微积分在初等数学中应用

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1、.目录摘要┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2关键词┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄21.引言┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22.微积分在初等数学中的应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄22.1严格地推导出一些面积和体积公式┄┄┄┄┄┄┄┄┄22.2求函数的极值┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄32.3讨论函数的单调性┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42.4用微分法求曲线的切线┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄52.5微积分在代数教学中应用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄72.

2、6用于证明不等式和恒等式┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄73.结束语┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄8参考文献┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄9...微积分在初等数学中的应用摘要：本文通过对微分在解决一些初等函数单调性、求曲线的切线以及几个初等数学命题的积分证明等问题的讨论，同时举出具体的实例来证明，为我们解决一些初等数学问题提供了一些新的思想，使微积分对初等数学的指导作用得到具体体现。关键词：微分；积分；初等数学；应用；高等数学；导数1.引言微积分是高等数学的重要组成部份，又是初等数学与高

3、等数学相衔接的具体内容之一，因此研究微积分在初等数学中的应用很有必要，并且我国现在普遍使用的高中数学教材(人民教育出版社)中,增加了微积分的部分知识。高等数学是在初等数学基础上经过一系列数学概念、原理、方法和思想的演变，最终成为一门高度抽象、逻辑严密的科学体系。用高等数学的思想、观点、原理和方法去认识、理解和解决初等数学问题，可以进一步地充实初等数学的某些理论的论述深度，以及进一步熟练地掌握用初等方法解决问题的技能。所以本文将从微积分的角度简单地论述高等数学知识对初等数学的指导作用。2.微积分在初等数学中的应用2

4、.1严格地推导出一些面积和体积公式圆和椭圆的面积、球的体积等,在中学数学中均会涉及,但其公式运用初等数学知识并不能证明,只能通过直观教具的演示或直观说明得到。有了微积分知识后,这些公式就很容易严格推导了。例1求半径为r的圆的面积解以圆心为坐标原点,建立坐标系,则该圆方程为,其圆面积为令,则...类似地可严格推导出椭圆面积公式和球的体积公式,另外,中学生熟悉的许多旋转体体积公式也可用此方法严格推导出,这样,不仅增强了中学数学的严谨性,还可丰富中学数学的教学内容。2.2求函数的极值初等数学中,经常用不等式、配方等方法

5、求极值。这些方法的优点是学生熟悉,易于掌握。但这些方法往往有三个缺点:一是技巧性要求较高,特别是对较复杂的问题;二是适用面较窄,只能解一些较特殊的问题;三是容易混淆极值和最值两个概念,遗漏了极值。用微积分方法求极值,有固定程序可循,技巧性要求低一些,适用面也广一些,极值和最值也容易区分。例2求的极值。解,令得解得或,由可得或.因此,当时,得;当时,得;当时,得;此题若用配方法解,可得,当时,得;当时,得,但很容易遗漏....2.3讨论函数的单调性初等数学中讨论函数的单调性时,经常在某区间任取,,令<,若,则在该区

6、间单调增加,若,则在该区间单调减少。该方法的优点是直观易懂,其缺点是函数表达式较复杂时判断的正负比较困难,往往要求运用较高技巧,且适用面也较窄。运用微积分方法讨论函数单调性时,只需求出,再考虑的正负即可。该方法简便易行,不需多大技巧,且适用面也较宽。例3判定函数和在上的增减性。解.令,得或;令,得,所以在和内单调增加,在内单调减少。,故在内单调增加。以上用微积分法讨论函数和的单调性时,均无需多大技巧,且过程类似,都较简单。但若用初等方法讨论,不仅需要一些技巧,而且解法也不能一样,均较繁难一些。对于函数,令,则故在

7、内单调增加。对于函数,若同样令,...此时就不容易判断单调性了。从这里可明显看到微积分方法讨论函数单调性的优越之处。2.4用微分法求曲线的切线在初中数学中，曲线的切线没有一般的定义。例如，圆的切线定义为与圆只有一个交点的直线，但把这一定义用到其他曲线上就不行了。如直线与抛物线只有一个交点，是的切线，但与抛物线也只有一个交点，但却不是的切线，由此可见，用“一个交点”来定义切线并不能用于所有曲线。而学了微积分的知识后，就可以给出曲线切线的一般定义了。定义：设是曲线上一定点，是该曲线上一动点，从而有割线，令沿着曲线无限

8、趋近于，则割线的极限位置就是曲线在的切线（如果极限存在的话）。切线的斜率：设曲线是函数的图像，是曲线上的一个点，它的横坐标是，为了求出在点切线，在曲线上另取一点，它的横坐标是(可以是正也可以是负），作割线，作平行于轴，以表示与轴的夹角，则的斜率为（如图1）...此时，，，，于是有：现在使点沿曲线移动，逐渐移近到，则割线的位置也随着变动，当趋向于时，割线的极限位置为，这一条