Конспект открытого урока по математике по теме "применение производных и построение графиков функций"
план-конспект урока на тему

государственное образовательное учреждение  среднего профессионального образования  Тульской области

«Липковский политехнический техникум»

                                                  Конспект урока

на тему «Применение производной к построению

                            графиков функции»

Рассмотрено                                        Утверждаю:

на заседании ЦК                             Зам. директора по УР

Председатель_________И.В. Кувшинова                                     _____________В.В. Аржакова

от «___»__________2013г.               «___» _______________2013г

Подготовил преподаватель

высшей категории дисциплины «математика»

Аржакова В.В.

«Предмет математики настолько серьезен, что полезно не упускать случая, делать его немного занимательным»  Паскаль

Увеличение умственной нагрузки на уроках математики заставляет  задуматься над тем, как поддержать у студентов интерес к изучаемой дисциплине. Ведь не секрет, что многие обучающиеся пасуют перед трудностями, а иногда и не хотят приложить определённых усилий для приобретения знаний. Студенты, поступающие в техникум, как правило, имеют слабую подготовку и полное отсутствие интереса к предмету. Поэтому добиться прочных знаний по математике крайне проблематично.

Тема урока: Применение производной к построению графиков функций

Цели урока:

1) образовательная: знакомство студентов с общей схемой исследования функции методом построения графика четной и нечетной функции, обучение проведению исследования и построению графика;

2) воспитательная: воспитание требовательного отношения к себе при самостоятельном изучении нового материала;

3) развивающая: развитие наблюдательности, умения рассуждать и аргументировать свои действия.

Оборудование:   записи на доске, карточки, сигнальные карточки (зеленая-красная), компьютер, мультимедиапроектор.

Тип урока: урок - теоретическое и практическое исследование.

Ход урока

I. Организационный момент Сообщение темы и целей урока. Озвучивая тему урока преподаватель отмечает, что необходимо использовать знания, полученные ранее:  таблицу производных, правила дифференцирования, а также темы «Возрастание и убывание функции», «Экстремумы функции», для того, чтобы показать связь изучаемой темы с другими темами программы, различными сферами практической деятельности.

П. Проверка домашнего задания

(Выполняется устно.)

-        Назовите промежутки убывания, возрастания, экстремумы функции.

При оценивании ответов обучающихся учитываются  их индивидуальные особенности и потенциал каждого обучающегося. Задания дифференцированы, для того чтобы обучающиеся почувствовали свой успех.

III. Актуализация опорных знаний

На начальном этапе  создаются условия для дальнейшей эффективной работы на уроке: организация рабочего пространства, привлечение внимания обучающихся к предстоящей учебной деятельности, учебному предмету.

Цели и задачи опроса носят обучающий характер, они соответствуют предметному материалу, излагаемому преподавателем.

Задание 1.

Тест.

(Задания выполняются по вариантам с последующей взаимопроверкой на компьютере.)

-        По изображенному графику установите соответствие между каждым интервалом (А-Е) и характером поведения функции на этом интервале.

Вариант I

Интервалы: А = (-3;0); В = (-2;0); С = (-2;2); D = (0;3); Е = (1;3).

Поведение: 1) убывает; 2)возрастает 3) имеет минимум; 4) имеет максимум.

Ответы: А2, В2, С4, D1, Е1.

Вариант II

Интервалы: А = (-3;-1); B=(l; 3); C=(-l;  l); Д=(0;2); Е = (-2;0).

Поведение: 1) убывает; 2) возрастает; 3) имеет минимум; 4) имеет максимум.

 Ответы: А2, В3, С4, D1, Е2.

- Обменяйтесь тетрадями, проверьте работу соседа по компьютеру.  Поднимите зеленую карточку, у кого нет ошибок. Поднимите красную карточку, у кого  ошибка.

IV. Работа с учебником

Самостоятельное изучение нового материала по плану, записанному на доске.  

План:

1.      Прочитать текст параграфа «Применение производной к построению графиков     функций». Дать возможность обучающимся самостоятельно ставить и решать задачи в рамках изучаемой темы.
2. Записать в тетрадь схему исследования функции.
3. Записать с преподавателем образец решения заданий 2 и 3. Преподаватель строит работу таким образом, чтобы получить информацию об уровне усвоения учебного материала различными обучающимися.
4.      Рассмотреть метод построения графика четной (нечетной)
   функции на примере одной из задач учебника.

Образцы решений.

Задание 2. Постройте график функции  у= (х) = х3 - 2х2 + х.

Решение.

1. Область определения D(f) = R.

2. Найдем производную f'(x) = (х3 - 2х2 + х )' = Зх2- 4х +1.
3. Найдем критические точки, решив уравнение  f'(x)  =  0.   Зх2- 4х + 1 = 0,

(Зх-1) (х-1) = 0

Х1 =1,   X2= 1/3

4. Найдем промежутки возрастания и убывания, используя метод интервалов и правило чередования знаков.

Функция возрастает на промежутках:  (-∞, 1/3) и (1,+ ∞), так как f'(x) 

Так как f'(x)<0 на промежутке (1/3, 1),         значит, функция убывает на этом промежутке.

5. При переходе через точку х = - знак производной меняется с «+» на «-», значит, это точка максимума. При переходе через точку х = 1 знак производной меняется с «-» на «+», значит, это точка минимума. Значения в экстремумах равны:

f (1/3)=  (1/3)3-2 (1/3)2+ 1/3= 4/27;

f (1)=  1-2 +1=0

Составим таблицу по результатам исследования

7.        Найдем абсциссы точек пересечения графика с осью Ох:
х3 -2х2 + х = 0,

Х (х2 -2х + 1) =0,

Х (х -1)2 =0,

х = 0 или х = 1.

8.        Построим график функции.

Задание 3. Постройте график функции    f(х) = 1- 5/2 х2 -х5.

Решение.

1. Область определения D(f) =R.
2. Найдем производную     f'(x = -5х - 5х4 = -5 х (1 +х3).
3. Найдем критические точки, решив уравнение f'(x) = 0. -5х(1 + х3) = 0, следовательно,

Х1 =0, х2 = -1.

4.Найдем промежутки возрастания и убывания, используя метод интервалов и правило чередования знаков:

 для производной
 f'(x =-5х (1+х3) имеем 3 интервала знак постоянства:

 (-∞;-1); (-1;0); (0;+ ∞).

 f'(x)>0 на промежутке (-1; 0), значит, функция возрастает на этом промежутке.

Аналогично f'(x) < 0 на промежутках (-∞;—1) и (0; +∞), значит, функция на них убывает.

5. При переходе через точку х = -1 производная меняет знак с «-» на «+», значит, это точка минимума. При переходе через точку х = 0 производная меняет знак с «+» на «-», значит, это точка максимума. Значения в экстремумах равны:

f(-1)=-0,5 f(0)=1

5.Творческое задание

Задачи, выделенные преподавателем, конкретизируют цель, представляя собой промежуточный результат, способствующий достижению основной цели урока.

Материал представлен в доступной обучающимся форме в соответствии с дидактическими принципами.

Задание 4.

Завершите эскиз графика функции, зная, что у = f(x) - четная функция,

а)

Ответ:

б)

Ответ:

Задание 6.

Закончите фразу.

1)        График четной функции симметричен относительно... (оси Оу).

2)        График нечетной функции симметричен относительно... (нача-
ла координат (0; 0)).

VI. Закрепление изученного материала

Задачи способствуют развитию познавательных способностей обучающихся.

Задание 7. Постройте график функции.

(Работа над заданиям под пунктами а) и б) ведется на доске по очереди;

 в) - самостоятельно с самопроверкой по компьютеру     (См. Приложение.)

а) у = 6х4-4х6;

б) у= 1/10х5-5/6х3 + 2х

в)        у = -х3 + 4х2 - 4х;

Задание 8. Постройте график функции.

Работа в группах по 4 человека. Один из учащихся каждой группы решает  на обратной стороне доски. Группы решают примеры по очереди, консультируясь друг с другом в группе.( См. приложение.)

а) у = 2 + 5х3 -Зх5;

б)        у = 4х5 -5х4;

в)        у = Зх5 -5х3.

VII. Подведение итогов урока

-        По какой схеме проводится исследование свойств функции? 

Ответ:

Надо найти:

1. Область определения функции (D(f) = Ra).
2. Производную (f'(x)).
3. Стационарные точки (f'(x = 0)
4. Промежутки возрастания и убывания (методом интервалов).
5. Точки экстремума и значение функции в этих точках.

6. а) Точки пересечения с осью  Ох (если возможно);

  б) несколько дополнительных точек графика (для более точного построения).

-        А сейчас проведем аукцион понимания графиков.

Задание 9. Назовите как можно больше свойств функции, график которой изображен.

(На экран по очереди проецируются графики функций на компьютере. Студенты дают  ответы. Каждый правильный ответ оценивается 1 баллом, а самый последний - 3 баллами. Студенты, набравшие наибольшее количество баллов, получают оценку «5».)

а)

Свойства:

1. убывает;
2. возрастает;
3. точки минимума;
4. точки максимума;
5. точки перегиба;
6. четность (нечетность);
7. область определения;

8. область значений;
9. точки пересечения с Ох;

10. точки пересечения с Оу;
11. симметричность графика функции;
12. функция принимает положительные значения;
13. функция принимает отрицательные значения;
14. наибольшее значение функции;
15. наименьшее значение функции.

Домашнее задание

Задание 10.

Построить график функции:

 a)у= = 3х +1/3х

б)        у = хех;

в)        у = 2 + Зх - х3.

Приложение

Решения Задание 7.

а) Решение.

1.        D(f) = R.

2.        Функция у(-х) = 6(-х)4 -4(-х)6 = 6х4 -4х6 = у(х) четная, гра-
фик симметричен относительно Оу.

 Исследуем на (0; +∞),

3.        Находим производную у' =24х3 -24х5.

4.Находим критические точки:   у' = 0, 24х3(1 –х2) = 0, х1= 0,
х2,3=±1.

5.        Промежутки возрастания и убывания.

График

б) Решение.

1. D(ƒ)= R.
2. Функция у(-х) = 1/10(-х)5 – 5/6(-х') + 2(-х) = -1/10х5 + 5/6х3 -

-2х = -у(х) нечетная, график симметричен относительно начала координат. Исследуем на (0; +∞).

3. Находим производную  f'(x) = ½ х4-5/2х2 +2.
4. Находим критические точки:  f'(x = 0, х4 -5х2 + 4 = = (х2 - 4)(х2 - I) = (х - 2)(х + 2)(х - 1)(х +1) = 0,

Х1= +2, х2=-2, х3=+1, х4 =-1

График

В)Решение

1. Находим производную у' = -Зх2 +8х-4.
2. Находим критические точки: у' = 0, -Зх2 + 8х - 4 =

= -(Зх-2)(х-2) = 0,      х1=2, х2 =2/3.

5.        Знаки производной.

6. Промежутки возрастания и убывания.

.

Задание 8.

а) Решение.

1. D(y) = R.
2. Находим производную у' = 15х2 -15х4.
3. Находим критические точки: у' = 0, 15х2(1 -х2) = 0,  х1=0,х2=+1,х3=-1
4. Знаки производной.

5.Промежутки возрастания и убывания.

б) Решение.

1. D(y) = R.
2. Находим производную у' = 20х4 -20х3.
3. Находим критические точки: у' = 0, 20х3(х-1) = 0,

X1=0      х2=1

4.        Знаки производной.

5. Промежутки возрастания и убывания.

в) Решение.

4. D(y) = R.

2.        Функция у(-х) = 3(-х)5 -5(-х)3 = -Зх5 +5х3 = -(Зх5 -5х3) не-
четная, график функции симметричен относительно начала коор-
динат. Исследуем функцию на (0; +оо).

3.        Находим производную у' = 15х4 - 15х2 = 15х2(х2 -1).

4. Находим критические точки: у' = 0, 15х2(х2 -1) = 0, х, =0, х2,3 =±1.
5. Знаки производной.

       +                   -               -                   +

______________________________________________

                  -1              0                 1                                             х

6. Промежутки возрастания и убывания.