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苏教版数学高一上学期函数模型及其应用说课稿模板

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2017-10-16

师:再用投影仪投影图二,(给出一个阴影矩形的面积,通过分析,让学生理解它的意义;

我们知道这个阴影部分的面积(S=速度×时间)为50,它表示的是汽车在第1小时内行驶的路程为50 km.

以此我们可以得出第2、3、4、5个阴影部分的面积分别为80、90、75、65,它们分别表示的是汽车在第2、3、4、5小时内行驶的路程.

因此,整个阴影部分的面积表示汽车在这5小时内行驶的路程之和为360 km.

对于第2个问题,通过对图形的分析,可以看出:汽车在第1小时内以50 km/h的速度匀速行驶;所以其行驶的路程与时间的函数关系是s&prime;=50t(0&le;t<1).

因此第1小时内,里程表上的读数与时间的函数关系为

s=s&prime;+2004=50t+2004(0&le;t<1).

第2小时,该汽车以80 km的速度匀速行驶.

因此第2小时内,汽车行驶的路程与时间的函数关系为s&prime;=50+80(t-1)(1&le;t<2).

第1小时内,里程表上的读数与时间的函数关系为

s=s&prime;+2054=80(t-1)+2054(1&le;t<2).

以此类推,(让学生自主完成)可以得出  s=  例2所涉及的数学模型是确定的,关键在于利用问题中的数据及其蕴含的关系建立数学模型,让学生学会如何用函数模型来刻画实际问题.这里我们得到的是一个分段函数的模型,让学生注意分段函数的表示方法,及其定义域.    学时探究:你能根据图一,作出汽车行驶路程关于时间变化的图象吗?

(1)首先获得路程关于时间变化的函数解析式  s=  (2)根据上面的函数解析式画出汽车行驶路程关于时间变化的图象,其实这个图象就是将图二向下平移了2004个单位.

【例3】 人口问题是当今世界各国普遍关注的问题,认识人口数量的变化规律,可以为有效控制人口增长提供依据.早在1798年,英国经济学家马尔萨斯就提出了自然状态下的人口增长模型:y=y0ert,其中t表示经过的时间,y0表示t=0时的人口数,r表示人口的年平均增长率.

下表是1950~1959年我国人口数据资料:年份1950195119521953195419551956195719581959人数/万人55196563005748258796602666145662828645636599467207

(1)如果以各年人口增长率的平均值作为我国这一时期的人口增长率(精确到0.0001),用马尔萨斯人口增长模型建立我国在这一时期的具体人口增长模型,并检验所得模型与实际人口数据是否相符;

(2)如果按表中的增长趋势,大约在哪一年我国人口达到13亿?并根据所得结论,总结说明了什么问题.

分析:这里要我们去验证问题中的数据与所提供的函数模型是否吻合,然后再利用函数模型解释实际问题,并利用模型进行预测.

这里的函数模型y=y0ert是指数型函数模型,它由y0与r两个参数决定,实际上,y0就是1950年的人数,r是指各年的人口增长率的平均值,比较容易求得.

解:(1)设1950~1959年的人口增长率分别为r1,r2,...,r9.

由55196(1+r1)=56300,可得1951年的人口增长率r1&asymp;0.0200.

同理可得,r2&asymp;0.0210,r3&asymp;0.0229,r4&asymp;0.0250,r5&asymp;0.0197,r6&asymp;0.0223,r7&asymp;0.0276,r8&asymp;0.0222,r9&asymp;0.0184.

于是,1950~1959年期间,我国人口的年平均增长率为

r=(r1+r2+...+r9)&divide;9&asymp;0.0221.

由y0=55196可得我国在1950~1959年期间的人口增长模型为

y=55196e0.0221t(t&isin;N).

(请同学们利用计数器作出函数y=55196e0.0221t(t&isin;N)的图象,再根据表中1950~1959年人口数据,作出散点图(如下图),并进行比较,得出相应的结论)    由图可以看出,所得模型与1950~1959年的实际人口数据基本吻合.

(2)师:根据所得函数模型y=55196e0.0221t(t&isin;N)预测我国人口大约在哪一年达到13亿,实际上是通过一个对数式55196e0.0221t=130000来确定t的近似值.

请同学们利用计数器进行计算:

即t=(ln130000-ln55196)&asymp;38.76.

因此如果按表中的增长趋势,那么大约在1950年后的第39年(即1989年)我国的人口数就已达到13亿,由此可以看到,如果不实行计划生育,而是让人口自然增长,今天我国将面临难以承受的人口压力.

三、课堂练习

1.已知1650年世界人口为5亿,当时人口的年增长率为0.3%;1970年世界人口为36亿,当时人口的年增长率为2.1%.

(1)用马尔萨斯人口模型计算,什么时候世界人口是1650年的2倍?什么时候世界人口是1970年的2倍?

(2)实际上,1850年以前世界人口就超过了10亿,而2003年世界人口还没有达到72亿,你对同样的模型得出的两个结果有何看法?

2.以v0 m/s的速度竖直向上运动的物体,t s后的高度h m满足h=v0t-4.9t2,速度v m/s满足v=v0-9.8t.现以75 m/s的速度向上发射一发子弹,问子弹保持在100 m以上高度的时间是多少秒?在此过程中,子弹速度的范围是多少?

答案:1.(1)由y=5e0.003t可知,当y=10时,t&asymp;231,所以1881年世界人口是1650年的2倍.

同理可得2003年世界人口是1970年的2倍.

(2)由此看出,此模型不太适宜估计跨度时间非常大的人口增长情况.

2.由题意有75t-4.9t2=100,解得t=.

解得t1&asymp;1.480,t2&asymp;13.827.

所以子弹保持在100 m以上的时间t=t2-t1&asymp;12.35,在此过程中,子弹最大速度v1=v0-9.8t=75-9.8&times;1.48=60.498 m/s.

四、课堂小结

本节课我们主要通过收集数据,作出散点图,然后通过观察图象判断问题适用的函数模型,利用计数器或计算机的数据拟和功能得出具体的函数解析式,再用得到的函数模型解决相应的问题,这是函数应用的一个基本过程.

值得注意的是用已知的函数模型刻画实际问题时,由于实际问题的条件与得出已知模型的条件会有所不同,因此往往需要对函数模型进行修正.

五、布置作业

课本P126页习题3.2A组第4、6、7题.        板书设计

3.2.2 函数模型的应用实例(1)  例1  例2  例3  课堂小结与布置作业

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