2.1.2指数函数及其性质(第一课时)
一、教学目标:
知识与技能:理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象和性质,培养学生实际应用函数的能力.
过程与方法:通过观察图象,分析、归纳、总结、自主建构指数函数的性质.领会数形结合的数学思想方法,培养学生发现、分析、解决问题的能力.
情感态度与价值观:在指数函数的学习过程中,体验数学的科学价值和应用价值,培养学生善于观察、勇于探索的良好习惯和严谨的科学态度.
二、教学重点、难点:
教学重点:指数函数的概念、图象和性质.
教学难点:对底数的分类,如何由图象、解析式归纳指数函数的性质.
三、教学过程:
课前回顾:将指数运算推广到R上.
(一)创设情景
问题1:素描纸整张的原纸称为“全开”,对折1次并裁开,就称为2张“对开”的纸张;同理,对折2次并裁开,就变成了4张“4开”的纸张,也就是我们通常美术课用到的纸;对折3次并裁开,就变成了8张“8开”的纸……设对折次数为x,得到纸的张数y与x构成一个函数关系,你能写出x与y之间的函数关系式吗?
学生回答: y与 x之间的关系式,可以表示为y=2x().
师:引导学生得到结论,并将数值写成表格形式.
问题2:若记全开纸张的面积为1个单位,对折1次得到的对开的纸张面积就为,对折2次得到的纸张面积为.设对折次数为x,得到纸的面积y与x构成一个函数关系,你能写出x与y之间的函数关系式吗?
学生回答: y与 x之间的关系式,可以表示为().
师:引导学生得出结论,并把表格并列的写在问题1的表格下面.
设计意图:用学生熟悉的例子,引出两个函数关系式,并且把后面做图要用到的表格提前做好.
(二)引出定义
观察上面得到的两个函数关系之间的共同点,发现自变量x都在指数位置上,这不同于我们初中曾经学习过的任何一种函数,根据这种函数的特点,我们称之为指数函数.
在上一节中,我们把指数的取值范围推广到了全体实数,所以,我们将指数函数的自变量也定义在R上.于是有:
一般地,函数叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是R.
现在同学们思考一下,要使得定义域满足R,底数要有什么样的要求?
(1)若<0会有什么问题?(如则在实数范围内相应的函数值不存在)
(2)若=0会有什么问题?(对于,无意义)
(3)若=1又会怎么样?(1x无论x取何值,它总是1,对它没有研究的必要.)
师:为了避免上述各种情况的发生,所以规定且 .
一般地,函数叫做指数函数,其中x是自变量,函数的定义域是.
练1:指出下列函数那些是指数函数:
函数的定义域怎么算并求出(5)(6)的定义域.
【可以结合优化设计P32左下角例1、右上角例2】
练2:若函数是指数函数,则=?
(三)探究性质
1、提出2个问题
①目前研究函数一般可以包括哪些方面?
设计意图:让学生在研究指数函数时有明确的目标:函数三要素(对应法则、定义域、值域)和函数的基本性质(单调性、奇偶性、最值).
②研究函数可以用什么方法、什么角度研究?
可以从图象和解析式这两个不同的角度进行研究;可以从具体函数入手(即底数取一些数值);当然也可以用列表法研究函数,只是我们今天所学的函数用列表法不易得出此函数的性质,可见具体问题要选择适当的方法来研究才能事半功倍.
设计意图:对学生进行数学方法(从一般到特殊再到一般、数形结合、分类讨论)的有机渗透.
2、在同一坐标系中画出指数函数与的图象(画图步骤:列表、描点、连线),让学生感受描点的过程.
… | … | ||||||||
… | … | ||||||||
… | … | ||||||||
思考:函数图象有什么关系?可否利用图象画出的图像?
学生猜想.老师用几何画板展示、的图像.
带领学生对这个猜想进行代数证明.点(x,y)与点(-x,y)关于y轴对称,所以,上任意一点P(x,y)关于y轴的对称点P1(-x,y)都在的图像上.
同时提醒学生这个性质和偶函数的性质区分开,偶函数指的是同一个函数的不同区间的性质,而这个性质针对的是两个函数.
3、结合图像,分两类讨论指数函数的性质.
图象 | ||
性质 | 函数的定义域为R | |
非奇非偶函数 | ||
函数的值域为 | ||
过定点(0,1),即x=0时,y=1 | ||
在R上增函数 | 在R上减函数 | |
(四)巩固练习
例1: 比较下列各题中两值的大小
教师引导学生观察这些指数值的特征,思考比较大小的方法(结合图像).
设计意图:这是指数函数性质的简单应用,使学生在解题过程中加深对指数函数的图像及性质的理解和记忆.
(五)课堂小结
本节课主要内容:
指数函数的定义
指数函数的图象和性质
数形结合、分类讨论等数学思想
设计意图:让学生在小结中明确本节课的学习内容,强化本节课的学习重点,并为后续学习打下基础.
(六)课后作业
习题1.2 A 5、7、8
思考:比较和的大小.
补充:用清水漂洗衣服,若每次能洗去污垢的,写出存留污垢与漂洗次数的函数关系式,若要使存留的污垢,不超过原有的1%,则至少要漂洗几次(此题为人教社B版101页第6题).
(七)、板书设计
屏幕投影 | 2.1.2 指数函数及其性质 定义 指数函数 x是自变量,函数的定义域是. 指数型函数 | 表格 对称性的证明 学生练习 |
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