Sử dụng phần mềm toán học maple thiết kế bài giảng khảo sát và vẽ đồ thị hàm số

Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA TIN - - TRẦN THỊ THẮM SỬ DỤNG PHẦN MỀM TOÁN HỌC THIẾT KẾ BÀI GIẢNG KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ HÀM SỐ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Ngày nay, cách mạng khoa học kỹ thuật giới đà phát triển với bước tiến vượt bậc thành tựu chúng, lĩnh vực cơng nghệ thơng tin (CNTT), nhanh chóng ứng dụng vào nhiều mặt đời sống xã hội, bao gồm hoạt động giáo dục đào tạo Với ngành giáo dục, CNTT tạo cách mạng nhiều lĩnh vực chẳng hạn giáo dục mở, giáo dục từ xa… phải kể đến vai trị khơng thể phủ nhận CNTT việc đổi nội dung phương pháp giảng dạy Đây vấn đề xu tất yếu dạy học đại Nắm bắt kịp thời xu ấy, từ thập niên 90 kỷ XX, Đảng, Nhà nước ngành giáo dục nước ta đặc biệt quan tâm đến vấn đề ứng dụng CNTT nhằm thúc đẩy trình đổi phương pháp dạy học góp phần nâng cao hiệu giáo dục đào tạo Sự quan tâm thể rõ tinh thần nghị TW II, Khóa VIII: “Đổi phương pháp giáo dục – đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học” Tinh thần cụ thể hóa Chỉ thị 58-CT/TW Bộ Chính trị (17/10/2000) Chỉ thị 29/2001/CTBGD&ĐT Bộ trưởng Bộ Giáo dục đào tạo (30/7/2001) việc tăng cường giảng dạy, đào tạo ứng dụng công nghệ thông tin ngành giáo dục giai đoạn 2001 – 2005 Trong nhấn mạnh “Ứng dụng phát triển CNTT giáo dục đào tạo tạo bước chuyển trình đổi nội dung, chương trình, phương pháp giảng dạy, học tập quản lý giáo dục…Phấn đấu thực đẩy mạnh ứng dụng CNTT giáo dục đào tạo tất cấp học, bậc học, ngành học theo hướng sử dụng CNTT công cụ hỗ trợ đắc lực cho đổi phương pháp giảng dạy, học tập tất mơn học” Có thể nói việc đổi nội dung phương pháp dạy học với hỗ trợ Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh CNTT, mà cụ thể ứng dụng máy tính hay phần mềm máy tính vào dạy học xu hướng công nghệ dạy học học hay công nghệ giáo dục thời gian tới Sử dụng phần mềm máy tính vào dạy học có nhiều ưu điểm, có hai tính cách vượt trội hẳn so với cách dạy truyền thống: cung cấp thông tin phong phú, sinh động hơn; tăng cường mối tương tác giảng dạy, chuyển tải khai thác khối lượng kiến thức tới học sinh dễ dàng Hơn nữa, việc ứng dụng phần mềm máy tính vào dạy học nâng cao tính tích cực, tự thân vận động người học thầy dạy “thầy dạy đa phương tiện, trị học đa giác quan” vai trị người thầy lúc giữ chức định hướng, tư vấn; người học tùy vào lực, điều kiện nhu cầu thân đầu tư khoảng thời gian công sức hợp lý để đạt mục đích mà mong muốn Đặc điểm tư thiếu niên phong phú với máy tính, họ nhanh chóng nắm vững kĩ sử dụng máy tính phần mềm máy tính để áp dụng cho việc học tập Giờ dạy học với máy tính thiết kế hợp lí giúp đạt mục tiêu đổi phương pháp dạy học như: Việc học tập học sinh thực diễn hoạt động hoạt động Tạo hứng thú, tính độc lập, tính tích cực học tập cho người học Đồng thời rèn luyện tư tốn học… Ngồi ra, việc sử dụng phần mềm Tốn học vào dạy học tạo hiệu mà cách dạy học truyền thống khó tạo như: Việc dễ dàng thay đổi giá trị tham số câu lệnh hay việc sử dụng khả chuyển đổi đồ thị giúp người học dễ nhận biết yếu tố khơng đổi Đó khái niệm, tính chất mà người dạy cần truyền tải tới người học Giáo viên giúp học sinh tạo ví dụ trực quan sinh động găn liền toán học với thực tiễn, làm cho khái niệm toán học trừu tượng trở nên gần gũi, dễ hiểu Phần mềm dạy học cho phép thực tính toán vẽ đồ thị phức tạp, đồ sộ Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh mà cơng cụ giấy, bút khó thực Đồng thời phần mềm dạy học làm tăng khả cảm thụ vẻ đẹp toán học Hàm số chủ đề khơng dễ dạy ln xem then chốt, kiến thức hàm tạo thành tuyến chủ yếu chương trình tốn học phổ thông Hơn vẽ khảo sát hàm số tốn quan trọng phần khơng thể thiếu kỳ thi, đặc biệt kỳ thi tuyển sinh đại học Học sinh lúc gặp hàm số đơn giản, để vẽ khảo sát cách dễ dàng Chính vậy, thiết bị hỗ trợ học sinh việc học tập giáo viên việc giảng dạy lĩnh vực cần thiết Nhằm tạo điều kiện thuận lợi giúp thầy cô giáo bạn học sinh việc dạy học môn này, nghiên cứu đề tài “Sử dụng phần mềm toán học thiết kế giảng khảo sát vẽ đồ thị hàm số” Đề tài việc bảo vệ luận văn tốt nghiệp cuối khóa học, cịn trở thủ đắc lực cho việc giảng dạy sau MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Phần mềm với mục đích hướng vào hai đối tượng thầy giáo dạy toán học sinh học toán Đối với giáo viên dạy tốn cơng cụ hỗ trợ đắc lực giúp cho người thầy giáo giảng dạy mơn tốn ( với chủ đề khảo sát hàm số ), đồng thời giúp để giải số lượng lớn tập lớp mà phương pháp dạy truyền thống trước Nó khơng tiết kiệm thời gian ghi chép trên�n nay, hầu hết trường phổ thơng có hệ thống máy tính đầy đủ, trình độ tin học giáo viên học sinh nâng cao nên việc sử dụng phần mềm vào giảng dạy trở nên dễ dàng 5.2 HƯỚNG DẪN PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Do thời gian có hạn trình độ cịn hạn chế nên nhiều ý tưởng chúng tơi chưa thể thực Vì tương lai, đề tài tiếp tục phát triển thêm vấn đề sau:  Không hỗ trợ cho việc dạy học Khảo sát vẽ đồ thị hàm số mà cịn mở rộng tồn chương trình Tốn phổ thơng để vận dụng giảng dạy nhà trường  Sử dụng thêm âm để phát triển phần mêm thành hệ thống truyền thông đa phương tiện dạy học Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang 67 Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PHẠM HUY ĐIỂN (Chủ biên): Tính tốn, lập trình, giảng dạy toán học Maple Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2002 [2] Đoàn Quỳnh (Tổng chủ biên): Giải tích 12 nâng cao.Nhà xuất giáo dục [3] NGUYỄN HỮU ĐIỂN: Hướng dẫn sử dụng Maple Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang 68 Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU .5 CÔNG CỤ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MAPLE .6 1.1 SƠ LƯỢC VỀ MAPLE 1.2 MỘT SỐ CHỨC NĂNG TÍNH TỐN TRÊN MAPLE 1.2.1 Phép đơn giản biểu thức 1.2.2 Giải phương trình 1.2.3 Tính đạo hàm hàm số biến 1.2.4 Vẽ đồ thị 1.2.5 Vận động đồ thị .10 1.3 LẬP TRÌNH TRÊN MAPLE 10 1.3.1 Lệnh điều kiện if 10 1.3.2 Vòng lặp While .11 1.3.3 Vòng lặp for 12 1.3.4 Thiết lập thủ tục 13 1.4 THIẾT KẾ GIAO DIỆN TRÊN MAPLE .14 1.4.1 Tạo cửa số cho chương trình 15 1.4.2 Tạo nút lệnh 15 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT KHẢO SÁT VÀ VẼ ĐỒ THỊ HÀM SỐ 17 2.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN KHẢO SÁT HÀM SỐ .17 2.1.1 Tập xác định 17 2.1.2 Tính đơn điệu hàm số .17 2.1.3 Cực trị hàm số 19 2.1.4 Giá trị lớn giá trị nhỏ hàm số 22 2.1.5 Đường tiệm cận đồ thị hàm số .23 2.2 SƠ ĐỒ KHẢO SÁT HÀM SỐ 27 2.2.1 Tìm tập xác định hàm số 27 2.2.2 Xét biến thiên hàm số 27 2.2.3 Lập bảng biến thiên hàm số 27 2.2.4 Vẽ đồ thị hàm số .27 2.3 KHẢO SÁT MỘT SỐ HÀM ĐA THỨC VÀ PHÂN THỨC 27 2.3.1 Hàm bậc ba y  ax3  bx2  cx  d 28 2.3.2 Hàm bậc bốn y  ax4  bx2  c 30 2.3.3 Hàm phân thức y  axb .32 cxd 2.3.4 Hàm phân thức y  ax +bx+c 34 a1xb1 Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang 69 Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hồng Linh CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ 37 3.1 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VỀ CHỨC NĂNG 37 3.1.1 Chức lý thuyết .37 3.1.2 Chức khảo sát vẽ đồ thị hàm số 38 3.2 GIẢI THUẬT 39 3.2.1 Kiểm tra hàm số .39 3.2.2 Khảo sát hàm số .40 CHƯƠNG 4: CÀI ĐẶT & SỬ DỤNG 41 4.1 CÀI ĐẶT THỦ TỤC 41 4.1.1 Thủ tục khảo sát vẽ đồ thị: y  ax3  bx2  cx  d 41 4.1.2 Thủ tục khảo sát vẽ đồ thị: y  ax4  bx2  c 48 4.1.3 Thủ tục khảo sát vẽ đồ thị: y  axb 54 cxd ax +bx+c .58 4.1.4 Thủ tục khảo sát vẽ đồ thị: y  a1 x b1 4.1.5 Thủ tục kiểm tra dạng đồ thị: 64 4.2 KẾT QUẢ CỦA CHƯƠNG TRÌNH VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 65 4.2.1 Giao diện trang bìa 65 4.2.2 Giao diện khảo sát vẽ đồ thị 65 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .67 5.1 ĐÁNH GIÁ 67 5.2 HƯỚNG DẪN PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Sử dụ ng phầ n mề m toán họ c thiế t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang 70 Luận v ... ? ?Sử dụng phần mềm toán học thiết kế giảng khảo sát vẽ đồ thị hàm số? ?? Đề tài việc bảo vệ luận văn tốt nghiệp cuối khóa học, cịn trở thủ đắc lực cho việc giảng dạy sau MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Phần mềm. .. t kế giả ng khả o sát vẽ đồ thị hàm số Trang Luận v Trầ n Thị Thắ m & Phan Thị Hoàng Linh mà cơng cụ giấy, bút khó thực Đồng thời phần mềm dạy học làm tăng khả cảm thụ vẻ đẹp toán học Hàm số. ..ị lớn giá trị nhỏ hàm số 22 2.1.5 Đường tiệm cận đồ thị hàm số .23 2.2 SƠ ĐỒ KHẢO SÁT HÀM SỐ 27 2.2.1 Tìm tập xác định hàm số 27 2.2.2 Xét biến thiên hàm số 27 2.2.