“方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)”教學(xué)設(shè)計(jì)(1)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  一、內(nèi)容和內(nèi)容解析

本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了《基本初等函數(shù)(Ⅰ)》的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)函數(shù)與方程的第一課時,本節(jié)課中通過對二次函數(shù)圖象的繪制、分析,得到零點(diǎn)的概念,從而進(jìn)一步探索函數(shù)零點(diǎn)存在性的判定,這些活動就是想讓學(xué)生在了解初等函數(shù)的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)描繪函數(shù)的圖象,通過對函數(shù)與方程的探究,對函數(shù)有進(jìn)一步的認(rèn)識,解決方程根的存在性問題,為下一節(jié)《用二分法求方程的近似解》做準(zhǔn)備.

從教材編寫的順序來看,《方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)》是必修1第三章《函數(shù)的應(yīng)用》一章的開始,其目的是使學(xué)生學(xué)會用二分法求方程近似解的方法,從中體會函數(shù)與方程之間的聯(lián)系.利用函數(shù)模型解決問題,作為一條主線貫穿了全章的始終,而方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)的關(guān)系、用二分法求方程的近似解,是在建立和運(yùn)用函數(shù)模型的大背景下展開的.方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)的關(guān)系、用二分法求方程的近似解中均蘊(yùn)涵了“函數(shù)與方程的思想”和“數(shù)形結(jié)合的思想”,建立和運(yùn)用函數(shù)模型中蘊(yùn)含的“數(shù)學(xué)建模思想”,是本章滲透的主要數(shù)學(xué)思想.

從知識的應(yīng)用價(jià)值來看,通過在函數(shù)與方程的聯(lián)系中體驗(yàn)數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)化思想的意義和價(jià)值,體驗(yàn)函數(shù)是描述宏觀世界變化規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型,體會符號化、模型化的思想,體驗(yàn)從系統(tǒng)的角度去思考局部問題的思想.

基于上述分析,確定本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是:了解函數(shù)零點(diǎn)的概念,體會方程的根與函數(shù)零點(diǎn)之間的聯(lián)系,掌握函數(shù)零點(diǎn)存在性的判斷.

二、目標(biāo)和目標(biāo)解析

1.通過對二次函數(shù)圖象的描繪,了解函數(shù)零點(diǎn)的概念,滲透由具體到抽象思想,領(lǐng)會函數(shù)零點(diǎn)與相應(yīng)方程實(shí)數(shù)根之間的關(guān)系,

2.零點(diǎn)知識是陳述性知識,關(guān)鍵不在于學(xué)生提出這個概念。而是理解提出零點(diǎn)概念的作用,溝通函數(shù)與方程的關(guān)系。

3.通過對現(xiàn)實(shí)問題的分析,體會用函數(shù)系統(tǒng)的角度去思考方程的思想,使學(xué)生理解動與靜的辨證關(guān)系.掌握函數(shù)零點(diǎn)存在性的判斷.

4.在函數(shù)與方程的聯(lián)系中體驗(yàn)數(shù)形結(jié)合思想和轉(zhuǎn)化思想的意義和價(jià)值,發(fā)展學(xué)生對變量數(shù)學(xué)的認(rèn)識,體會函數(shù)知識的核心作用.

三、教學(xué)問題診斷分析

1.零點(diǎn)概念的認(rèn)識.零點(diǎn)的概念是在分析了眾多圖象的基礎(chǔ)上,由圖象與軸的位置關(guān)系得到的一個形象的概念,學(xué)生可能會設(shè)法畫出圖象找到所有任意函數(shù)的可能存在的所有零點(diǎn),但是并不是所有函數(shù)的圖象都能具體的描繪出,所以在概念的接受上有一點(diǎn)的障礙.

2.零點(diǎn)存在性的判斷.正因?yàn)閒(a)·f(b)<0且圖象在區(qū)間[a,b]上連續(xù)不斷,是函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]上有零點(diǎn)的充分而非必要條件,容易引起思維的混亂就是很自然的事了.

3.零點(diǎn)(或零點(diǎn)個數(shù))的確定.學(xué)生會作二次函數(shù)的圖象,但是要作出一般的函數(shù)圖象(或圖象的交點(diǎn))就比較困難,而在這一節(jié)課最重要的恰恰就是利用函數(shù)圖象來研究函數(shù)的零點(diǎn)問題.這樣就在零點(diǎn)(或零點(diǎn)個數(shù))的確定上給學(xué)生帶來一定的困難.

基于上述分析,確定本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是:準(zhǔn)確認(rèn)識零點(diǎn)的概念,在合情推理中讓學(xué)生體會到判定定理的充分非必要性,能利用適當(dāng)?shù)姆椒ㄅ袛嗔泓c(diǎn)的存在或確定零點(diǎn).

四、教學(xué)支持條件分析

考慮到學(xué)生的知識水平和理解能力,教師可借助計(jì)算機(jī)工具和構(gòu)建現(xiàn)實(shí)生活中的模型,從激勵學(xué)生探究入手,講練結(jié)合,直觀演示能使教學(xué)更富趣味性和生動性.

通過讓學(xué)生觀察、討論、辨析、畫圖,親身實(shí)踐,在函數(shù)與方程的聯(lián)系中體驗(yàn)數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化思想的意義和價(jià)值,發(fā)展學(xué)生對變量數(shù)學(xué)的認(rèn)識,體會函數(shù)知識的核心作用.

五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

(一)引入課題

問題引入:求方程3x2+6 x-1=0的實(shí)數(shù)根。

變式:解方程3x5+6x-1=0的實(shí)數(shù)根. (一次、二次、三次、四次方程的解都可以通過系數(shù)的四則運(yùn)算,乘方與開方等運(yùn)算來表示,但高于四次的方程不能用公式求解。大家課后去閱讀本節(jié)后的“閱讀與思考”,還有如lnx+2x-6=0的實(shí)數(shù)根很難下手,我們尋求新的角度——函數(shù)來解決這個方程的問題。)

設(shè)計(jì)意圖:從學(xué)生的認(rèn)知沖突中,引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,推動問題進(jìn)一步的探究。通過簡單的引導(dǎo),讓學(xué)生課后自己閱讀相關(guān)內(nèi)容,培養(yǎng)他的自學(xué)能力和更廣泛的興趣。開門見山的提出函數(shù)思想解決方程根的問題,點(diǎn)明本節(jié)課的目標(biāo)。

(二)新知探究

1、零點(diǎn)的概念

問題1 求方程x2-2x-3=0的實(shí)數(shù)根,并畫出函數(shù)y=x2-2x-3的圖象;

   方程x2-2x-3=0的實(shí)數(shù)根為-1、3。函數(shù)y=x2-2x-3的圖象如圖所示。

 問題2 觀察形式上函數(shù)y=x2-2x-3與相應(yīng)方程x2-2x-3=0的聯(lián)系。

函數(shù)y=0時的表達(dá)式就是方程x2-2x-3=0。

問題3 由于形式上的聯(lián)系,則方程x2-2x-3=0的實(shí)數(shù)根在函數(shù)y=x2-2x-3的圖象中如何體現(xiàn)?

y=0即為x軸,所以方程x2-2x-3=0的實(shí)數(shù)根就是y=x2-2x-3的圖象與x軸的交點(diǎn)橫坐標(biāo)。

設(shè)計(jì)意圖:以學(xué)生熟悉二次函數(shù)圖象和二次方程為平臺,觀察方程和函數(shù)形式上的聯(lián)系,從而得到方程實(shí)數(shù)根與函數(shù)圖象之間的關(guān)系。理解零點(diǎn)是連接函數(shù)與方程的結(jié)點(diǎn)。

初步提出零點(diǎn)的概念:-1、3既是方程x2-2x-3=0的根,又是函數(shù)y=x2-2x-3在y=0時x的值,也是函數(shù)圖象與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。-1、3在方程中稱為實(shí)數(shù)根,在函數(shù)中稱為零點(diǎn)。

問題4 函數(shù)y=x2-2x+1和函數(shù)y=x2-2x+3零點(diǎn)分別是什么?

函數(shù)y=x2-2x+1的零點(diǎn)是-1。函數(shù)y=x2-2x+3不存在零點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖:應(yīng)用定義,加深對概念的理解。

提出零點(diǎn)的定義:對于函數(shù),把使成立的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn).(zero point)

2、函數(shù)零點(diǎn)的判定:

研究方程的實(shí)數(shù)根也就是研究相應(yīng)函數(shù)的零點(diǎn),也就是研究函數(shù)的圖象與x軸的交點(diǎn)情況。         (Ⅰ)

問題5 如果把函數(shù)比作一部電影,那么函數(shù)的零點(diǎn)就像是電影的一個瞬間,一個鏡頭。有時我們會忽略一些鏡頭,但是我們?nèi)匀荒芡茰y出被忽略的片斷,F(xiàn)在我有兩組鏡頭(如圖),哪一組能說明他的行程一定曾渡過河?                           (Ⅱ)

第Ⅰ組能說明他的行程中一定曾渡過河,而第Ⅱ組中他的行程就不一定曾渡過河。

設(shè)計(jì)意圖:從現(xiàn)實(shí)生活中的問題,讓學(xué)生體會動與靜的關(guān)系,系統(tǒng)與局部的關(guān)系。

問題6 將河流抽象成x軸,將前后的兩個位置視為A、B兩點(diǎn)。請問當(dāng)A、B與x軸怎樣的位置關(guān)系時,AB間的一段連續(xù)不斷的函數(shù)圖象與x軸一定會有交點(diǎn)?

A、B兩點(diǎn)在x軸的兩側(cè)。

設(shè)計(jì)意圖:將現(xiàn)實(shí)生活中的問題抽象成數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行合情推理,將原來學(xué)生只認(rèn)為靜態(tài)的函數(shù)圖象,理解為一種動態(tài)的過程。

問題7 A、B與x軸的位置關(guān)系,如何用數(shù)學(xué)符號(式子)來表示?

A、B兩點(diǎn)在x軸的兩側(cè)?梢杂胒(a)·f(b)<0來表示。

設(shè)計(jì)意圖:由原來的圖象語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提取有效信息的能力。體驗(yàn)語言轉(zhuǎn)化的過程。

問題8 滿足條件的函數(shù)圖象與x軸的交點(diǎn)一定在(a,b)內(nèi)嗎?即函數(shù)的零點(diǎn)一定在(a,b)內(nèi)嗎?

一定在區(qū)間(a,b)上。若交點(diǎn)不在(a,b)上,則它不是函數(shù)圖象。

設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生體驗(yàn)從現(xiàn)實(shí)生活中抽象成數(shù)學(xué)模型時,需要一定修正。加強(qiáng)學(xué)生對函數(shù)動態(tài)的感受,對函數(shù)的定義有進(jìn)一步的理解。

通過上述探究,讓學(xué)生自己概括出零點(diǎn)存在性定理:

一般地,我們有:

如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線并且有f(a)·f(b)<0,那么函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點(diǎn),即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,這個c也就是方程f(x)=0的根.

(三)新知應(yīng)用與深化

例題1  觀察下表,分析函數(shù)在定義域內(nèi)是否存在零點(diǎn)?

-2

-1

0

1

2

-109

-10

-1

8

107

分析:函數(shù)圖象是連續(xù)不斷的,又因?yàn),所以在區(qū)間(0,1)上必存在零點(diǎn)。我們也可以通過計(jì)算機(jī)作圖(如圖)幫助了解零點(diǎn)大致的情況。

設(shè)計(jì)意圖:初步應(yīng)用零點(diǎn)的存在性定理來判斷函數(shù)零點(diǎn)的存在性問題。并引導(dǎo)學(xué)生探索判斷函數(shù)零點(diǎn)的方法,通過作出x,的對應(yīng)值表,來尋找函數(shù)值異號的區(qū)間,還可以借助計(jì)算機(jī)來作函數(shù)的圖象分析零點(diǎn)問題。而且對函數(shù)有一個零點(diǎn)形成直觀認(rèn)識.

例題2  求函數(shù)的零點(diǎn)個數(shù).

分析:用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)作出x,的對應(yīng)值表和圖象。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

-4.0

-1.3

1.1

 3.4

 5.6

 7.8

 9.9

12.1

14.2

由表可知,f (2)<0,f (3)>0,則,這說明函數(shù)在區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點(diǎn)。結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,進(jìn)而說明零點(diǎn)是只有唯一一個.

設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生應(yīng)用例題1方法來解決例題2的零點(diǎn)存在性問題,并結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,從圖象的直觀上去判斷零點(diǎn)的個數(shù)問題。

練習(xí):判斷下列函數(shù)是否存在零點(diǎn),指出零點(diǎn)所在的大致區(qū)間?

① f(x)=2xln(x-2)-3;

②f(x)= 2x+2x-6.

(四)總結(jié)歸納設(shè)計(jì)

通過引導(dǎo)讓學(xué)生回顧零點(diǎn)概念、意義與求法,以及零點(diǎn)存在性判斷,鼓勵學(xué)生積極回答,然后老師再從數(shù)學(xué)思想方面進(jìn)行總結(jié).

(五)目標(biāo)檢測設(shè)計(jì)

必作題:

1.教材P92習(xí)題3.1(A組)第2題;

2.求下列函數(shù)的零點(diǎn):

(1)               (2);

(3)         (4)

3.求下列函數(shù)的零點(diǎn),圖象頂點(diǎn)的坐標(biāo),畫出各自的簡圖,并指出函數(shù)值在哪些區(qū)間上大于零,哪些區(qū)間上小于零:

(1)              (2).

4.已知.

(1)為何值時,函數(shù)的圖象與軸有兩個零點(diǎn);

(2)如果函數(shù)至少有一個零點(diǎn)在原點(diǎn)右側(cè),求的值.

選做題:設(shè)函數(shù).

(1)利用計(jì)算機(jī)探求和時函數(shù)的零點(diǎn)個數(shù);

(2)當(dāng)時,函數(shù)的零點(diǎn)是怎樣分布的?


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/177183.html

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