第一篇:高数1.3教案
高
等
数
学
第三次课
教学内容:函数的极限,无穷小,无穷大 教学目的:(1)正确了解函数极限的概念,了解用(xx0)与X(x)语言验证函数极限的步骤。
(2)了解无穷小概念及其与函数极限的关系
(3)了解无穷小与无穷大的关系,函数的左右极限与函数极限的关系 教学重点:函数极限的定义、无穷小的概念 教学难点:函数极限的定义 教学关键:函数极限的定义 教学过程:
一、由数列极限引入函数极限
根据自变量情况的不同,函数的极限分为两类:
(x)(1)自变量趋于无穷大的函数的极限(2)自变量趋于有限值的函数极限(xx0)
二、定义
1、自变量趋于有限值的函数极限(xx0)
定义:设函数f(x)在点x0的某一去心邻域内有定义。如果存在常数A,对于任意给定的正数(无论多么小),总存在正数,使得当x满足不等式0|xx0|时,对应的函数值f(x)都满足不等式|f(x)A|,那么常数A就叫做函数f(x)当(xx0)时的极限,记做xx0limf(x)A或f(x)A(当xx0)
说明:
1、对于给定的0,不唯一
2、f(x)在x0有无极限与有无定义无关
(2x3)5 例
1、limx1证明:0,要使|2x35|,|2x35|2|x1|,只要2|x1|,即|x1|例
2、证明极限limx4
x222,0,取2当0|x1|时有|2x35|,得证。
证明:0,要使|x4| 2考虑x2时x2的变化趋势,故不妨设1 只要5|x2|,即|x2〈| 50,取min{1,},当0|x2|时,有|x24|得证 5左极限与右极限 (1)当x从x0的左边趋于x0时,f(x)A,则称A为f(x)当 xx0的左极限,记作xx0limf(x)A或f(x00)A 第 1 页 2013-4-11 徐屹 高 等 数 学 (2)当x从x0的右边趋于x0时,f(x)A,则称A为f(x)当 xx0的右极限,记作xx0limf(x)A或f(x00)A xx0f(x00)A 结论:limf(x0)Af(x00)(x) 2、自变量趋于无穷大时函数的极限x的三种情况:x (x0) x (x0) x (|x|) 定义:设函数f(x)当|x|大于某一正数时有定义,如果存在常数A,对于任意给定的正数(无论它多小),总存在着正数X,使得当 x满足不等式|x|>X时,对应的函数值f(x)都满足不等式 |f(x)A|,那么常数A就叫做函数f(x)当x时的极限,记作 limf(x)A,或f(x)A(当x) x定义:设函数f(x)当x大于某一正数时有定义,如果存在常数A,对于任意给定的正数(无论它多小),总存在着正数X,使得当 x满足不等式x>X时,对应的函数值f(x)都满足不等式 |f(x)A|,那么常数A就叫做函数f(x)当x时的极限,记作 xlimf(x)A,或f(x)A(当x) 说明:类似可以定义函数的左极限 sinx0 xxsinxsinxsinx10|,|0|||证明:0,要使| xxx|x|11只要,即|x| |x|1sinx0,取X当|x|X时有,|0| 所以得证 x例:利用极限定义证明lim 三、函数极限的性质 1、(唯一性)如果limf(x)存在,则此极限唯一。 xx02、(局部有界性)如果limf(x)=A,那么存在常数M>0,和0,使得当0|xx0|时有xx0|f(x)|M 证明:因为limf(x)=A,所以取xx01,则0,当0|xx0|时,有|f(x)A|1|f(x)||f(x)A||A||A|1 记M=|A|1,则得证 3、(局部保号性)如果limf(x)=A而且A>0(或A<0),那么存在常数0,使得当 xx00|xx0|时,有f(x)>0(或f(x)0)徐屹 第 2 页 2013-4-11 高 等 数 学 说明:由此定理可以得到更强的结论: 如果limf(x)=A(A0),那么就存在着x0的某一去心邻域U(x0),当xU(x0)时,就有xx0oo|A| 20f(x)0),而且limf(x)A,推论:如果x0的某一去心邻域内f(x)(或那么A0或(A0)|f(x)|xx0函数极限与数列极限的关系:如果limf(x)存在,{xn}为函数f(x)的定义域内任一收敛于x0的数xx0列,且满足:xx0(nN),那么相应的函数值数列{f(xn)}必收敛,且limf(xn)limf(x) nxx0证明:设limf(x)=A,则0,0,当0|xx0|时有,|f(x)A|<,xx0又因limxnx0,故对0,N,当nN时,有|xnx0| n由假设,xnx0,。故当nN时,0|xx0|,从而|f(xn)A|,即limf(xn)A n 四、无穷小与无穷大 1、无穷小:如果函数f(x)当xx0或(x)时的极限为零,那么称函数f(x)为当xx)时的无穷小。0或(x如x0时:x2,sinx,tgx,1cosx为无穷小 如x时,,e1xx2为无穷小 说明:1任何一个非零常数都不是无穷小量 2一个函数是否为无穷小量,与自变量的变化趋势有关 定理 1、在自变量的同一变化过程xx0或(x)中,函数f(x)具有极限A的充分必要条件是f(x)=A+,其中是无穷小。 2、无穷大 设函数f(x)在x0的某一去心邻域有定义(或|x|大于某一正数时有定义)。如果对于任意给定的正数M,总存在正数(或正数X),只要x适合不等式0|xx0|(或|x|X),对应的函数值f(x)总满足不等式|f(x)|M,则称函数f(x)为当xx0(或x)时的无穷大。注意:无穷大与很大数的区别 3、无穷小与无穷大的关系 定理:在同一变化过程中,如果f(x)为无穷大,则 1为无穷小:反之,如果f(x)为无穷小,且f(x)f(x)0,则1为无穷大 f(x)2例:当x0时,x5为无穷小,1为无穷大。2x5说明:此定理只使用于同一变化过程。 徐屹 第 3 页 2013-4-11 §1.3 数列的极限 函数研究两个变量的对应关系,而极限则是研究自变量变化时,因变量的变化趋势。 一.极限思想―割圆术:用圆内接正多边形面积逼近圆面积 圆内接正六边形面积记为A1 十二 A2 二十四 A3 62n1 AnnN A1,A2,,An,构成一列有次序的数――数列.n→大,AnA(圆面积)。不论n如何大,只要n取定, AnA.设想n,即内接正多边形边数无限增加,在这个过程中,内接正多边形的面积无限接近于圆,同时An→确定的数值(即圆的面积)数学上就称为的极限(n)。 极限方法是高数中一个基本方法。 二.数列的极限定义――xnfn,D为正整数。 1.第一种定义:当项数n无限增大时,如果xn无限接近于一个确定的常数a,则称当n无限增大时xn的极限是a.2.“N”def 当0,不论它多么小,总N0,对于nN的一切xn,恒有xna成立,则limxna.如果数列没有极限,就称是发散的。 n *1.是任意给定(任意性) *2.N与有关,随给定而选定,一般地越小,N越大,N大到何种程度,取决于使xna成立时xn的项数n的取值,定义中仅要求N有关,并不一定要找出最小的自然数N.*3几何意义:nN时,所有的xn都落在a,a内,即数列只有有限个(最多只有N个)在区间之外。*4利用定义不能直接求极限。 三.极限的证明 1例1 证明lim(1)1 n1n1111,n1 证:0,要使11n1n1111取N[1],则当nN时,有1, 1n1n1 ∴lim(1)1 n1n limxna的证明步骤: n 1)给定0 2)要使xna,解出NN()3)取N,即N.4)当nN时,有xna 5)下结论。n!例2 证明 limn0 nnn!证:0,要使n0<,nn!nn111只要n0= nnnnnn!11取 N[],则当nN=[]时,有n0 nn!∴limn0 nn 例3 证明.limnn1n0 n1n 证:0,要使只要111,n2 4n1n2n1取N[2] 则当nN时有n1n, 4∴limnn1n0.2n1 例4 设q1,证明等比数列1,q,q,,qn1,的极限是0。 证:01∵xn0qln取自然对数,解得∴n1,lnqlnn1],则当nN时有xn0q 取N[1lnq limqnn10。 四.收敛数列的性质 1.极限的唯一性 定理1 数列不能收敛于两个不同的极限。2.有界性 (1)有界概念:数列xn,若M0,对一切xn有xnM,称xn有界。 (2)收敛数列的有界性 定理2 如果数列xn收敛,那么数列xn一定有界。 若xn无界xn发散。xn有界,则不一定收敛。 如xn1n1,即1,1,1,1,,1n1, ∴数列有界是收敛的必要条件,非充分条件。3.收敛数列与子数列的关系 子数列:在数列xn中任意抽取无限多项并保持这些项在原数列中的次序,得到的一个数列为原数列xn的子数列。xn k定理3 若xn收敛于a,则它的任一子数列也收敛,且极限也是a。 一个发散的数列也可能有收敛的子数列。 小结:本节介绍了数列极限的定义,理解利用定义证明数列的极限,知道收敛数列的有关性质。 第一章:函数与极限 教学目的 1。正确理解函数的概念,掌握函数的表示方法,并会建立简单应用问题中的函数关系式; 2. 正确理解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性; 3.理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念; 4. 掌握基本初等函数的性质及其图形。教学重点 分段函数,复合函数,初等函数。教学难点 有界性,初等函数的判断。教学内容: 前言 名称:高等数学 教学过程一学年 主要内容:一元、多元函数微分学和积分学、矢量代数、空间解析几何、无穷级数和微分方程。教学目的:掌握高等数学的基本知识,基本理论,基本计算方法,提高数学素养。培养学生的抽象思维和逻辑推理能力,辩证的思想方法,培养学生的空间想象能力,培养学生分析问题和解决问题的能力。为学生进一步学习数学打下一定的基础,还要为学习专业的后继课程准备必要的数学基础。 第一节:映射与函数 一、集合 1、集合概念 具有某种特定性质的事物的总体叫做集合。组成这个集合的事物称为该集合的元素 表示方法:用A,B,C,D表示集合;用a,b,c,d表示集合中的元素 1)A{a1,a2,a3,} 2)A{xx的性质P} 元素与集合的关系:aA aA 一个集合,若它只含有有限个元素,则称为有限集;不是有限集的集合称为无限集。常见的数集:N,Z,Q,R,N+ 元素与集合的关系: A、B是两个集合,如果集合A的元素都是集合B的元素,则称A是B的子集,记作AB。 如果集合A与集合B互为子集,则称A与B相等,记作AB 若作AB且AB则称A是B的真子集。空集: A2、集合的运算 并集AB :AB{x|xA或xB} 交集AB :AB{x|xA且xB} 差集 AB:AB{x|xA且xB} C全集I、E 补集A: 集合的并、交、余运算满足下列法则: 交换律、ABBA ABBA 结合律、(AB)CA(BC) (AB)CA(BC) 分配律 (AB)C(AC)(BC) (AB)C(AC)(BC)对偶律 (AB)cAcBc (AB)cAcBc 笛卡儿积A×B{(x,y)|xA且yB} 3、区间和邻域 开区间 (a,b) 闭区间 a,b 半开半闭区间 a,ba,b 有限、无限区间 邻域:U(a) U(a,){xaxa} a 邻域的中心 邻域的半径 去心邻域 U(a,) 左、右邻域 二、映射 1.映射概念 定义 设X,Y是两个非空集合,如果存在一个法则f,使得对X中的每一个元素x,按法则f,在Y中有唯一确定的元素y与之对应,则称f为从X到Y的映射,记作 f:XY 其中y 称为元素x的像,并记作f(x),即 yf(x) 注意:1)集合X;集合Y;对应法则f 2)每个X有唯一的像;每个Y的原像不唯一 3)单射、满射、双射 2、映射、复合映射 三、函数 1、函数的概念: 定义:设数集DR,则称映射f:DR为定义在D上的函数 记为 yf(x),xD 自变量、因变量、定义域、值域、函数值 用f、g、 函数相等:定义域、对应法则相等 自然定义函数;单值函数;多值函数、单值分枝.例:1)y=2 2)y=x 13)符号函数 yx00 1x0 4)取整函数 yx (阶梯曲线)5)分段函数 yx02x1x0x1x1 2、函数的几种特性 1)函数的有界性(上界、下界;有界、无界)有界的充要条件:既有上界又有下界。注:不同函数、不同定义域,有界性变化。 2)函数的单调性(单增、单减)在x1、x2点比较函数值 f(x1)与f(x2)的大小(注:与区间有关) 3)函数的奇偶性(定义域对称、f(x)与f(x)关系决定) 图形特点(关于原点、Y轴对称) 4)函数的周期性(定义域中成立:f(xl)f(x)) 3、反函数与复合函数 反函数:函数f:Df(D)是单射,则有逆映射f函数与反函数的图像关yx于对称 1(y)x,称此映射f1为f函数的反函数 复合函数:函数ug(y)定义域为D1,函数yf(x)在D上有定义、且f(D)D1。则ug(f(x))gf(x)为复合函数。(注意:构成条件) 4、函数的运算 和、差、积、商(注:只有定义域相同的函数才能运算) 5、初等函数: 1)幂函数:yx 2)指数函数:ya 3)对数函数 yloga(x) 4)三角函数 ysin(x),y 5)反三角函数 axcos(x),ytan(x),ycot(x) yarcsin(x),yarccox)s(yarctan(x)yarccot(x) 以上五种函数为基本初等函数 6)双曲函数 exexexex shx chx 22shxexexthxxchxeex 注:双曲函数的单调性、奇偶性。 双曲函数公式 sh(xy)shxchychxshysh(xy)shxchychxshych(xy)chxchyshxshy ch(xy)chxchyshxshyyarshx反双曲函数: yarchx yarthx 第75、76课时: 【教学目标与要求】 1.理解常数项级数收敛、发散以及收敛级数的和的概念; 2.熟练掌握级数的基本性质及收敛的必要条件; 2.掌握几何级数收敛与发散的条件。 【教学重点】 1、常数项级数收敛、发散的概念及几何级数; 2、级数的基本性质及收敛的必要条件。 【教学难点】 级数的基本性质及收敛的必要条件。 §12 1 常数项级数的概念和性质 一、常数项级数的概念 1.常数项级数的定义 给定一个数列 u1 u2 u3 un 则由这数列构成的表达式u1 u2 u3 un 叫做常数项)无穷级数 简称常数项)级数 记为un 即 n1 n1unu1u2u3 un 其中第n项u n 叫做级数的一般项 2.级数的部分和 作级数un的前n项和snuiu1u2u3 un n1i1n称为级数un的部分和 n1 3. 级数敛散性定义 如果级数un的部分和数列{sn}有极限s 即limsns n1n则称无穷级数un收敛 这时极限s叫做这级数的和 n1并写成 sunu1u2u3 un n1如果{sn}没有极限 则称无穷级数un发散 n1 余项 当级数un收敛时 其部分和s n是级数un的和s的近似值 它们之间的差值 n1n1 rnssnun1un2 叫做级数un的余项 n1 例1 讨论等比级数(几何级数) n0aqnaaqaq2 aqn 的敛散性 其中a0 q叫做级数的公比 解 如果q1 则部分和 snaaqaq aq2n1aaqnaqna 1q1q1qaa 当|q|1时 因为limsn 所以此时级数aqn收敛 其和为 1q1qnn0 当|q|>1时 因为limsn 所以此时级数aqn发散 nn0 如果|q|1 则当q1时 sn na 因此级数aqn发散 n0 当q1时 级数aqn成为 n0 aaaa 当|q|1时 因为sn 随着n为奇数或偶数而等于a或零 所以sn的极限不存在 从而这时级数aqn也发散 n0a,|q|1综上所述,级数aqn1q n0|q|1提醒学生一定要熟练记住上述结论! 例2 证明级数 123 n 是发散的 证 此级数的部分和为 sn123 nnn(n1) 2显然 limsn 因此所给级数是发散的 例3 判别无穷级数 的收敛性 提示 un111 1 122334n(n1)111 n(n1)nn 1二、收敛级数的基本性质 性质1 如果级数un收敛于和s 则它的各项同乘以一个常数k所得的级数kun也n1n1收敛 且其和为ks 性质2 如果级数un收敛于和s 则级数kun也收敛 且其和为ks n1n1 性质3 如果uns 则kunks n1n1 性质4 如果级数un、vn分别收敛于和s、 则级数(unvn)也收敛 且其和为n1n1n1s 性质5 如果uns、vn 则(unvn)s n1n1n1 性质6 在级数中去掉、加上或改变有限项 不会改变级数的收敛性 比如 级数1111 是收敛的 122334n(n1)级数100001111 也是收敛的 122334n(n1)级数111 也是收敛的 3445n(n1) 性质7 如果级数un收敛 则对这级数的项任意加括号后所成的级数仍收敛 且其和n1不变 应注意的问题 如果加括号后所成的级数收敛 则不能断定去括号后原来的级数也收敛 例如 级数 (11)+(11)+ 收敛于零 但级数1111 却是发散的 推论 如果加括号后所成的级数发散 则原来级数也发散 级数收敛的必要条件 性质8 如果un收敛 则它的一般项un 趋于零 即limun0 n1n0 应注意的问题 级数的一般项趋于零并不是级数收敛的充分条件 例 4证明调和级数 n1n123 n 是发散的 111调和级数的敛散性也必须要记熟! 证: 假若级数1收敛且其和为s s是它的部分和 nnn1nn显然有limsns及lims2ns 于是lim(s2nsn)0 n 但另一方面 s2nsn11 111 11 n1n22n2n2n2n21必定发散 n1n故lim(s2nsn)0 矛盾 这矛盾说明级数n小结 1.常数项级数及其敛散性的概念; 2.常数项级数的性质; 教学方式及教学过程中应注意的问题 在教学过程中要注意常数项级数的概念以及重要性质,要结合实例,反复讲解,尤其要熟练的记住等比级数与调和级数的敛散性。 师生活动设计P255:3(2)4(1)(2)(3)作业 P255: 3(3);4(4),(5) 第77、78、79、80、81、82课时: 【教学目标与要求】 1.熟练掌握正项级数的审敛法(比较判别法、比值判别法、根值判别法和极限判别法),熟练掌握p级数收敛与发散的条件。2.熟练掌握交错级数的莱布尼茨判别法。3.理解任意项级数绝对收敛与条件收敛的概念,记住绝对收敛与条件收敛的关系。 【教学重点】 1.正项级数的审敛法(比较判别法、比值判别法、根值判别法和极限判别法),熟练掌握p级数收敛与发散的条件; 2.交错级数的莱布尼茨判别法;3.任意项级数绝对收敛与条件收敛 【教学难点】 1、比较判别法的极限形式; 2、任意项级数敛散性的判别。 课题:1.3能被2,5整除的数(第一课时) 一、教学目标 1.经历观察与思考,概括出能被2,5整除的数的特征,并会运用判断一个正整数能否被2,5整除;2.经历观察与思考,概括出能同时被2,5整除的数的特征;3.理解奇数与偶数的意义.二、教学重、难点 教学重点: 掌握能被2、5整除的数的特征 教学难点:发现奇数、偶数的一些规律,并会灵活运用 三、教学过程 1.复习导入 通过昨天的学习,我们知道了 (1).因数和倍数的定义______________(2).一个整数的因数有_____个,最小因数是_____,最大因数是________;(3).一个整数的倍数有_____个,最小因数是_____,无最大倍数.(4).倍数和因数是相互存在的.2.请写出15个2的倍数,并观察这些数由什么规律? 规律:2的倍数,个位数字为0,2,4,6,8 ,能被2整除,偶数(even number)请同学对比归纳,奇数的定义? 不是2的倍数,个位数字为1,3,5,7,9,不能被2整除,奇数(odd number)正整数 奇数 偶数 3、请写出4个5的倍数,并观察这些数由什么规律? 规律:5的倍数,各位数字为0或5,能被5整除 2.课堂练习 (1)请把下列各数填入相应的圈内:15、40、53、264、376、540、1001 奇数 偶数 5的倍数 (2)完成书P10,练习1.3③,并概括能同时被2、5整除的数的特征。注:可以把题目铺垫下 改为:能被2整除的数有:_____________________;能被5整除的数有:_______________________;能被2和5同时整除的数有: ______________________.再介绍”韦恩”图 【推论】同时能被2、5整除的数,一定能被10整除。 (3)最值问题: 1)写出能被2整除的最大两位数 2)写出能被2整除的最小两位数 3)写出5的倍数中最小的三位数 4)写出5的倍数中最大的三位数 (4)一个数为2012,1)至少减去什么正整数,是奇数? 2)至少加上什么正整数,是5的倍数? 3)至少乘以什么正整数,能同时被2、5整除? 四、挑战 “转糖盘”是一个固定不动的圆盘,盘面被平分为10格(如图)。在偶数格内放一块糖,在奇数格内放上值钱的物品。某人给摊主5角钱,即可沿着顺时针方向转动圆盘一次。圆盘停转后,指针指到哪一格,摊主便依据该格的数顺着圆盘转动方向从下一格起数格,数到哪一格,该格中的物品就归这个人。例如:指针停在3,则从4起再数3格,即第6格中的物品就是奖品.实际上,不管您怎么转,永远都拿不到奇数格中的物品。请你试着填写下列表格,看看你的奖品是什么.为什么呢? 五、作业 1.《堂练》5-6 2.挑战题第二篇:高数1.3教案
第三篇:高数1.1教案
第四篇:高数级数的教案
第五篇:1.3能被2,5整除的数教案