笔和本子,并标上价钱,请一个学生扮演售货员,一个学生扮演小明,并且手里有9元,游戏开始了,请同学们读题目。第一次买笔售货员找回5元给小明,这时,老师就问小明还要买什么东西,同学们异口同声地说:"买本子。"第二次售货员找回3元。通过这样教学,学生很快列出正确的算式。让学生身临其境,培养学生分析应用题数量关系的能力,又正确掌握解题思路。
兴趣是最好的老师,只有在教学中激发了学生的学习兴趣,才能更好地发挥学生的主体性,促进学生自主地学习。只有充分培养学生学习数学的热情,才能激发学生学习数学的兴趣,提高课堂学习效率。
微积分在不等式中的应用
[摘要]本文应用微积分讨论了一些不等式的解法和证明,进一步揭示了微积分作为一种实用性很强的数学方法和工具,在求解不
等式中的作用。
[关键词]微积分高等数学不等式
不等式是数学研究的一个基本问题,是属于初等数学的重要内容。
不等式的证明方法多种多样,初等数学中常用的方法有恒等变形,使用
重要不等式,用数学归纳法等,这些方法往往需要极高的技巧和超强的
变形能力。
微积分是高等数学的核心,微积分思想方法是高等数学乃至整个
数学的典型方法,微积分思想方法的引入为解决不等式证明的难题找
到了突破口,用这来解不等式可使解题思路变得简单。下面就通过实例
分析微积分在证明不等式中的应用。
1、用导数的定义证明不等式
例1.设f(x)=a1sinx+a2sin2x+…+ansinnx,已知f(x)≤sinx,
求证:a1+2a2+…+nan≤1。
证明:方法1:因为f(0)=0,
由已知f
(x)-f(0)
x-0≤
sinx
x(
x≠0)
∴lim
x→0
f(x)-f(0)
x-0≤
1圯f'(0)≤1
即a1+2a2+…+nan≤1。
导数的定义是微积分的基础,此题还可运用两个重要极限及变形
进行证明。
方法2:由f(x)≤sinx,得f
(x)
x≤
sinx
x(
x≠0),即
a1s
inx
x+
a2s
in2x
x+
…+ans
innx
x≤
sinx
x
两端同时取x→0时的极限得
lim
x→0
a1s
inx
x+
a2s
in2x
x+
…+ans
innx
x≤
lim
x→0
sinx
x
由重要极限及其变形知:lim
x→0
sinkx
x=
k
∴a1+2a2+…+nan≤1,证毕。
2、利用函数的单调增减性
定理1:设函数y=f(x)在[a,b]上连续,在(a,b)内可导
(1)若在(a,b)内,f'(x)>0,那么函数y=f(x)在[a,b]上单调增加;
(2)若在(a,b)内,f'(x)<0,那么函数y=f(x)在[a,b]上单调减少。
由定理1我们总结出运用单调性证明不等式的一般方法与步骤:
(1)移项,使不等式一端为“0”,另一端即为所作的辅助函数f(x);
(2)求出f'(x),并判断f(x)在指定区间的增减性;
(3)求出区间端点的函数值,作出比较即得所证。
例2.设b>a>0,证明:lnb
a>
2(b-a)
a+b。
分析:当b>a>0时,lnb
a>
2(b-a)
a+b圳
(lnb-lna)(a+b)>2(b-a)
证明:令f(x)=(lnx-lna)(a+x)-2(x-a)(x≥a)
∵f'(x)=1
x(
a+x)+(lnx-lna)-2
f''(x)=-a
x2+
1
x=
x-a
x2≥
0(x≥a)
所以f'(x)单调增加,又f'(a)=0,于是f'(x)≥0(x≥a)
因而f(x)单调增加,又f(a)=0,故当b>a>0时,有f(b)>f(a)=0
即(lnb-lna)(a+b)-2(b-a)>0,亦即lnb
a>
2(b-a)
a+b。
3、用微分中值定理证明不等式
定理2(罗尔定理):设函数f(x)满足条件:
(1)在闭区间[a,b]上连续;
(2)在开区间(a,b)内可导;
(3)f(a)=f(b);
则在(a,b)内至少存在一个点ξ,使得f'(ξ)=0。
定理3(拉格朗日中值定理):设函数f(x)满足条件:
(1)在闭区间[a,b]上连续;
(2)在开区间(a,b)内可导;
则在(a,b)内至少存在一个点ξ,使得f'(ξ)=f
(b)-f(a)
b-a。
大一老师让写数学论文,可是实在不会。我们只学了微分,极限,导数,希望能通过结合实列以及公式写篇论文。大致1000字左右把。急....