《高中數(shù)學(xué)(北師大版)選修2-2教案:第3章 導(dǎo)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用 第二課時(shí)參考教案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中數(shù)學(xué)(北師大版)選修2-2教案:第3章 導(dǎo)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用 第二課時(shí)參考教案(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第二課時(shí) 導(dǎo)數(shù)的實(shí)際應(yīng)用(二)
一、教學(xué)目標(biāo):
1、使利潤(rùn)最大、用料最省、效率最高等優(yōu)化問題,體會(huì)導(dǎo)數(shù)在解決實(shí)際問題中的作用;
2、提高將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力。
二、教學(xué)重點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)解決生活中的一些優(yōu)化問題.
教學(xué)難點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)解決生活中的一些優(yōu)化問題.
三、教學(xué)方法:探究歸納,講練結(jié)合
四、教學(xué)過程:
(一).創(chuàng)設(shè)情景
生活中經(jīng)常遇到求利潤(rùn)最大、用料最省、效率最高等問題,這些問題通常稱為優(yōu)化問題.通過前面的學(xué)習(xí),我們知道,導(dǎo)數(shù)是求函數(shù)最大(小)值的有力工具.這一節(jié),我們利用導(dǎo)數(shù),解決一些生活中的優(yōu)化問題.
(二).新課探究
導(dǎo)數(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用主
2、要是解決有關(guān)函數(shù)最大值、最小值的實(shí)際問題,主要有以下幾個(gè)方面:
1、與幾何有關(guān)的最值問題;
2、與物理學(xué)有關(guān)的最值問題;
3、與利潤(rùn)及其成本有關(guān)的最值問題;
4、效率最值問題。
解決優(yōu)化問題的方法:首先是需要分析問題中各個(gè)變量之間的關(guān)系,建立適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)關(guān)系,并確定函數(shù)的定義域,通過創(chuàng)造在閉區(qū)間內(nèi)求函數(shù)取值的情境,即核心問題是建立適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)關(guān)系。再通過研究相應(yīng)函數(shù)的性質(zhì),提出優(yōu)化方案,使問題得以解決,在這個(gè)過程中,導(dǎo)數(shù)是一個(gè)有力的工具.
利用導(dǎo)數(shù)解決優(yōu)化問題的基本思路:
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解決數(shù)學(xué)模型
作答
用函數(shù)表示的數(shù)學(xué)問題
優(yōu)化問題
用導(dǎo)數(shù)解決數(shù)學(xué)問題
3、優(yōu)化問題的答案
(三).典例分析
例1、海報(bào)版面尺寸的設(shè)計(jì)
學(xué)?;虬嗉?jí)舉行活動(dòng),通常需要張貼海報(bào)進(jìn)行宣傳。現(xiàn)讓你設(shè)計(jì)一張如圖1.4-1所示的豎向張貼的海報(bào),要求版心面積為128dm2,上、下兩邊各空2dm,左、右兩邊各空1dm。如何設(shè)計(jì)海報(bào)的尺寸,才能使四周空心面積最小?
解:設(shè)版心的高為xdm,則版心的寬為dm,此時(shí)四周空白面積為
。
求導(dǎo)數(shù),得
。
令,解得舍去)。
于是寬為。
當(dāng)時(shí),<0;當(dāng)時(shí),>0.
因此,是函數(shù)的極小值,也是最小值點(diǎn)。所以,當(dāng)版心高為16dm,寬為8dm時(shí),能使四周空白面積最小。
答:當(dāng)版心高為16dm,寬為8dm時(shí),海報(bào)四
4、周空白面積最小。
例2、飲料瓶大小對(duì)飲料公司利潤(rùn)的影響
(1)你是否注意過,市場(chǎng)上等量的小包裝的物品一般比大包裝的要貴些?(2)是不是飲料瓶越大,飲料公司的利潤(rùn)越大?
【背景知識(shí)】:某制造商制造并出售球型瓶裝的某種飲料.瓶子的制造成本是分,其中 是瓶子的半徑,單位是厘米。已知每出售1 mL的飲料,制造商可獲利 0.2 分,且制造商能制作的瓶子的最大半徑為 6cm
問題:(1)瓶子的半徑多大時(shí),能使每瓶飲料的利潤(rùn)最大?(2)瓶子的半徑多大時(shí),每瓶的利潤(rùn)最小?
解:由于瓶子的半徑為,所以每瓶飲料的利潤(rùn)是
令 解得 (舍去)
當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
當(dāng)半徑時(shí),它表示單調(diào)遞
5、增,即半徑越大,利潤(rùn)越高;
當(dāng)半徑時(shí), 它表示單調(diào)遞減,即半徑越大,利潤(rùn)越低.
(1)半徑為cm 時(shí),利潤(rùn)最小,這時(shí),表示此種瓶?jī)?nèi)飲料的利潤(rùn)還不夠瓶子的成本,此時(shí)利潤(rùn)是負(fù)值.
(2)半徑為cm時(shí),利潤(rùn)最大.
換一個(gè)角度:如果我們不用導(dǎo)數(shù)工具,直接從函數(shù)的圖像上觀察,會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)?
有圖像知:當(dāng)時(shí),,即瓶子的半徑為3cm時(shí),飲料的利潤(rùn)與飲料瓶的成本恰好相等;當(dāng)時(shí),利潤(rùn)才為正值.
當(dāng)時(shí),,為減函數(shù),其實(shí)際意義為:瓶子的半徑小于2cm時(shí),瓶子的半徑越大,利潤(rùn)越小,半徑為cm 時(shí),利潤(rùn)最小.
(四).課堂練習(xí)
1.用總長(zhǎng)為14.8m的鋼條制作一個(gè)長(zhǎng)方體容器的框架,如果所制作的容器的底面
6、的一邊比另一邊長(zhǎng)0.5m,那么高為多少時(shí)容器的容積最大?并求出它的最大容積.(高為1.2 m,最大容積)
2.課本P65 練習(xí)題
(五).回顧總結(jié):1.利用導(dǎo)數(shù)解決優(yōu)化問題的基本思路:
解決數(shù)學(xué)模型
作答
用函數(shù)表示的數(shù)學(xué)問題
優(yōu)化問題
用導(dǎo)數(shù)解決數(shù)學(xué)問題
優(yōu)化問題的答案
2.解決優(yōu)化問題的方法:通過搜集大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),建立與其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,再通過研究相應(yīng)函數(shù)的性質(zhì),提出優(yōu)化方案,使問題得到解決.在這個(gè)過程中,導(dǎo)數(shù)往往是一個(gè)有利的工具。
(六).布置作業(yè):1、一條水渠,斷面為等腰梯形,如圖所示,在確定斷面尺寸時(shí),希望在斷面ABCD的面積為定值S時(shí),使得濕周l=
7、AB+BC+CD最小,這樣可使水流阻力小,滲透少,求此時(shí)的高h(yuǎn)和下底邊長(zhǎng)b.
解:由梯形面積公式,得S= (AD+BC)h,其中AD=2DE+BC,DE=h,BC=b
∴AD=h+b, ∴S= ①
∵CD=,AB=CD.∴l(xiāng)=2+b ②
由①得b=h,代入②,∴l(xiāng)=
l′==0,∴h=, 當(dāng)h<時(shí),l′<0,h>時(shí),l′>0.
∴h=時(shí),l取最小值,此時(shí)b=
2、已知矩形的兩個(gè)頂點(diǎn)位于x軸上,另兩個(gè)頂點(diǎn)位于拋物線y =4-x2在x軸上方的曲線上,求這種矩形中面積最大者的邊長(zhǎng).
【解】設(shè)位于拋物線上的矩形的一個(gè)頂點(diǎn)為(x,y),且x >0,y >0,
則另一個(gè)在拋物線上的頂點(diǎn)為(-x,y),在x軸上的兩個(gè)頂點(diǎn)為(-x,0)、(x,0),其中0< x <2.設(shè)矩形的面積為S,則S =2 x(4-x2),0< x <2.由S′(x)=8-6 x2=0,得x =,易知x =是S在(0,2)上的極值點(diǎn),即是最大值點(diǎn),
所以這種矩形中面積最大者的邊長(zhǎng)為和.
【點(diǎn)評(píng)】應(yīng)用題求解,要正確寫出目標(biāo)函數(shù)并明確題意所給的變量制約條件.應(yīng)用題的分析中如確定有最小值,且極小值唯一,即可確定極小值就是最小值.
五、教后反思:
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