58036

ЗАСТОСУВАННЯ ВИЗНАЧЕНОГО ІНТЕГРАЛА

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Сприяти закріпленню знань про геометричний та фізичний зміст інтеграла. Учитель пропонує закінчити речення щоб сформульовані твердження були вірними: Криволінійною трапецією називається Дія обернена до диференціювання Первісні для однієї і тієї ж функції відрізняються тільки...

Украинкский

2014-04-18

558.5 KB

33 чел.

Тема уроку:      ЗАСТОСУВАННЯ ВИЗНАЧЕНОГО ІНТЕГРАЛА.

Мета: Узагальнити і систематизувати знання учнів з теми «Визначені інтеграли». Сприяти закріпленню знань про геометричний та фізичний зміст інтеграла. Навчити застосовувати математичні закони інтегрування в різних задачах.

Посилити мотивацію учнів до вивчення теми, познайомивши з історією створення  розділу  математичного аналізу.

         Розвивати творчі здібності, сприяти підвищенню інтересу до математики. Продемонструвати прикладну направленість теми.

        Виховувати комунікативні та інформаційні риси у учнів, активність та спостережливість, вміння узагальнювати.

Обладнання: інтерактивна дошка, учбова презентація.

Тип уроку: узагальнення і систематизація знань

Хід уроку:

  1.  Актуалізація знань

Розминка: «Несправний диктофон». Учитель пропонує закінчити речення,  

щоб сформульовані твердження були вірними:                                 

«Криволінійною трапецією називається…»

«Дія, обернена до диференціювання …»

«Первісні для однієї і тієї ж функції відрізняються тільки…»

«Визначений інтеграл відрізняється від невизначеного тим, що…»

«Функція записана  під знаком інтеграла, закінчується  знаками…»

«Геометричним змістом визначеного інтеграла є…»

«Фізичним змістом визначеного інтеграла є…»

«Знак dx означає…»

   Показ учбової презентації починається зображеннями портретів  Ісаака Ньютона і Вільгельма Лейбніца. Доцільно повідомити коротку інформацію про створення важливого розділу математики, і з чого все починалось…

Основна частина уроку.

Щоб узагальнити і систематизувати знання учнів з теми важливо організувати різноманітність форм роботи учнів на уроці. Ці форми повинні невимушено поєднуватись з виконанням математичних завдань, доведеннями проголошених тверджень та засвоєнням нових вмінь. Даний урок  методично зібраний із часто вживаних типових вправ і організаційно має триподільну структуру. Конструктор уроку: форми роботи активізації учнів - ФРАУ №1, ФРАУ №2, ФРАУ №3.

  •  ФРАУ №1
  •  «Застосування міжпредметних зв`язків  з теорією

фізики, геометрії та алгебри при розв`язуванні завдань.»

  •  Фізичний зміст визначеного інтеграла.                

 Шлях, який долає  фізичне матеріальне тіло за певний проміжок часу

Нехай швидкість руху тіла задана рівнянням:

 v(t)= 3t2 - 2t +1 (в метрах за секунду).

Знайдемо шлях руху тіла, який відбувся за 10 секунд від початку руху.

За умовою задачі позначимо, що дано: t0= 0 секунд, t1=10 секунд. 

v (t) = 3t2 -2t +1.

Застосуємо формулу, що виражає фізичний зміст визначеного інтеграла.

Знайдемо шлях, як функцію від х.

S(х)=

               Отже,  S(х)=

Обчислимо, враховуючи дане рівняння швидкості.

S=

Відповідь: тіло за десять секунд подолало 910 м.

  •  Геометричний зміст визначеного інтеграла   

     Зміст теоретичної підготовки  по інтегруванню допомагає визначитись з фігурами, які є криволінійними трапеціями і які не є криволінійними трапеціями. Використовуючи оператори Power Point для створення презентацій виходить дуже вдало показати розбиття фігур на частини, де одна з них є криволінійною трапецією. Важлива властивість адитивності площ використовується і при  демонстрації поділу фігури на частини, що важливо при виконанні вправ                                                   

Застосування визначених інтегралів для знаходження площ фігур.

Площа фігури, обмеженої графіком  неперервної  функції f (х)  та прямими х = а і х = b, де f (х )- неперервна на відрізку [a; b], знаходиться за формулою Ньютона - Лейбніца 

Обчислення площі – це найпростіше застосування інтеграла, оскільки за означенням інтеграл тісно пов`язаний з площею фігур.

Нехай функція f (x) неперервна на [a; b] і приймає на цьому відрізку як додатні так і від`ємні значення.

Тоді потрібно розбити відрізок [a; b] на  частини в кожній з яких функція не змінює свій знак, потім обчислити площі цих частин і додати.

Оскільки функція на відрізку  приймає від`ємні значення, то. Тому

  •  ФРАУ №2
  •  «Використання умінь та навичок у роботі з тестами.»

Демонстрацією слайду учбової презентації допомагає побачити варіанти відповідей, опитати учнів, які мають різні варіанти відповідей і переконати їх.

Знаходження площ фігур, які не є криволінійними трапеціями за означенням.

Площа фігури, обмеженої графіками двох неперервних функцій f1 (х) і  f2 (х) та прямими х = а і х = b, де f1 (х),  f2 (х)- неперервні на відрізку [a; b] знаходиться за формулою

                                             y         

                                                               

                                                                                         

 

                                                             а                     в                 х                                                                            

Нехай пряма у=с розбиває криволінійну трапецію площі S на частини: прямокутник і фігуру F. Знайдемо площу фігури F, яка не є криволінійною трапецією. Площа фігури F буде доповнена площею прямокутника до площі S.

Нехай криволінійна трапеція розділена прямою х = с. ЇЇ площа буде дорівнювати сумі площ двох криволінійних трапецій

 

Застосування інтегралів для визначення об`ємів фігур.

Якщо розглянути будь-яку фігуру обертання, то можна також застосувати розбиття цієї фігури на частини перерізами, що перпендикулярні осі обертання. Ці перерізи мають форму кругів змінного радіуса

Позначимо довжину радіуса f(х).  Тоді площею перерізу буде добуток π (f(x))2

Об`ємом буде інтегральна сума площ перерізів. - відрізок, який визначає висоту фігури та межі інтегрування.

  •  ФРАУ №3
  •  « Використання алгоритму»

                                    Алгоритм

виведення формули для обчислення об`єму фігури обертання:

1)Вибір осі:  вісь обертання – вісь х.

2) Визначення  функції площі змінного перерізу:  S(x)

Перерізом є круг радіуса f(x). Отже:

3) Встановлення меж інтегрування:

4) Обчислення інтеграла

Oб`єм кулі.

Застосуємо виведену формулу до кулі, центр якої  розміщено в початку системи координат. Оскільки рівняння кола   х22=R2, то півколо, яке розташоване над віссю х має рівняння    f(x)=

-R x R. Тому об`єм  кулі знаходимо за формулою:

V=.

-R

Формула об`єму кулі              

Визначимо формулу об`єму конуса, використовуючи наступні кроки алгоритму  ( по слайду презентації)

Алгоритм.

  1.  Вісь конуса виберемо на осі  х.
  2.  Нехай площина перерізу перпендикулярна до осі, паралельна основі. За співвідношенням площ та лінійних розмірів фігур маємо:

,

де Н- висота конуса, S- площа основи, S(x)- площа перерізу

  1.  
  2.   Знайдемо об`єм конуса за допомогою визначеного інтеграла:

«Узагальнення  при використанні таблиці»

Елементи інтегрування для фізичних величи

Величини

Співвідношення

Інтегрування

А-робота 

 F -сила

 N- потужність

dA=f(x)dx

dA=N(t)dt

m - маса  стержня

-  лінійна густина

dm=(x)dx

q- електричний заряд

І- сила струму

dq=I(t)dt

s- переміщення

v- швидкість

ds=v(t)dt

Q- kількість теплоти

с- теплоємність

dQ=c(t)dt

Задача.

Під дією сили 60 Н пружина розтягується на 0,02м. Яку роботу виконає пружина при видовженні на 0,12 м?

Розв`язання.

Застосуємо закон Гука. 0,02к=60, тоді к=3000.Отже F(x)=3000х

A=1500x2

Відповідь: 21,6 Дж

Підсумок уроку.

Оголошення оцінок. Запис домашнього завдання: п.7 № 129,131(а),140

Геніальні вчені Ньютон І Лейбніц довели, що виявлення точності і можливості розрахунків у світовому хаосі рухів під силу людському розуму. Такими ж оптимістичними повинні бути і ми, ті, хто користується їх простою і зрозумілою формулою. Систематизація різних випадків приводить до правильності і точності відповідей, поглиблює знання і вдосконалює вміння  володіти важливою математичною операцією - інтегрування.


а        
                             в              х

f(x)

y

x

y

а        с       

в

f(x)

x

y

f(x)

c

x

y

S1

а           с              в

   S2

f(x)

x

y

y

-R

x

R     


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11594. Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения 54 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения ТЕПЛОЕМКОСТЬ количество теплоты которое необходимо подвести к телу чтобы повысить его температуру на 1 К точнее отношение количества теплоты полученного телом веществом п
11595. Проверка закона сохранения импульса для замкнутой системы тел 141.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20 Проверка закона сохранения импульса для замкнутой системы тел Цель работы: Определить скорости шаров после упругого и неупругого соударений. Приборы и принадлежности: установка ФПМ 08 микросекундомер. ХОД РАБОТЫ: 1.Проведем опыт с...
11596. Изучение собственных колебаний пружинного маятника 190 KB
  Изучение собственных колебаний пружинного маятника Цель работы: исследовать зависимость параметров колебательного движения от свойств пружины. Приборы и принадлежности: пружинный маятник секундомер набор грузов. Порядок выполнения работы: Упражнение 1. О...
11597. Проверка основного закона динамики вращательного движения 139 KB
  Лабораторная работа по механике. Проверка основного закона динамики вращательного движения. Цель: 1 Определить момент инерции маятника Обербека; 2 проверить основной закон динамики вращательного движения. Приборы и принадлежности: установкамаятник Обербека нит...
11598. Определение момента инерции тел относительно оси методом крутильных колебаний 208 KB
  Фронтальная лабораторная работа по механике: Определение момента инерции тел методом крутильных колебаний. Цель работы: а определить момент инерции тела относительно оси
11599. Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения. 51 KB
  Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения. Цель работы: определить удельную теплоемкость неизвестного металла. Приборы и принадлежности: милливольтметр для измерения температуры секундомер технические весы щипцы. Порядок выполнения работ
11600. Определение скорости шаров после упругого и неупругого ударов. Проверка закона сохранения импульса 63.5 KB
  В проведенной нами лабораторной работе с помощью установки ФПМ-08 мы определил скорости шаров после упругого и неупругого ударов. При этом мы использовали закон сохранения импульса для замкнутой системы тел, понятия упругого и неупругого ударов. Скорость мы определяли по её описанной выше зависимости от начального угла...
11601. Измерить начальную скорость, сообщенную телу в горизонтальном направлении при его движении под действием силы тяжести 40 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 Цель работы: измерить начальную скорость сообщенную телу в горизонтальном направлении при его движении под действием силы тяжести. 1 Нахождение начальной скорости тела Опыт №1: Со стола Номер опыт
11602. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ 2.67 MB
  Лабораторная работа № 13 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Практическое освоение магнитометрического метода измерения горизонтальной составляющей напряженности индукции магнитного поля Земли. ПРИБОРЫ: 1.Тангенсгаль