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关于积分上限函数及其导数的教学设计

2019-08-31重庆交通大学段成均

数学大世界 2019年21期
关键词:原函数表达式连续性

重庆交通大学 段成均

由于积分上限函数是一个全新的概念,对它的学习,我们必须把握对数学概念理解的通用的步骤,那就是:概念的引入,概念的准确描述,概念所定义对象的性质,给定对象是否满足概念的定义,与概念相关的技巧培养。

一、相关概念的回顾及积分上限函数的引入

x 1 2 3 4… x 2 8 …

二、积分上限函数的意义是给出f(x)的一个原函数

定理1: 设f(x)在区间[a,b]2上连续,则φ(x)可导并且φ'(x)=f(x)。

通过对定理的证明,加深学生对f(x)的连续性假设的理解。同时给出不定积分与积分上限函数的联系,即f(x)的原函数与积分上限函数相差常数C:

三、关于积分上限函数的分析性质的讨论

在介绍和证明积分上限函数的分析性质时,除了定理1 中的可微性,我们还可以补充一个关于它的连续性的命题。即:

定理2:设f(x)在区间[a,b]2上可积分,则φ(x)在[a,b]2上连续。

为了让学生对φ(x)的连续性和可导性有更直观的了解,介绍如下例题:

解:因为f(x)在[-1,2]有界且仅有一个间断点,所以f(x)在[-1,2]可积分,从而φ(x)在[-1,2]连续。

四、与概念相关的技巧训练

为了让学生熟练掌握上面的求导公式,我们由浅入深地讲解如下三个例题。例2 是常见积分上限函数求导,例3 是关于积分上限函数的极限训练,例4 是常见两类特殊函数求导。

例2 计算下列各题:

例4 (1)已知求F'(x)。

分析:被积函数里含有x,故F(x)不是积分上限函数,但我们可以通过将x提到积分号外或换元,把问题转化为可以利用积分上限函数导数的问题来做。

(2)令μ=t-x,dt=du,

所以F'(x)=f'(-x)。

总的来说,在讲解一个新概念时,我们要思考概念是怎样引入的,和已经学过的旧概念有什么内在联系,概念的实质是什么,利用概念及其相关结论可以解决哪些问题。同时,由于数学概念非常抽象,所以我们要想办法降低其抽象度,以具体数字代替公式中的字母,用具体表达式代替抽象表达式,多从学生角度思考问题,教学效果会一步一步得到提高。

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