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1、節(jié)約資源、保護環(huán)境——“生活中的優(yōu)化問題”教學設計巍山一中數學組甘霖地球資源是有限的,為了可持續(xù)發(fā)展,人類應該節(jié)約資源、保護我們賴以生存的環(huán)境,需要解決好生活中很多像用料最少、效率最高、污染率最低等優(yōu)化問題。教學分析:本節(jié)內容是導數知識的應用。要使問題解決達到最優(yōu)化,首先要建立合適的函數關系,并確定函數的定義域,然后通過研究相應函數的性質,提出優(yōu)化方案,使問題得以解決。課時分配:1課時教學目標:1.知識與技能目標會利用導數求用料最省、效率最高、污染最低等優(yōu)化問題,體會導數在解決實際問題中的作用,提高將實際問題轉化為數學問題的能力。2.過程與方
2、法目標在利用導數解決實際問題中的優(yōu)化問題的過程中,進一步鞏固導數的相關知識,學生通過自主探究,體驗數學發(fā)現與創(chuàng)作的歷程,提高學生的數學素養(yǎng)。3.情感、態(tài)度與價值觀在學習應用6數學知識解決問題的過程中,培養(yǎng)和深化學生節(jié)約資源、保護環(huán)境的意識,以便讓學生的環(huán)保理念深入人心,并貫徹到解決生活中的實際問題。重點難點:重點:利用導數解決生活中的一些優(yōu)化問題。難點:將實際問題轉化為數學問題,根據實際利用導數解決生活中的優(yōu)化問題。教學過程引入新課提出問題:將一根長為1米的鐵絲彎成一個矩形,怎么彎才能使矩形的面積最大?活動設計:學生討論,主動發(fā)言,教師評論,
3、提醒學生說明理由。學情預測:由于該問題可操作性強,學生積極性應該很高,可以猜想,也可以計算。活動成果:彎成正方形時,面積最大??梢杂枚魏瘮祷蚧静坏仁絹碜C明。設計意圖:通過簡單的問題,一是激發(fā)學生的學習興趣,二是引出用代數(函數)的方法解決問題。可以用二次函數、不等式等知識解決,同樣應用導數也能解決,為應用導數知識解決實際問題做鋪墊。節(jié)約資源,人人有責提出問題:學?;虬嗉壟e行活動,通常需要張貼海報進行宣傳?,F讓你設計一張如圖所示的豎向張貼的海報,要求版心面積為128,上、下兩邊各空2,左右兩邊各空1。本著節(jié)約紙張的理念,如何設計海報的尺寸,
4、才能使四周空白面積最小?6活動設計:以小組為單位,研究實施方案,教師巡視、指導。學情預測:由于問題相對復雜,學生在猜想無果時,會嘗試用函數知識解決?;顒映晒航夥ㄒ唬涸O版心的高為,則版心的寬為,此時四周空白面積為,由基本不等式得當且僅當即時,寬為,能使四周空白面積最小為72。解法二:設版心的高為,則版心的寬為,此時四周空白面積為,求導數,得.令,解得.6于是寬為.當時,;當時,.因此,是函數的極小值點,也是最小值點。所以,當版心高為16,寬為8時,能使四周空白面積最小為72。設計意圖:對于比較復雜的實際問題,單靠猜想——證明的方法顯然不行,這
5、樣更提高了學生用導數知識解決問題的主動性,從而引出本節(jié)課的課題,并初步形成解題思路和解題步驟。求實際應用題的最大(最?。┲档囊话惴椒ㄊ牵?1)分析問題中各量之間的關系,把實際問題轉化為數學問題,建立函數關系式;(2)確定函數的定義域,并求出極值點;(3)比較各極值與定義域端點函數值的大小,結合實際,確定最值或最值點。保護環(huán)境,責無旁貸眾所周知,適量的化肥對于植物的生長和土地的養(yǎng)護都有積極作用,但是過量使用化肥,產生的無機鹽不僅會對植物的生長產生負面影響,更會對土地造成硬化等嚴重的土地養(yǎng)護問題。本著保護耕地的理念,對化肥的使用應該酌量而行。提出
6、問題:某塊耕地,保證植物生長的前提下,施用化肥一段時間后,有機鹽的含量與施用化肥的量的函數關系為,。為了將無機鹽含量降到最低,問:施用多少化肥最合理?6活動設計:以小組為單位,研究實施方案,教師巡視、指導。學情預測:由于問題相對復雜,學生會嘗試用函數知識解決?;顒映晒航猓河深}知,無機鹽含量為,求導數,得令,解得或.當時,;當時,.因此,是函數的極小值點,且有.當時,有,于是是函數的最小值點,即此時最合理。設計意圖:深化利用導數知識求最值問題和保護環(huán)境的理念,強化該型題目的解題思路和解題步驟。課堂小結“生活中的優(yōu)化問題”實際上是求實際問題的最
7、大(小)值,其主要步驟如下:(1)列出實際問題的數學模型,寫出實際問題中變量之間的函數關系;(2)求函數的導函數,解方程;(3)比較函數在區(qū)間端點和使的點的函數值的大小,最大(?。樽畲螅ㄐ。┲?。節(jié)約資源,保護環(huán)境,讓地球更美,需要每一個人的參與。布置作業(yè)6課本習題P37A56