普通高中数学课程标准 · 选修 A 类课程 · 原书第 50 页

微积分

专题 2.5 学分5 个单元21 条内容要求

本专题在数列极限的基础上建立函数极限和连续的概念;在具体的情境中用极限刻画导数,给出借助导数研究函数性质的一般方法;通过极限建立微分和积分的概念,阐述微分和积分的关系 (微积分基本定理)及其应用。本专题要考虑高中学生的接受能力,重视课程内容的实际背景,关注数学内容的直观理解,培养学生的数学抽象、数学运算、数学建模和逻辑推理素养,为进一步学习大学数学课程奠定基础。

1数列极限

  • 通过典型收敛数列的极限过程(当 n→∞n\to\infty 时,1n→0\dfrac{1}{n}\to 0,nn+1→1\dfrac{n}{n+1}\to 1,qn→0(0<∣q∣<1)q^{n}\to 0(0<|q|<1),a1n→1(a>0)a^{\frac{1}{n}}\to 1(a>0)),建立并理解数列极限的 ε\varepsilon-NN 定义。

    理解#
  • 探索并证明基本性质:收敛数列是有界数列。

    运用#
  • 通过典型单调有界数列 {1n}\left\{\dfrac{1}{n}\right\},{nn+1}\left\{\dfrac{n}{n+1}\right\},{qn}(0<q<1)\{q^{n}\}(0<q<1),{a1n}(a>0)\{a^{\frac{1}{n}}\}(a>0) 的收敛过程,理解基本事实:单调有界数列必有极限。

    理解#
  • 掌握数列极限的四则运算法则。

    掌握#
  • 通过典型数列的收敛性,理解 e\mathrm{e} 的意义。

    理解#

2函数极限

  • 通过典型函数的极限过程(当 x→ax\to a 时,x2→a2x^{2}\to a^{2};当 x→ax\to a 时,sin⁡x→sin⁡a\sin x\to\sin a;当 x→0x\to 0 时,ax→1(a>0a^{x}\to 1(a>0,且 a≠1)a\neq 1)),理解函数极限的 ε\varepsilon-δ\delta 定义。

    理解#
  • 掌握基本初等函数极限的四则运算。

    掌握#
  • 掌握两个重要函数极限:lim⁡x→0sin⁡xx=1\lim\limits_{x\to 0}\dfrac{\sin x}{x}=1,lim⁡x→∞(1+x)1x=e\lim\limits_{x\to\infty}(1+x)^{\frac{1}{x}}=\mathrm{e},并会求其简单变形的极限。

    掌握#

3连续函数

  • 理解连续函数的定义。

    理解#
  • 了解闭区间上连续函数的有界性、介值性及其简单应用(例如,用二分法求方程近似解)。

    运用#

4导数与微分

  • 借助物理背景与几何背景理解导数的意义,并能给出导数的严格数学定义。

    掌握#
  • 通过导函数的概念,掌握二阶导数的概念,了解二阶导数的物理意义与几何意义。

    掌握#
  • 了解复合函数的求导公式。

    了解#
  • 理解并证明拉格朗日中值定理,并能用其讨论函数的单调性。

    运用#
  • 会利用拉格朗日中值定理,证明一些不等式,例如,当 x>0x>0 时,sin⁡x<x\sin x<x,ln⁡(1+x)<x\ln(1+x)<x。

    运用#
  • 会利用导数讨论函数的极值问题,利用几何图形说明一个点是极值点的必要条件与充分条件(不要求数学证明)。

    运用#
  • 了解微分的概念及其实际意义,并会用符号表示。

    掌握#

5定积分

  • 通过等分区间求特殊曲边梯形面积的极限过程,理解定积分的概念及其几何意义与物理意义。

    理解#
  • 在单调函数定积分的计算过程中,通过微分感悟积分与导数的关系,理解并掌握微积分基本定理(牛顿-莱布尼茨公式 f(b)−f(a)=∫abf′(t) dtf(b)-f(a)=\int_{a}^{b} f'(t)\,\mathrm{d}t)。

    掌握#
  • 会利用基本初等函数的导数表和牛顿-莱布尼茨公式,求一些简单函数的定积分。

    掌握#
  • 会利用定积分计算某些封闭图形的面积,计算球、圆锥、圆台和三棱锥、三棱台的体积;能利用定积分解决简单的做功问题和重心问题。

    运用#

选修 A的其它主题