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“方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)”教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一位不辭辛勞的人民教師,時(shí)常需要用到教學(xué)設(shè)計(jì),教學(xué)設(shè)計(jì)以計(jì)劃和布局安排的形式,對怎樣才能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)造性的決策,以解決怎樣教的問題。我們應(yīng)該怎么寫教學(xué)設(shè)計(jì)呢?以下是小編整理的“方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)”教學(xué)設(shè)計(jì),僅供參考,歡迎大家閱讀。
“方程的根與函數(shù)的零點(diǎn)”教學(xué)設(shè)計(jì)1
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.結(jié)合二次函數(shù)的圖象,判斷一元二次方程根的存在性及根的個(gè)數(shù),從而了解函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的聯(lián)系;
2.掌握零點(diǎn)存在的判定定理.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
。A(yù)習(xí)教材P86~P88,找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:一元二次方程+bx+c=0(a0)的解法.
判別式=.
當(dāng)0,方程有兩根,為;
當(dāng)0,方程有一根,為;
當(dāng)0,方程無實(shí)根.
復(fù)習(xí)2:方程+bx+c=0(a0)的根與二次函數(shù)y=ax+bx+c(a0)的圖象之間有什么關(guān)系?
判別式一元二次方程二次函數(shù)圖象
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
探究任務(wù)一:函數(shù)零點(diǎn)與方程的根的關(guān)系
問題:
、俜匠痰慕鉃椋瘮(shù)的圖象與x軸有個(gè)交點(diǎn),坐標(biāo)為.
、诜匠痰慕鉃椋瘮(shù)的.圖象與x軸有個(gè)交點(diǎn),坐標(biāo)為.
③方程的解為,函數(shù)的圖象與x軸有個(gè)交點(diǎn),坐標(biāo)為.
根據(jù)以上結(jié)論,可以得到:
一元二次方程的根就是相應(yīng)二次函數(shù)的圖象與x軸交點(diǎn)的
你能將結(jié)論進(jìn)一步推廣到嗎?
新知:對于函數(shù),我們把使的實(shí)數(shù)x叫做函數(shù)的零點(diǎn)(zeropoint).
反思:
函數(shù)的零點(diǎn)、方程的實(shí)數(shù)根、函數(shù)的圖象與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),三者有什么關(guān)系?
試試:
。1)函數(shù)的零點(diǎn)為;
(2)函數(shù)的零點(diǎn)為.
小結(jié):方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)的圖象與x軸有交點(diǎn)函數(shù)有零點(diǎn).
探究任務(wù)二:零點(diǎn)存在性定理
問題:
、僮鞒龅膱D象,求的值,觀察和的符號
②觀察下面函數(shù)的圖象,
在區(qū)間上零點(diǎn);0;
在區(qū)間上零點(diǎn);0;
在區(qū)間上零點(diǎn);0.
新知:如果函數(shù)在區(qū)間上的圖象是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有<0,那么,函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),即存在,使得,這個(gè)c也就是方程的根.
討論:零點(diǎn)個(gè)數(shù)一定是一個(gè)嗎?逆定理成立嗎?試結(jié)合圖形來分析.
※典型例題
例1求函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
變式:求函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間.
小結(jié):函數(shù)零點(diǎn)的求法.
、俅鷶(shù)法:求方程的實(shí)數(shù)根;
、趲缀畏ǎ簩τ诓荒苡们蟾降姆匠,可以將它與函數(shù)的圖象聯(lián)系起來,并利用函數(shù)的性質(zhì)找出零點(diǎn).
※動(dòng)手試試
練1.求下列函數(shù)的零點(diǎn):
。1);
(2).
練2.求函數(shù)的零點(diǎn)所在的大致區(qū)間.
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
、倭泓c(diǎn)概念;②零點(diǎn)、與x軸交點(diǎn)、方程的根的關(guān)系;③零點(diǎn)存在性定理
※知識拓展
圖象連續(xù)的函數(shù)的零點(diǎn)的性質(zhì):
。1)函數(shù)的圖象是連續(xù)的,當(dāng)它通過零點(diǎn)時(shí)(非偶次零點(diǎn)),函數(shù)值變號.
推論:函數(shù)在區(qū)間上的圖象是連續(xù)的,且,那么函數(shù)在區(qū)間上至少有一個(gè)零點(diǎn).
。2)相鄰兩個(gè)零點(diǎn)之間的函數(shù)值保持同號.
學(xué)習(xí)評價(jià)
※自我評價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為().
A.1B.2C.3D.4
2.若函數(shù)在上連續(xù),且有.則函數(shù)在上().
A.一定沒有零點(diǎn)B.至少有一個(gè)零點(diǎn)
C.只有一個(gè)零點(diǎn)D.零點(diǎn)情況不確定
3.函數(shù)的零點(diǎn)所在區(qū)間為().
A.B.C.D.
4.函數(shù)的零點(diǎn)為.
5.若函數(shù)為定義域是R的奇函數(shù),且在上有一個(gè)零點(diǎn).則的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為.
課后作業(yè)
1.求函數(shù)的零點(diǎn)所在的大致區(qū)間,并畫出它的大致圖象.
2.已知函數(shù).
(1)為何值時(shí),函數(shù)的圖象與軸有兩個(gè)零點(diǎn);
。2)若函數(shù)至少有一個(gè)零點(diǎn)在原點(diǎn)右側(cè),求值.
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一、教學(xué)內(nèi)容解析
本節(jié)課的主要內(nèi)容有函數(shù)零點(diǎn)的的概念、函數(shù)零點(diǎn)存在性判定定理。
函數(shù)f(x)的零點(diǎn),是中學(xué)數(shù)學(xué)的一個(gè)重要概念,從函數(shù)值與自變量對應(yīng)的角度看,就是使函數(shù)值為0的實(shí)數(shù)x;從方程的角度看,即為相應(yīng)方程f(x)=0的實(shí)數(shù)根,從函數(shù)的圖形表示看,函數(shù)的零點(diǎn)就是函數(shù)f(x)與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo).函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)的核心概念,核心的根本原因之一在于函數(shù)與其他知識具有廣泛的聯(lián)系性,而函數(shù)的零點(diǎn)就是其中的一個(gè)鏈結(jié)點(diǎn),它從不同的角度,將數(shù)與形,函數(shù)與方程有機(jī)的聯(lián)系在一起。
函數(shù)零點(diǎn)的存在性判定定理,其目的就是通過找函數(shù)的零點(diǎn)來研究方程的根,進(jìn)一步突出函數(shù)思想的應(yīng)用,也為二分法求方程的近似解作好知識上和思想上的準(zhǔn)備。定理不需證明,關(guān)鍵在于讓學(xué)生通過感知體驗(yàn)并加以確認(rèn),由些需要結(jié)合具體的實(shí)例,加強(qiáng)對定理進(jìn)行全面的認(rèn)識,比如定理應(yīng)用的局限性,即定理的前提是函數(shù)的圖象必須是連續(xù)的,定理只能判定函數(shù)的“變號”零點(diǎn);定理結(jié)論中零點(diǎn)存在但不一定唯一,需要結(jié)合函數(shù)的圖象和性質(zhì)作進(jìn)一步的判斷。
對函數(shù)與方程的關(guān)系有一個(gè)逐步認(rèn)識的過程,教材遵循了由淺入深、循序漸進(jìn)的原則.從學(xué)生認(rèn)為較簡單的一元二次方程與相應(yīng)的二次函數(shù)入手,由具體到一般,建立一元二次方程的根與相應(yīng)的二次函數(shù)的零點(diǎn)的聯(lián)系,然后將其推廣到一般方程與相應(yīng)的函數(shù)的情形。
函數(shù)與方程相比較,一個(gè)“動(dòng)”,一個(gè)“靜”;一個(gè)“整體”,一個(gè)“局部”。用函數(shù)的觀點(diǎn)研究方程,本質(zhì)上就是將局部的問題放在整體中研究,將靜態(tài)的結(jié)果放在動(dòng)態(tài)的過程中研究,這為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)函數(shù)與不等式等其它知識的聯(lián)系奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本節(jié)是函數(shù)應(yīng)用的第一課,因此教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)站在函數(shù)應(yīng)用的高度,從函數(shù)與其他知識的聯(lián)系的角度來引入較為適宜。
二、教學(xué)目標(biāo)解析
1.結(jié)合具體的問題,并從特殊推廣到一般,使學(xué)生領(lǐng)會函數(shù)與方程之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而了解函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的聯(lián)系。
2.結(jié)合函數(shù)圖象,通過觀察分析特殊函數(shù)的零點(diǎn)存在的特點(diǎn),通過問題,理解連續(xù)函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上存在零點(diǎn)的判定方法,并能由此方法判定函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上存在零點(diǎn)。了解定理應(yīng)用的前提條件,應(yīng)用的局限性,及定理的準(zhǔn)確結(jié)論。
3.通過具體實(shí)例,學(xué)生能結(jié)合函數(shù)的圖象和性質(zhì)進(jìn)一步判斷函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
4.在學(xué)習(xí)過程中,體驗(yàn)函數(shù)與方程思想及數(shù)形結(jié)合思想。
三、教學(xué)問題診斷分析
1.通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)了解一些基本初等函數(shù)的模型,掌握了函數(shù)圖象的一般畫法,及一定的看圖識圖能力,這為本節(jié)課利用函數(shù)圖象,判斷方程根的存在性提供了一定的知識基礎(chǔ)。對于函數(shù)零點(diǎn)的概念本質(zhì)的理解,學(xué)生缺乏的是函數(shù)的觀點(diǎn),或是函數(shù)應(yīng)用的意識,造成對函數(shù)與方程之間的聯(lián)系缺乏了解。由此作為函數(shù)應(yīng)用的第一課時(shí),有必要點(diǎn)明函數(shù)的核心地位,即說明函數(shù)與其他知識的聯(lián)系及其在生活中的應(yīng)用,初步樹立起函數(shù)應(yīng)用的意識。并從此出發(fā),通過問題的設(shè)置,引導(dǎo)學(xué)生思考,再通過實(shí)例的確認(rèn)與體驗(yàn),從直觀到抽象,從特殊到一般的學(xué)習(xí)方式,捅破學(xué)生認(rèn)識上的這層“窗戶紙”。
2.對于零點(diǎn)存在的判定定理,教材不要求給予其證明,這需要教師提供一定量的具體案例讓學(xué)生操作感知,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生舉例來驗(yàn)證,最終能自主地獲得并確認(rèn)該定理的結(jié)論。對于定理的條件和結(jié)論,學(xué)生往往考慮不夠深入,需要教師通過具體的問題,引導(dǎo)學(xué)生從正面、反面、側(cè)面等不同的角度重新進(jìn)行審視。
3.函數(shù)的零點(diǎn),體現(xiàn)了函數(shù)與方程之間的密切聯(lián)系,教學(xué)中應(yīng)遵循高中數(shù)學(xué)以函數(shù)為主線的這一原則進(jìn)行聯(lián)結(jié),側(cè)重在從函數(shù)的角度看方程,同時(shí)為二分法求方程的近似解作知識和思想上的準(zhǔn)備。
四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
(一)創(chuàng)設(shè)情景,揭示課題
函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)的核心內(nèi)容,它不僅在生活中有著大量的應(yīng)用,與其他數(shù)學(xué)知識有著千絲萬縷的聯(lián)系,若能抓住這一聯(lián)系,你就擁有了一把解決問題的金鑰匙。
案例1:周長為定值的矩形
不妨取l=12
問題1:求其面積的值:
顯然面積是一個(gè)關(guān)于x的一個(gè)二次多項(xiàng)式
,用幾何畫板演示矩形的變化:
問題2:求矩形面積的最大值?
當(dāng)x取不同值時(shí),代數(shù)式的值也相應(yīng)隨之變化,你能從函數(shù)的角度審視其中的關(guān)系嗎?
問題3:能否使得矩形的面積為8?你是如何分析的?
(1)實(shí)驗(yàn)演示的角度進(jìn)行估計(jì),拖動(dòng)時(shí)難以恰好出現(xiàn)面積為8的情況;
(2)解方程:x(6-x)=8
(3)方程x(6-x)=8能否從函數(shù)的角度來進(jìn)行描述?
問題4:
一般地,對于一般的二次三項(xiàng)式,二次方程與二次函數(shù),它們之間有何聯(lián)系?
結(jié)論:
代數(shù)式的值就是相應(yīng)的函數(shù)值;
方程的根就是使相應(yīng)函數(shù)值為0的x的`值。
更一般地
方程f(x)=0的根,就是使函數(shù)值y=f(x)的函數(shù)值為0的x值,從函數(shù)的角度我們稱之為零點(diǎn)。
設(shè)計(jì)意圖:本節(jié)課是函數(shù)應(yīng)用的第一課,有必要讓學(xué)生對函數(shù)的應(yīng)用有所了解。從具體的問題出發(fā),揭示函數(shù)與代數(shù)式、方程之間的內(nèi)在聯(lián)系,并從學(xué)生所熟悉的具體的二次函數(shù),推廣到一般的二次函數(shù),再進(jìn)一步推廣到一般的函數(shù)。
(二) 互動(dòng)交流 研討新知
1.函數(shù)零點(diǎn)的概念:
對于函數(shù)
,把使
成立的實(shí)數(shù)
叫做函數(shù)
的零點(diǎn).
2.對零點(diǎn)概念的理解
案例2:觀察圖象
問題1:此圖象是否能表示函數(shù)?
問題2:你能從中分析函數(shù)有哪些零點(diǎn)嗎?
問題3:從函數(shù)圖象的角度,你能對函數(shù)的零點(diǎn)換一種說法嗎?
結(jié)論:函數(shù)
的零點(diǎn)就是方程
實(shí)數(shù)根,亦即函數(shù)
的圖象與
軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo).即:
方程
有實(shí)數(shù)根
函數(shù)
的圖象與
軸有交點(diǎn)
函數(shù)
有零點(diǎn).
設(shè)計(jì)意圖:進(jìn)一步掌握函數(shù)的核心概念,同時(shí)通過圖象進(jìn)行一步完善對函數(shù)零點(diǎn)的全面理解,為下面借助圖象探究零點(diǎn)存在性定理作好一定的鋪墊。
2.零點(diǎn)存在定理的探究
案例3:下表是三次函數(shù)
的部分對應(yīng)值表:
問題1:你能從表中找出函數(shù)的零點(diǎn)嗎?
問題2:結(jié)合圖象與表格,你能發(fā)現(xiàn)此函數(shù)零點(diǎn)的附近函數(shù)值有何特點(diǎn)?
生:兩邊的函數(shù)值異號!
問題3:如果一個(gè)函數(shù)f(x)滿足f(a)f(b)<0,在區(qū)間(a,b)上是否一定存在著函數(shù)的零點(diǎn)?
注意:函數(shù)在區(qū)間上必須是連續(xù)的(圖象能一筆畫),從而引出零點(diǎn)存在性定理.
問題4: 有位同學(xué)畫了一個(gè)圖,認(rèn)為定理不一定成立,你的看法呢?
問題5:你能改變定理的條件或結(jié)論,得到一些新的命題嗎?
如1:加強(qiáng)定理的結(jié)論:若在區(qū)間[a,b]上連續(xù)函數(shù)f(x)滿足f(a)f(b)<0,是否意味著函數(shù)f(x)在[a,b]上恰有一個(gè)零點(diǎn)?
如2.將定理反過來:若連續(xù)函數(shù)f(x)在[a,b]上有一個(gè)零點(diǎn),是否一定有f(a)f(b)<0?
如3:一般化:一個(gè)函數(shù)的零點(diǎn)是否都可由上述的定理進(jìn)行判斷?(反例:同號零點(diǎn),如案例2中的零點(diǎn)-2)
設(shè)計(jì)意圖:通過表格,是為了進(jìn)一步鞏固對函數(shù)這一概念的全面認(rèn)識,并為觀察零點(diǎn)存在性定理中函數(shù)值的異號埋下伏筆。通過教師的設(shè)問讓學(xué)生進(jìn)一步全面深入地領(lǐng)悟定理的內(nèi)容,而鼓勵(lì)學(xué)生提問,是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造能力必要的過程。
(三)鞏固深化,發(fā)展思維
例1、求函數(shù)f(x)=㏑x+2x -6的零點(diǎn)個(gè)數(shù)。
設(shè)計(jì)問題:
(1)你可以想到什么方法來判斷函數(shù)零點(diǎn)?
(2)你是如何來確定零點(diǎn)所在的區(qū)間的?請各自選擇。
(3)零點(diǎn)是唯一的嗎?為什么?
設(shè)計(jì)意圖:對所學(xué)內(nèi)容鞏固,可以借助<幾何畫板>畫出函數(shù)f(x)的圖象觀察,也可借助列出函數(shù)值表觀察。
本題可以使學(xué)生意識對零點(diǎn)的區(qū)間是不唯一的,為下一節(jié)二分法求方程的近似解奠定基礎(chǔ)。
讓學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)悟,零點(diǎn)的唯一性需要借助函數(shù)的單調(diào)性。
(四)歸納整理,整體認(rèn)識
請回顧本節(jié)課所學(xué)知識內(nèi)容有哪些?
所涉及到的主要數(shù)學(xué)思想又有哪些?
你還獲得了什么?
(五)作業(yè)(略)
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