定积分的背景-面积和路程问题

《定积分的背景-面积和路程问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、4.4.1定积分的背景-面积和路程问题知识与技能：⒈通过求曲边梯形的面积和变速直线运动的路程，了解定积分的背景；⒉借助于几何直观体会定积分的基本思想，了解定积分的概念，能用定积分法求简单的定积分．3.理解掌握定积分的几何意义和性质；过程与方法：通过问题的探究体会逼近、以直代曲的数学思想方法。情感态度与价值观：通过分割、逼近的观点体会定积分的来历，使学生从本质上理解定积分的几何意义，从而激发学生学习数学的兴趣。教学重点：定积分的概念、用定义求简单的定积分、定积分的几何意义．教学难点：定积分的概念、定积分的几何意义．教学过程：一．

2、创设情景问题：我们在小学、初中就学习过求平面图形面积的问题。有的是规则的平面图形，但现实生活中更多的是不规则的平面图形。对于不规则的图形我们该如何求面积？比如浙江省的国土面积。此问题在学生九年级中已有涉及，在九年级时学生了解过以下求不规则面积的方法：方法1将图形放在坐标纸上，也即将图形分割，看它有多少个“单位面积”。。方法2将图形从内外两个方面用规则图形(或规则图形的组合)逼近。方法3将这块图形用一个正方形围住，然后随机地向正方形内扔“点”(如小石子等小颗粒)，当点数P足够大时，统计落入不规则图形中的点数A，则图形的面积与正方

3、形面积的比约为。方法4“称量”面积：在正方形区域内均匀铺满一层细沙，分别称得重量是P(正方形区域内细沙重)、A(所求图形内细沙重)，则所求图形的面积与正方形面积的比是重量之比。二．合作探究问题一曲边梯形的面积如图，阴影部分类似于一个梯形，但有一边是曲线的一段，我们把由直线和曲线所围成的图形称为曲边梯形．如何计算这个曲边梯形的面积？探究1：分割，怎样分割？分割成多少个？分成怎样的形状？有几种方案？（分割）探究2：采用哪种好？把分割的几何图形变为代数的式子。（近似代替）、（求和）探究3：如何用数学的形式表达分割的几何图形越来越多？

4、（取极限）探究4：采用过剩求和与不足求和所得到的结果一样，其意义是什么？（夹逼定理的意义）例如：求图中阴影部分是由抛物线，直线以及轴所围成的平面图形的面积S。思考：（1）曲边梯形与“直边图形”的区别？（2）能否将求这个曲边梯形面积S的问题转化为求“直边图形”面积的问题？解：（1）．分割（2）近似代替（3）求和由①，上图中阴影部分的面积为====从而得到的近似值=（4）取极限分别将区间等分8，16，20，…等份（如图），可以看到，当趋向于无穷大时，即趋向于0时，趋向于，从而有从数值上看出这一变化趋势：问题：如果不是在区间的两个端

5、点取，而是在每一个区间中间取任意一点作为高，会有怎样的结果？★求曲边梯形面积的四个步骤:第一步：分割．在区间中任意插入各分点，将它们等分成个小区间，区间的长度，第二步：近似代替。“以直代取”，用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积，求出每个小曲边梯形面积的近似值．第三步：求和．第四步：取极限。（说明：最后所得曲边形的面积不是近似值，而是真实值）问题二汽车行驶的路程汽车以速度组匀速直线运动时，经过时间所行驶的路程为．如果汽车作变速直线运动，在时刻的速度为（单位：km/h），那么它在0≤≤1(单位：h)这段时间内行驶的路程（单位：k

6、m）是多少？分析：与求曲边梯形面积类似，采取“以不变代变”的方法，把求匀变速直线运动的路程问题，化归为匀速直线运动的路程问题．把区间分成个小区间，在每个小区间上，由于的变化很小，可以近似的看作汽车作于速直线运动，从而求得汽车在每个小区间上行驶路程的近似值，在求和得（单位：km）的近似值，最后让趋紧于无穷大就得到（单位：km）的精确值．（思想：用化归为各个小区间上匀速直线运动路程和无限逼近的思想方法求出匀变速直线运动的路程）．解：1．分割在时间区间上等间隔地插入个点，将区间等分成个小区间：，，…记第个区间为其长度为把汽车在时间段

7、，，…，上行驶的路程分别记作：，，…，显然，（2）近似代替当很大，即很小时，在区间上，可以认为函数的值变化很小，近似的等于一个常数，不妨认为它近似的等于左端点处的函数值，从物理意义上看，即使汽车在时间段上的速度变化很小，不妨认为它近似地以时刻处的速度作匀速直线运动，即在局部小范围内“以匀速代变速”于是用小矩形的面积近似的代替，则有①（3）求和由①得，====从而得到的近似值=（4）取极限当趋向于无穷大时，即趋向于0时，趋向于，从而有思考结合求曲边梯形面积的过程，你认为汽车行驶的路程与由直线和曲线所围成的曲边梯形的面积有什么关系

8、？归纳得到一般地，如果物体做变速直线运动，速度函数为，那么我们也可以采用分割、近似代替、求和、取极限的方法，利用“以不变代变”的方法及无限逼近的思想，求出它在a≤≤b内所作的位移．