的方式加强学1生对新概念的x=aoai"an为实数x的n位不足近似;x=x,+称为实数x的n位过10%理解.再配合两个简单的练习剩近似;对于实数x=-aoai"an",其n位不足近似xn=-aoai"an"-题巩固学生的n位过剩近似xn=-aoaian"10记忆注:实数x的不足近似x,当n增大时不减,即有xo≤x1≤x2≤≤x过剩近似x当n增大时不增,即有xo≥xi≥x≥≥x雨课堂一课堂习例:设x=32.17569352求题X5,X6, x5,x6, (-x)3 (-x)4, (-x)3, (-x)4命题:记x=aoai"an",y=bobibn"为两个实数,则x>y的等【师】线上发布测试价条件是:存在非负整数n,使x,>y,(其中x,为x的n位不足近似,y,为【生】在线作答y的n位过剩近似)【设计意图】检例:设x,y为实数,x<y,证明存在有理数",满足x<r<y:测学生对集合不足近似与过证,由x<y,知:存在非负整数n,使得x<yn令剩近似概念掌握情况.,则r为有理数,且x≤x,<r<y,≤y.即x<r<y.3、实数常用性质教学难点。封闭性(实数集R对+,-,×,)四则运算是封闭的,即任意两【师】实数的性质是教学难点个实数的和、差、积、商(除数不为0)仍是实数授课过程中结·有序性:任意两个实数a,b必满足下列关系之一:合例题,使学生在思考的过程a<b,a>b,a=b.中理解并熟练运用相关性质·传递性;a<b,b>c=a>c·阿基米德性:Va,beR,b>a>0=3neN使得na>b.课程思政·稠密性:两个不等的实数之间总有另一个实数。【师】阿基米德是古希腊数学。实数集R与数轴上的点有着一一对应关系家、哲学家。他例2设Va,beR,证明:若对任何正数,有a<b+s,则a<b曾说过:“给我一个支点,我就(提示:反证法,利用"有序性",取ε=a-b)能撬起整个地球。"阿基米德
𝑥 = 𝑎0𝑎1 ⋯ 𝑎𝑛为实数 x 的 n 位不足近似; 1 10 n n n x x = + 称为实数 x 的 n 位过 剩近似;对于实数𝑥 = −𝑎0𝑎1 ⋯ 𝑎𝑛 ⋯,其 n 位不足近似𝑥𝑛 = −𝑎0𝑎1 ⋯ 𝑎𝑛 ⋯ − 1 10 𝑛; n 位过剩近似𝑥𝑛 = −𝑎0𝑎1 ⋯ 𝑎𝑛 ⋯. 注:实数 x 的不足近似 n x 当 n 增大时不减,即有𝑥0 ≤ 𝑥1 ≤ 𝑥2 ≤ ⋯ ≤ 𝑥; 过剩近似 n x 当 n 增大时不增,即有𝑥0 ≥ 𝑥1 ≥ 𝑥 ≥ ⋯ ≥ 𝑥. 例: 设𝑥 = 32.17569352 ⋯,求 𝑥5, 𝑥6, 𝑥5, 𝑥6, (−𝑥)3, (−𝑥)4, (−𝑥)3, (−𝑥)4. 命题:记𝑥 = 𝑎0𝑎1 ⋯ 𝑎𝑛 ⋯,𝑦 = 𝑏0𝑏1 ⋯ 𝑏𝑛 ⋯为两个实数,则 x y 的等 价条件是:存在非负整数 n,使 n n x y (其中 n x 为 x 的 n 位不足近似, n y 为 y 的 n 位过剩近似). 例:设 x y, 为实数, x y ,证明存在有理数 r ,满足 x r y . 证 . 由 x y , 知 : 存 在 非 负 整 数 n ,使得 n n x y . 令 ( ) 1 2 n n r x y = + ,则 r 为有理数,且 n n x x r y y .即 x r y . 3、实数常用性质 ⚫ 封闭性(实数集R对 + − , , , )四则运算是封闭的.即任意两 个实数的和、差、积、商(除数不为0)仍是实数. ⚫ 有序性 : 任 意 两 个 实 数 ab, 必 满 足 下 列 关 系 之 一 : a b a b a b = , , . ⚫ 传递性; a b b c a c , . ⚫ 阿基米德性: a b R b a n N , , 0 使得 na b . ⚫ 稠密性:两个不等的实数之间总有另一个实数. ⚫ 实数集R与数轴上的点有着一一对应关系. 例2.设 a b R , ,证明:若对任何正数 ,有 a b + ,则 a b . (提示:反证法.利用“有序性”,取 = − a b ) 的方式加强学 生对新概念的 理解.再配合两 个简单的练习 题巩固学生的 记忆. 雨课堂-课堂习 题 【师】线上发布 测试. 【生】在线作 答. 【设计意图】检 测学生对集合 不足近似与过 剩近似概念掌 握情况. 教学难点 【师】实数的性 质是教学难点. 授课过程中结 合例题,使学生 在思考的过程 中理解并熟练 运用相关性质. 课程思政 【师】阿基米德 是古希腊数学 家、哲学家。他 曾说过:“给我 一个支点,我就 能撬起整个地 球。”阿基米德
的几何著作是希腊数学的顶二、绝对值与不等式峰,他把欧几里1、绝对值的定义得严格的推理方法与柏拉图a,a≥0鲜艳的丰富想实数α的绝对值的定义为α=[-a a<0象和谐地结合在一起,达到了2、几何意义:从数轴看,数α的绝对值a就是点α到原点的距离.认识到至善至美的境界。这一点非常有用,与此相应,x一α表示就是数轴上点x与α之间的距【设计意图】由离阿基米德的故事引申思政教3、性质育,鼓励学生勇1)[aH-a0,|a=0a=0(非负性);于探索创新.2)al;3)|akh-h<a<h,[ah-h≤a≤h.(h>0);4)对任何a,bR有|a|-ba±ba|+|bl(三角不等式);教学难点5[abal-[b];【师】实数绝对值的有关性质[al_ [al(b+0).6)以及常见的不[6]~16]等式是分析论练习题:证的重要工具,也是教学难点1证明:对任何xeR有授课过程中结(1) [x-1/+/x-21;合练习题,使学生在思考的过(2) 1x-1/+/x-2|+|x-32程中理解并熟练运用相关性2.证明:x-x-质和不等式。S1.2数集·确界原理一、区间与邻域1、区间(用来表示变量的变化范围)设a,beR且a<b
二、绝对值与不等式 1、绝对值的定义 实数 a 的绝对值的定义为 , 0 | | 0 a a a a a = − . 2、几何意义:从数轴看,数 a 的绝对值 | | a 就是点 a 到原点的距离.认识到 这一点非常有用,与此相应, | | x a − 表示就是数轴上点 x 与 a 之间的距 离. 3、性质 1) | | | | 0;| | 0 0 a a a a = − = = (非负性); 2) − | | | | aaa ; 3) | | a h h a h − ,| | .( 0) a h h a h h − ; 4)对任何 a b R , 有 | | | | | | | | | | a b a b a b − + (三角不等式); 5) | | | | | | ab a b = ; 6) | | | | a a b b = ( b 0 ). 练习题: 1.证明:对任何 x R 有 (1) | 1| | 2 | 1 x x − + − ; (2) | 1| | 2 | | 3| 2 x x x − + − + − . 2.证明: | | | | | | x y x y − − . §1.2 数集·确界原理 一、区间与邻域 1、区间(用来表示变量的变化范围) 设 a b R , 且 a b . 的几何著作是 希腊数学的顶 峰,他把欧几里 得严格的推理 方法与柏拉图 鲜艳的丰富想 象和谐地结合 在一起,达到了 至善至美的境 界。 【设计意图】由 阿基米德的故 事引申思政教 育,鼓励学生勇 于探索创新. 教学难点 【师】实数绝对 值的有关性质 以及常见的不 等式是分析论 证的重要工具, 也是教学难点. 授课过程中结 合练习题,使学 生在思考的过 程中理解并熟 练运用相关性 质和不等式
开区间:(xeR|a<x<b)=(a,b)有限区间闭区间:(xeRa≤x≤b)=[a,b][闭开区间:(xeR|a≤x<b]=[a,b)半开半闭区间[开闭区间:(xeR|a<x≤b)=(a,b)区间(xe R[x≥a] =[a,+0)(xe R[x≤a)=(-00,a]无限区间(xR|x>a)=(a,+00)(xeR/x<a)=(-00,a)教学重点(xe R/-00 <x<+00] = R.【师】区间与邻2、邻域域的概念是教联想:“邻居”,字面意思:“邻近的区域”,与a邻近的"区域"很多,到底学重点内容.在哪一类是我们所要讲的"邻域"呢?就是“关于a的对称区间";如何用数学语言讲授过程中要来表达呢?确保数学语言的严谨性与逻(1)a的s邻域:设aeR,s>0,满足不等式/x-ak的全体辑性。实数x的集合称为点a的邻域,记作U(a,),或简记为U(a),即U(a,0)=(x[x-ak8)=(a-,a+8)(2)点a的空心邻域U(a,8)=[x0 x-ak8)=(a-8,a)u(a,a+)@U(a)(3)a的右邻域和点a的空心右邻域Ut(a;)=[a,a+)=U.(a)=(x|a≤x<a+S);U(a;8)=(a,a+8)U(a)=(xa<x<a+8)(4)点a的左邻域和点a的空心8左邻域U-(a;8)=(a-8,a) U_(a)=(xla-8<x≤a);U(a;8) = (a- 8,a) U(a) = (xla- <x<a)(5)0邻域,+00邻域,-邻域U()=(xx>M),(其中M为充分大的正数)U(+0)=(x|x> M), U(-) =(x|x<-M )二、有界集与无界集什么是界"?
| ( , ) . | [ , ]. | [ , ) | ( , ] | [ , ). | ( , ]. | ( , ). | ( , ). | . x R a x b a b x R a x b a b x R a x b a b x R a x b a b x R x a a x R x a a x R x a a x R x a a x R x R = = = = = + = − = + = − − + = 开区间: 有限区间 闭区间: 闭开区间: 半开半闭区间 开闭区间: 区间 无限区间 2、邻域 联想:“邻居”.字面意思:“邻近的区域”.与 a 邻近的“区域”很多,到底 哪一类是我们所要讲的“邻域”呢?就是“关于 a 的对称区间”;如何用数学语言 来表达呢? (1) a 的 邻域:设 a R , 0 ,满足不等式 | | x a − 的全体 实数 x 的集合称为点 a 的 邻域,记作 U a( ; ) ,或简记为 U a( ) ,即 U a x x a a a ( ; ) | | ( , ) = − = − + . (2) 点 a 的空心 邻域 ( ; ) 0 | | ( , ) ( , ) ( ) o o U a x x a a a a a U a = − = − + @ . (3) a 的 右邻域和点 a 的空心 右邻域 𝑈+(𝑎; 𝛿) = [𝑎, 𝑎 + 𝛿) ≜ 𝑈+(𝑎) = {𝑥|𝑎 ≤ 𝑥 < 𝑎 + 𝛿}; 𝑈+ 0 (𝑎; 𝛿) = (𝑎, 𝑎 + 𝛿) ≜ 𝑈+ 0 (𝑎) = {𝑥|𝑎 < 𝑥 < 𝑎 + 𝛿}. (4) 点 a 的 左邻域和点 a 的空心 左邻域 𝑈 − (𝑎; 𝛿) = (𝑎 − 𝛿, 𝑎] ≜ 𝑈−(𝑎) = {𝑥|𝑎 − 𝛿 < 𝑥 ≤ 𝑎}; 𝑈− 0 (𝑎; 𝛿) = (𝑎 − 𝛿, 𝑎) ≜ 𝑈+ 0 (𝑎) = {𝑥|𝑎 − 𝛿 < 𝑥 < 𝑎}. (5) 邻域, + 邻域, − 邻域 U x x M ( ) | | , = ( 其 中 M 为 充 分 大 的 正 数 ); U x x M ( ) , + = U x x M ( ) − = − 二、有界集与无界集 什么是“界”? 教学重点 【师】区间与邻 域的概念是教 学重点内容.在 讲授过程中要 确保数学语言 的严谨性与逻 辑性
定义1(上、下界):设S为R中的一个数集.若存在数M(L)使得一切xES都有x≤M(x≥L),则称S为有上(下)界的数集.数M(L)称为S的上界(下界);若数集S既有上界,又有下界,则称S为有界集,问题延伸【师】提问已知若数集S不是有界集,则称S为无界集,有界的定义,那注:1)上(下)界若存在,不唯一;2)上(下)界与S的关系如何?无界的定义用看下例:数学语言如何描述?例1讨论数集N,=(nn为正整数)的有界性,【生】积极回答分析:有界或无界←上界、下界?下界显然有,如取L=1;上界【设计意图】激似乎无,但需要证明,发学生的学习解:任取nEN,显然有n≥1,所以N,有下界1;但N,无上兴趣和探索精神界。证明如下:假设N.有上界M,则M>0,按定义,对任意nEN.,都有n≤M,这是不可能的,如取n=[M]+l,则ngEN+,且n>M.综上所述知:N是有下界无上界的数集,因而是无界集例2证明:(1)任何有限区间都是有界集;(2)无限区间都是无界集,(3)由有限个数组成的数集是有界集[问题]:若数集S有上界,上界是唯一的吗?对下界呢?(答:不唯一,有无穷多个)三、确界与确界原理1、确界的定义引入新定义定义2(上确界)设S是R中的一个数集,若数n满足:(1)对一切【师】确界的定义是教学重点xeS,有x≤n(即n是S的上界)(2)对任何α<n,存在xS,使得内容.以提出问题的方式引出X>α(即n是S的上界中最小的一个),则称数n为数集S的上确界,记作确界的定义,加强学生对“确n=supS界”这一新概念的理解.再配合定义3(下确界)设S是R中的一个数集,若数≤满足:(1)对一切xES两个简单的练习题巩固学生有x≥(即是S的下界);(2)对任何β>,存在xS,使得x<β的记忆.(即是S的下界中最大的一个),则称数5为数集S的下确界,记作
定义1(上、下界): 设 S 为 R 中的一个数集.若存在数 M L( ) , 使得一切 x S 都有 x M x L ( ) ,则称S为有上(下)界的数集.数 M L( ) 称为S的上界(下界);若数集S既有上界,又有下界,则称S为 有界集. 若数集S不是有界集,则称S为无界集. 注:1)上(下)界若存在,不唯一;2)上(下)界与S的关系如何? 看下例: 例 1 讨论数集 N n n + = | 为正整数 的有界性. 分析:有界或无界 上界、下界?下界显然有,如取 L =1 ;上界 似乎无,但需要证明. 解:任取 0 n N + ,显然有 0 n 1 ,所以 N+ 有下界1;但 N+ 无上 界.证明如下:假设 N+ 有上界 M,则 M>0,按定义,对任意 0 n N + ,都 有 0 n M ,这是不可能的,如取 0 n M = + [ ] 1, 则 0 n N + ,且 0 n M . 综上所述知: N+ 是有下界无上界的数集,因而是无界集. 例 2 证明:(1)任何有限区间都是有界集;(2)无限区间都是无 界集;(3)由有限个数组成的数集是有界集. [问题]:若数集S有上界,上界是唯一的吗?对下界呢?(答:不唯 一 ,有无穷多个). 三、确界与确界原理 1、确界的定义 定义2(上确界) 设S是R中的一个数集,若数 满足:(1) 对一切 x S , 有 x (即 是S的上界); (2) 对任何 ,存在 0 x S ,使得 0 x (即 是S的上界中最小的一个),则称数 为数集S的上确界,记作 = sup . S 定义3(下确界)设S是R中的一个数集,若数 满足:(1)对一切 x S , 有 x (即 是S的下界);(2)对任何 ,存在 0 x S ,使得 0 x (即 是S的下界中最大的一个),则称数 为数集S的下确界,记作 问题延伸 【师】提问已知 有界的定义,那 无界的定义用 数学语言如何 描述? 【生】积极回 答. 【设计意图】激 发学生的学习 兴趣和探索精 神. 引入新定义 【师】确界的定 义是教学重点 内容.以提出问 题的方式引出 确界的定义,加 强 学 生 对 “ 确 界”这一新概念 的理解.再配合 两个简单的练 习题巩固学生 的记忆
E=infs上确界与下确界统称为确界雨课堂一课堂习例1讨论数集S=(xx为区间(0,1)中的有(无)理数的确界题【师】线上发布分析:通过数轴看有无上、下界,进一步讨论上、下确界,测试.提示:利用有理数集在实数集中的稠密性:supS=1,inf S=0【生】在线作答例2.设E=(-ln=1,2,)证明:supE=1,infE=【设计意图】检测学生对确界2、确界的性质知识掌握情况.。唯一性:若数集S存在上(下)确界,则一定是唯一的;。若数集S存在上、下确界,则有infS<supS;数集S的确界可能属于S,也可能不属于S;。存在性一定理1.1(确界原理)设S为非空数集,若S有上界,则教学难点【师】确界原理S必有上确界;若S有下界,则S必有下确界.是教学难点内例3设数集S有上界,证明:n=supSeS-n=maxS容.授课过程中结合例题,使学分析:由确界原理,SupS意义,按确界定义证明生在思考的过程中理解并熟例4、设A、B为非空数集,满足:对一切xEA和yEB有x≤y.证练运用确界原理解决具体问明:数集A有上确界,数集B有下确界,且supA≤infB题分析:首先,证明supA,infB.有意义,用确界原理,其次,证明sup A≤ inf B.例5设A、B为非空有界数集,S=AUB,证明:(1)sup S=max(sup A,sup B): (2) inf S=min(inf A,inf B)分析:首先,由S=AUB及A、B的性质知,S也是非空有界集:其次,证明(1)、(2)【生】总结知识点和思想方法。实数:实数及其性质、绝对值与不等式【师】鼓励学生课堂区间与邻域,确界的定义;勇于探索创新.小结集合的有界性,确界原理
= inf S . 上确界与下确界统称为确界 例 1 讨论数集 S x x = 为区间(0,1)中的有(无)理数 的确界. 分析:通过数轴看有无上、下界,进一步讨论上、下确界. 提示:利用有理数集在实数集中的稠密性. sup 1,inf 0. S S = = 例 2.设𝐸 = { 𝑛 𝑛+1 |𝑛 = 1,2, ⋯ }证明: 𝑠𝑢𝑝 𝐸 = 1, 𝑖𝑛𝑓 𝐸 = 1 2 . 2、确界的性质 ⚫ 唯一性:若数集S存在上(下)确界,则一定是唯一的; ⚫ 若数集S存在上、下确界,则有 inf sup S S ; ⚫ 数集S的确界可能属于S,也可能不属于S; ⚫ 存在性——定理1.1(确界原理)设S为非空数集,若S有上界,则 S必有上确界;若S有下界,则S必有下确界. 例 3 设数集S有上界,证明: = = sup max . S S S 分析:由确界原理, sup S 意义,按确界定义证明. 例 4.设A、B为非空数集,满足:对一切 x A 和 y B 有 x y . 证 明:数集A有上确界,数集B有下确界,且 sup inf . A B 分析:首先,证明 sup ,inf . A B 有意义,用确界原理.其次,证明 sup inf . A B 例 5 设 A 、 B 为 非 空 有 界 数 集 , S A B = , 证 明 :( 1 ) sup max sup ,sup S A B = ;(2) inf min inf ,inf S A B = . 分析:首先,由 S A B = 及A、B的性质知,S也是非空有界集.其次, 证明(1)、(2). 雨课堂-课堂习 题 【师】线上发布 测试. 【生】在线作 答. 【设计意图】检 测学生对确界 知识掌握情况. 教学难点 【师】确界原理 是教学难点内 容.授课过程中 结合例题,使学 生在思考的过 程中理解并熟 练运用确界原 理解决具体问 题. 课堂 小结 实数:实数及其性质、绝对值与不等式; 区间与邻域,确界的定义; 集合的有界性,确界原理. 【生】总结知识 点和思想方法。 【师】鼓励学生 勇于探索创新