郭炳燕
【教材分析】
《方程的根與函數(shù)的零點》是必修1第三章《函數(shù)的應(yīng)用》的第一課時,其目的是使學生學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)的零點的關(guān)系、用二分法求方程的近似解,是在建立和運用函數(shù)模型的大背景下展開的。方程的根與函數(shù)的零點的關(guān)系、用二分法求方程的近似解中均蘊涵了“函數(shù)與方程的思想”和“數(shù)形結(jié)合的思想”。
(1)“函數(shù)零點”這一概念的引入,為方程根的求解問題提供了一種新的有效的方法,具有著重大的現(xiàn)實意義。因此,教學時應(yīng)讓學生從熟悉的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)新知識,使新知識與原有知識形成聯(lián)系,讓新知識自然的發(fā)生發(fā)展。也讓學生體驗到這一概念引入的必要性。
(2)零點存在性定理是本節(jié)的一個重要內(nèi)容,如何引入才自然、恰當,讓學生容易接受是一個難點。因此教學時應(yīng)設(shè)計恰當?shù)那榫?,讓學生自己探究總結(jié)出零點存在性定理。同時,要讓學生明確零點存在性定理僅能判斷出零點的存在性,而對零點的個數(shù),需結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性等性質(zhì)進行判斷。
【學情分析】
1.對于函數(shù)零點的概念本質(zhì)的理解,學生缺乏的是函數(shù)的觀點,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。要解決這一問題,教學中要通過問題的設(shè)置,引導(dǎo)學生思考,再通過實例(如:二次函數(shù)圖象和二次方程之間的聯(lián)系)的確認與體驗,從直觀到抽象,從特殊到一般的學習方式,捅破學生認識上的這層“窗戶紙”。
2.對于零點存在的判定定理,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生操作感知,同時鼓勵學生舉例來驗證,最終能自主地獲得并確認該定理的結(jié)論。對于定理的條件和結(jié)論,學生往往考慮不夠深入,需要教師通過具體的問題,引導(dǎo)學生從正面、反面、側(cè)面等不同的角度重新進行審視。
【主要教學方式方法】
本節(jié)主要教學方式為課堂討論法。實現(xiàn)教學目標,需要借助計算機或者計算器,一方面是繪制函數(shù)圖象,通過觀察圖象加深方程的根、函數(shù)零點以及同時函數(shù)圖象與x軸的交點的關(guān)系;另一方面,判斷零點所在區(qū)間過程中,一些函數(shù)值的計算也必須借助計算機或計算器。
【教學目標】
1.理解函數(shù)零點的定義;
2.掌握方程的實根與其相應(yīng)函數(shù)零點之間的等價關(guān)系;
3.理解零點存在性定理,并能初步確定具體函數(shù)存在零點的區(qū)間。
【重點、難點】
教學重點:方程的根與函數(shù)零點的關(guān)系及零點存在性定理的深入理解與應(yīng)用。
教學難點:準確理解零點存在性定理,并針對具體函數(shù)(或方程),能求出存在零點(或根)的區(qū)間。
【教學過程】
一、創(chuàng)設(shè)情境
問題1:求下列方程的根。
(1)2x-1=0;(2)x2-2x-3=0;(3)lnx+2x-6=0。
設(shè)計意圖:從學生的認知沖突中,引發(fā)學生的好奇心和求知欲,推動問題進一步的探究。通過簡單的引導(dǎo),讓學生自己總結(jié)出函數(shù)與方程的根之間的聯(lián)系。開門見山的提出函數(shù)思想解決方程根的問題,點明本節(jié)課的目標。
師:出示問題。
生:獨立思考解答,并發(fā)現(xiàn)(3)存在的問題。
師:引導(dǎo)學生利用數(shù)形結(jié)合思想,畫函數(shù)圖象,分析方程的根與圖象和x軸交點坐標的關(guān)系。推廣到一般的方程和函數(shù),引出零點概念。
二、新課探究
1. 函數(shù)零點的概念.:一般地,對于函數(shù)y=f(x),我們把使f(x)=0的實數(shù)x叫做函數(shù)y=f(x)的零點.
問題2:函數(shù)y=x2-2x-3的零點是:( )
A.(-1,0),(3,0); B.x=-1;
C.x=3; D.-1和3.
設(shè)計意圖:明確函數(shù)的零點并不是“點”,它實際是圖象與x軸交點的橫坐標,它是實數(shù)。
師:僅提出問題,不做任何提示。
生:相互交流,總結(jié)出零點并不是“點”,它不是以坐標的形式出現(xiàn),而是實數(shù)。
問題3:你能分別從函數(shù)圖象和方程的角度,對函數(shù)的零點換一種說法嗎?
設(shè)計意圖:進一步掌握函數(shù)的核心概念,同時通過圖象和方程進行一步完善對函數(shù)零點的全面理解,為下面借助圖象探究零點存在性定理作好一定的鋪墊。
師:提出問題,要求各學習小組討論得出結(jié)論。
生:選兩三個學習小組闡述各組觀點,認真總結(jié)理解函數(shù)零點的意義。
2. 函數(shù)零點的意義:函數(shù)y=f(x)的零點就是方程f(x)=0實數(shù)根,亦即函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸交點的橫坐標.
即:方程f(x)=0有實數(shù)根?函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸有交點?函數(shù)y=f(x)有零點.
問題4:求函數(shù)f(x)=lg(x-1)的零點。
設(shè)計意圖:通過學生的動手操作,既檢查了學生對零點概念的理解,又讓學生探索出求函數(shù)零點常用的兩種方法:①可以解方程f(x)=0而得到(代數(shù)法),②可以利用函數(shù)y=f(x)的圖象找出(幾何法)。
師:提出問題,給三分鐘時間讓學生解答。展示學生解答,引導(dǎo)學生歸納出函數(shù)零點的求法。
生:獨立完成解答,并展示成果。
3. 函數(shù)零點的求法:求函數(shù)y=f(x)的零點:
1(代數(shù)法)求方程f(x)=0的實數(shù)根;
2 (幾何法)對于不能用求根公式的方程,可以將它與函數(shù)y=f(x)的圖象聯(lián)系起來,并利用函數(shù)的性質(zhì)找出零點。
問題5:如果把函數(shù)比作一部電影,那么函數(shù)的零點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?
(1)
(2)
設(shè)計意圖:從現(xiàn)實生活中的問題,讓學生體會動與靜的關(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。請問當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?(其中: A、B兩點在x軸的兩側(cè)。)
設(shè)計意圖:將現(xiàn)實生活中的問題抽象成數(shù)學模型,進行合情推理,將原來學生只認為靜態(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)學符號(式子)來表示?
設(shè)計意圖:由原來的圖象語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學語言。培養(yǎng)學生的觀察能力和提取有效信息的能力。體驗語言轉(zhuǎn)化的過程。
問題8:滿足上述條件的函數(shù)圖象與x軸的交點一定在(a,b)內(nèi)嗎?即函數(shù)的零點一定在(a,b)內(nèi)嗎?
設(shè)計意圖:讓學生體驗從現(xiàn)實生活中抽象成數(shù)學模型時,需要一定修正。加強學生對函數(shù)動態(tài)的感受,對函數(shù)的定義有進一步的理解。通過上述探究,讓學生自己概括出零點存在性定理。
師:引導(dǎo)學生從生活情景出發(fā),利用“問題鏈”設(shè)計,結(jié)合函數(shù)圖象,分析函數(shù)在區(qū)間端點上的函數(shù)值的符號情況與函數(shù)零點是否存在之間的關(guān)系。
生:結(jié)合函數(shù)圖象,思考、討論、歸納得出函數(shù)零點存在的條件,并進行交流、評析.
師:組織學生總結(jié)剛才探索所發(fā)現(xiàn)的結(jié)論,并加以討論,形成集體的意見。
4.函數(shù)零點存在性判定定理
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,即存在c∈ (a,b),使得f(c)=0,這個c也就是方程f(x)=0的根。
問題9:你能回答下列問題嗎?
(1)如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上的圖象是間斷的,上述結(jié)論還成立嗎?
(2)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)的零點個數(shù)一定唯一嗎?
endprint
(3)問題3中再加一個什么條件就能保證一定只有一個零點?
(4)如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點一定有f(a)·f(b)<0嗎?
(5)一般地,所有函數(shù)的零點是否都可由上述的定理進行判斷?(反例:同號零點)
設(shè)計意圖:通過教師的設(shè)問讓學生進一步全面深入地領(lǐng)悟定理的內(nèi)容。
師:通過一串問題引導(dǎo)學生理解函數(shù)零點存在定理,分析其中各條件的作用。
生:讓學生在黑板上畫圖象幫助理解。如:
(1)不行。如下圖:
(2)不一定只有一個,如下圖,有三個:
三、概念和定理的鞏固及應(yīng)用
例1:觀察下表,分析函數(shù)f(x)=3x5+6x-1 在定義域內(nèi)是否存在零點?
x -2 -1 0 1 2
f(x) -109 -10 -1 8 107
設(shè)計意圖:初步應(yīng)用零點的存在性定理來判斷函數(shù)零點的存在性問題。并引導(dǎo)學生探索判斷函數(shù)零點的方法,通過作出x,f(x),的對應(yīng)值表,來尋找函數(shù)值異號的區(qū)間,還可以借助計算機來作函數(shù)的圖象分析零點問題。而且對函數(shù)有一個零點形成直觀認識。
例2:求函數(shù)f(x)=lnx+2x-6的零點個數(shù)。
解法1:用計算器或計算機作出x,f(x), 的對應(yīng)值表和圖象。
x 1 2 3 4 5 6 7 8 9
f(x) -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f(2)f(3)<0,這說明函數(shù)在f(x)區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點。結(jié)合函數(shù)f(x)的單調(diào)性,進而說明零點有且只有唯一一個。
師:引導(dǎo)學生探索判斷函數(shù)零點的方法,指出可以借助計算機或計算器來畫函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象對函數(shù)有一個零點形成直觀的認識。
生:結(jié)合圖象確定零點所在的區(qū)間,然后利用函數(shù)單調(diào)性判斷零點的個數(shù)。
師:如果不用計算機或計算器來畫函數(shù)的圖象,還能解決本題嗎?
生:(解法2)由f(x)=0?lnx=6-2x,因此分別構(gòu)造函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=6-2x,在同一直角坐標系中作出這兩個函數(shù)的圖象,圖象有幾個交點,本題就有幾個零點。
設(shè)計意圖:學生應(yīng)用例題1方法來解決例題2的零點存在性問題,并結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,從圖象的直觀上去判斷零點的個數(shù)問題。本題既回答了引例中方程lnx+2x-6=0的根是否存在的問題,又引起學生對“如何求出它的根”作進一步的思考,為下一節(jié)二分法求方程的近似解埋下伏筆。
練習:利用函數(shù)圖象判斷下列方程根的個數(shù)。(不允許使用計算機或計算器)
(1)2x(x-2)=-3
(2)0=x-3+lgx
設(shè)計意圖:①明確方程2x(x-2)=-3對應(yīng)的函數(shù)是y=2x(x-2)+3,而不是y=2x(x-2);
②讓學生從實例中體會函數(shù)y=x-3+lgx的圖象不容易畫出時,把0=x-3+lgx變形成lgx=3-x的好處。
四、小結(jié)
(1)請回顧本節(jié)課所學知識內(nèi)容有哪些?
(2)所涉及到的主要數(shù)學思想又有哪些?
(3)你還獲得了什么?
五、作業(yè)
【基礎(chǔ)作業(yè)】必做題
1. 若f(x)=x2-3x+2,則方程f(x)=0的實根為 ,函數(shù)y=f(x)的零點是,函數(shù)f(x)的圖象與x軸交點的坐標為 。
2. 已知函數(shù)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),且f(x)在(0,+∞)上有一個零點,則f(x)的零點個數(shù)為( ) 。
A.3B.2C.1D.不確定
3. 已知函數(shù)f(x)的圖象是連續(xù)不斷的,有如下對應(yīng)值表:
x 1 2 3 4 5 6 7
f(x) 23 9 –7 11 –5 –12 –26
那么函數(shù)在區(qū)間[1,6]上的零點至少有()個
A.5個 B.4個C.3個 D.2個
4. 函數(shù)f(x)= -x3-3x+5的零點所在的大致區(qū)間為()
A.( - 2 ,0) B. (1,2) C. (0,1) D. (0,0.5)
5. 方程2-x+x2=3的實數(shù)解的個數(shù)為。(請說明理由)
設(shè)計意圖:在概念的易錯,易混點處出題,加深對概念的理解;利用常見題型幫助學生鞏固所學新知。
【基礎(chǔ)作業(yè)】選做題
已知f(x)=|x2-2x-3|-a,求a取何值時能分別滿足下列條件。
①有2個零點;②3個零點;③4個零點。
設(shè)計意圖:為學有余力的學生搭建展示自己的舞臺,充分利用學生的表現(xiàn)欲,激發(fā)學生對數(shù)學的興趣。
【板書設(shè)計】
3.1.1 方程的根與函數(shù)的零點
一、創(chuàng)設(shè)情境
二、新課探究
1.函數(shù)零點的概念;
2.函數(shù)零點的意義;
3.函數(shù)零點的求法;
4.函數(shù)零點存在性判定定理。 三、概念和定理的鞏固及應(yīng)用
四、小結(jié)
五、作業(yè) 學生
板演區(qū):
課后反思:
現(xiàn)代教育心理學的研究認為,有效的概念教學是建立在學生已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的。而在已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的新矛盾的出現(xiàn),又會刺激學生積極地思考。因此在新課導(dǎo)入中,設(shè)計了“問題1:求下列方程的根。①2x-1=0;②x2-2x-3=0;③lnx+2x-6=0?!弊寣W生由熟悉的到陌生,引發(fā)思考。再者,本設(shè)計采用“啟發(fā)—探究—討論”教學模式精心設(shè)置一個個問題鏈,逐層鋪墊,降低難度;由具體到一般地建立方程的根與相應(yīng)的函數(shù)的零點的聯(lián)系,恰當?shù)厥褂枚嗝襟w和計算器,讓學生直觀形象地理解問題,了解知識的形成過程;給每個學生提供思考、創(chuàng)造、表現(xiàn)和成功的機會;設(shè)法走出“概念一帶而過,演習鋪天蓋地”的誤區(qū),促使自己與學生一起走進“重視探究、重視交流、重視過程” 的新天地。
建構(gòu)主義認為:知識不是被動接受,而是認知主體積極主動建構(gòu)的。本節(jié)的教學設(shè)計正是在這種教學理念的指導(dǎo)下,讓學生經(jīng)歷“創(chuàng)設(shè)問題情境——建構(gòu)概念——探究定理——注重反思——拓展應(yīng)用”的活動過程,體驗參與數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程,提高學習數(shù)學的興趣,成為積極主動的建構(gòu)者。
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(3)問題3中再加一個什么條件就能保證一定只有一個零點?
(4)如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點一定有f(a)·f(b)<0嗎?
(5)一般地,所有函數(shù)的零點是否都可由上述的定理進行判斷?(反例:同號零點)
設(shè)計意圖:通過教師的設(shè)問讓學生進一步全面深入地領(lǐng)悟定理的內(nèi)容。
師:通過一串問題引導(dǎo)學生理解函數(shù)零點存在定理,分析其中各條件的作用。
生:讓學生在黑板上畫圖象幫助理解。如:
(1)不行。如下圖:
(2)不一定只有一個,如下圖,有三個:
三、概念和定理的鞏固及應(yīng)用
例1:觀察下表,分析函數(shù)f(x)=3x5+6x-1 在定義域內(nèi)是否存在零點?
x -2 -1 0 1 2
f(x) -109 -10 -1 8 107
設(shè)計意圖:初步應(yīng)用零點的存在性定理來判斷函數(shù)零點的存在性問題。并引導(dǎo)學生探索判斷函數(shù)零點的方法,通過作出x,f(x),的對應(yīng)值表,來尋找函數(shù)值異號的區(qū)間,還可以借助計算機來作函數(shù)的圖象分析零點問題。而且對函數(shù)有一個零點形成直觀認識。
例2:求函數(shù)f(x)=lnx+2x-6的零點個數(shù)。
解法1:用計算器或計算機作出x,f(x), 的對應(yīng)值表和圖象。
x 1 2 3 4 5 6 7 8 9
f(x) -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f(2)f(3)<0,這說明函數(shù)在f(x)區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點。結(jié)合函數(shù)f(x)的單調(diào)性,進而說明零點有且只有唯一一個。
師:引導(dǎo)學生探索判斷函數(shù)零點的方法,指出可以借助計算機或計算器來畫函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象對函數(shù)有一個零點形成直觀的認識。
生:結(jié)合圖象確定零點所在的區(qū)間,然后利用函數(shù)單調(diào)性判斷零點的個數(shù)。
師:如果不用計算機或計算器來畫函數(shù)的圖象,還能解決本題嗎?
生:(解法2)由f(x)=0?lnx=6-2x,因此分別構(gòu)造函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=6-2x,在同一直角坐標系中作出這兩個函數(shù)的圖象,圖象有幾個交點,本題就有幾個零點。
設(shè)計意圖:學生應(yīng)用例題1方法來解決例題2的零點存在性問題,并結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,從圖象的直觀上去判斷零點的個數(shù)問題。本題既回答了引例中方程lnx+2x-6=0的根是否存在的問題,又引起學生對“如何求出它的根”作進一步的思考,為下一節(jié)二分法求方程的近似解埋下伏筆。
練習:利用函數(shù)圖象判斷下列方程根的個數(shù)。(不允許使用計算機或計算器)
(1)2x(x-2)=-3
(2)0=x-3+lgx
設(shè)計意圖:①明確方程2x(x-2)=-3對應(yīng)的函數(shù)是y=2x(x-2)+3,而不是y=2x(x-2);
②讓學生從實例中體會函數(shù)y=x-3+lgx的圖象不容易畫出時,把0=x-3+lgx變形成lgx=3-x的好處。
四、小結(jié)
(1)請回顧本節(jié)課所學知識內(nèi)容有哪些?
(2)所涉及到的主要數(shù)學思想又有哪些?
(3)你還獲得了什么?
五、作業(yè)
【基礎(chǔ)作業(yè)】必做題
1. 若f(x)=x2-3x+2,則方程f(x)=0的實根為 ,函數(shù)y=f(x)的零點是,函數(shù)f(x)的圖象與x軸交點的坐標為 。
2. 已知函數(shù)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),且f(x)在(0,+∞)上有一個零點,則f(x)的零點個數(shù)為( ) 。
A.3B.2C.1D.不確定
3. 已知函數(shù)f(x)的圖象是連續(xù)不斷的,有如下對應(yīng)值表:
x 1 2 3 4 5 6 7
f(x) 23 9 –7 11 –5 –12 –26
那么函數(shù)在區(qū)間[1,6]上的零點至少有()個
A.5個 B.4個C.3個 D.2個
4. 函數(shù)f(x)= -x3-3x+5的零點所在的大致區(qū)間為()
A.( - 2 ,0) B. (1,2) C. (0,1) D. (0,0.5)
5. 方程2-x+x2=3的實數(shù)解的個數(shù)為。(請說明理由)
設(shè)計意圖:在概念的易錯,易混點處出題,加深對概念的理解;利用常見題型幫助學生鞏固所學新知。
【基礎(chǔ)作業(yè)】選做題
已知f(x)=|x2-2x-3|-a,求a取何值時能分別滿足下列條件。
①有2個零點;②3個零點;③4個零點。
設(shè)計意圖:為學有余力的學生搭建展示自己的舞臺,充分利用學生的表現(xiàn)欲,激發(fā)學生對數(shù)學的興趣。
【板書設(shè)計】
3.1.1 方程的根與函數(shù)的零點
一、創(chuàng)設(shè)情境
二、新課探究
1.函數(shù)零點的概念;
2.函數(shù)零點的意義;
3.函數(shù)零點的求法;
4.函數(shù)零點存在性判定定理。 三、概念和定理的鞏固及應(yīng)用
四、小結(jié)
五、作業(yè) 學生
板演區(qū):
課后反思:
現(xiàn)代教育心理學的研究認為,有效的概念教學是建立在學生已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的。而在已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的新矛盾的出現(xiàn),又會刺激學生積極地思考。因此在新課導(dǎo)入中,設(shè)計了“問題1:求下列方程的根。①2x-1=0;②x2-2x-3=0;③lnx+2x-6=0?!弊寣W生由熟悉的到陌生,引發(fā)思考。再者,本設(shè)計采用“啟發(fā)—探究—討論”教學模式精心設(shè)置一個個問題鏈,逐層鋪墊,降低難度;由具體到一般地建立方程的根與相應(yīng)的函數(shù)的零點的聯(lián)系,恰當?shù)厥褂枚嗝襟w和計算器,讓學生直觀形象地理解問題,了解知識的形成過程;給每個學生提供思考、創(chuàng)造、表現(xiàn)和成功的機會;設(shè)法走出“概念一帶而過,演習鋪天蓋地”的誤區(qū),促使自己與學生一起走進“重視探究、重視交流、重視過程” 的新天地。
建構(gòu)主義認為:知識不是被動接受,而是認知主體積極主動建構(gòu)的。本節(jié)的教學設(shè)計正是在這種教學理念的指導(dǎo)下,讓學生經(jīng)歷“創(chuàng)設(shè)問題情境——建構(gòu)概念——探究定理——注重反思——拓展應(yīng)用”的活動過程,體驗參與數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程,提高學習數(shù)學的興趣,成為積極主動的建構(gòu)者。
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(3)問題3中再加一個什么條件就能保證一定只有一個零點?
(4)如果函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)內(nèi)有零點一定有f(a)·f(b)<0嗎?
(5)一般地,所有函數(shù)的零點是否都可由上述的定理進行判斷?(反例:同號零點)
設(shè)計意圖:通過教師的設(shè)問讓學生進一步全面深入地領(lǐng)悟定理的內(nèi)容。
師:通過一串問題引導(dǎo)學生理解函數(shù)零點存在定理,分析其中各條件的作用。
生:讓學生在黑板上畫圖象幫助理解。如:
(1)不行。如下圖:
(2)不一定只有一個,如下圖,有三個:
三、概念和定理的鞏固及應(yīng)用
例1:觀察下表,分析函數(shù)f(x)=3x5+6x-1 在定義域內(nèi)是否存在零點?
x -2 -1 0 1 2
f(x) -109 -10 -1 8 107
設(shè)計意圖:初步應(yīng)用零點的存在性定理來判斷函數(shù)零點的存在性問題。并引導(dǎo)學生探索判斷函數(shù)零點的方法,通過作出x,f(x),的對應(yīng)值表,來尋找函數(shù)值異號的區(qū)間,還可以借助計算機來作函數(shù)的圖象分析零點問題。而且對函數(shù)有一個零點形成直觀認識。
例2:求函數(shù)f(x)=lnx+2x-6的零點個數(shù)。
解法1:用計算器或計算機作出x,f(x), 的對應(yīng)值表和圖象。
x 1 2 3 4 5 6 7 8 9
f(x) -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f(2)f(3)<0,這說明函數(shù)在f(x)區(qū)間(2,3)內(nèi)有零點。結(jié)合函數(shù)f(x)的單調(diào)性,進而說明零點有且只有唯一一個。
師:引導(dǎo)學生探索判斷函數(shù)零點的方法,指出可以借助計算機或計算器來畫函數(shù)的圖象,結(jié)合圖象對函數(shù)有一個零點形成直觀的認識。
生:結(jié)合圖象確定零點所在的區(qū)間,然后利用函數(shù)單調(diào)性判斷零點的個數(shù)。
師:如果不用計算機或計算器來畫函數(shù)的圖象,還能解決本題嗎?
生:(解法2)由f(x)=0?lnx=6-2x,因此分別構(gòu)造函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=6-2x,在同一直角坐標系中作出這兩個函數(shù)的圖象,圖象有幾個交點,本題就有幾個零點。
設(shè)計意圖:學生應(yīng)用例題1方法來解決例題2的零點存在性問題,并結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性,從圖象的直觀上去判斷零點的個數(shù)問題。本題既回答了引例中方程lnx+2x-6=0的根是否存在的問題,又引起學生對“如何求出它的根”作進一步的思考,為下一節(jié)二分法求方程的近似解埋下伏筆。
練習:利用函數(shù)圖象判斷下列方程根的個數(shù)。(不允許使用計算機或計算器)
(1)2x(x-2)=-3
(2)0=x-3+lgx
設(shè)計意圖:①明確方程2x(x-2)=-3對應(yīng)的函數(shù)是y=2x(x-2)+3,而不是y=2x(x-2);
②讓學生從實例中體會函數(shù)y=x-3+lgx的圖象不容易畫出時,把0=x-3+lgx變形成lgx=3-x的好處。
四、小結(jié)
(1)請回顧本節(jié)課所學知識內(nèi)容有哪些?
(2)所涉及到的主要數(shù)學思想又有哪些?
(3)你還獲得了什么?
五、作業(yè)
【基礎(chǔ)作業(yè)】必做題
1. 若f(x)=x2-3x+2,則方程f(x)=0的實根為 ,函數(shù)y=f(x)的零點是,函數(shù)f(x)的圖象與x軸交點的坐標為 。
2. 已知函數(shù)f(x)是定義域為R的奇函數(shù),且f(x)在(0,+∞)上有一個零點,則f(x)的零點個數(shù)為( ) 。
A.3B.2C.1D.不確定
3. 已知函數(shù)f(x)的圖象是連續(xù)不斷的,有如下對應(yīng)值表:
x 1 2 3 4 5 6 7
f(x) 23 9 –7 11 –5 –12 –26
那么函數(shù)在區(qū)間[1,6]上的零點至少有()個
A.5個 B.4個C.3個 D.2個
4. 函數(shù)f(x)= -x3-3x+5的零點所在的大致區(qū)間為()
A.( - 2 ,0) B. (1,2) C. (0,1) D. (0,0.5)
5. 方程2-x+x2=3的實數(shù)解的個數(shù)為。(請說明理由)
設(shè)計意圖:在概念的易錯,易混點處出題,加深對概念的理解;利用常見題型幫助學生鞏固所學新知。
【基礎(chǔ)作業(yè)】選做題
已知f(x)=|x2-2x-3|-a,求a取何值時能分別滿足下列條件。
①有2個零點;②3個零點;③4個零點。
設(shè)計意圖:為學有余力的學生搭建展示自己的舞臺,充分利用學生的表現(xiàn)欲,激發(fā)學生對數(shù)學的興趣。
【板書設(shè)計】
3.1.1 方程的根與函數(shù)的零點
一、創(chuàng)設(shè)情境
二、新課探究
1.函數(shù)零點的概念;
2.函數(shù)零點的意義;
3.函數(shù)零點的求法;
4.函數(shù)零點存在性判定定理。 三、概念和定理的鞏固及應(yīng)用
四、小結(jié)
五、作業(yè) 學生
板演區(qū):
課后反思:
現(xiàn)代教育心理學的研究認為,有效的概念教學是建立在學生已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的。而在已有知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的新矛盾的出現(xiàn),又會刺激學生積極地思考。因此在新課導(dǎo)入中,設(shè)計了“問題1:求下列方程的根。①2x-1=0;②x2-2x-3=0;③lnx+2x-6=0?!弊寣W生由熟悉的到陌生,引發(fā)思考。再者,本設(shè)計采用“啟發(fā)—探究—討論”教學模式精心設(shè)置一個個問題鏈,逐層鋪墊,降低難度;由具體到一般地建立方程的根與相應(yīng)的函數(shù)的零點的聯(lián)系,恰當?shù)厥褂枚嗝襟w和計算器,讓學生直觀形象地理解問題,了解知識的形成過程;給每個學生提供思考、創(chuàng)造、表現(xiàn)和成功的機會;設(shè)法走出“概念一帶而過,演習鋪天蓋地”的誤區(qū),促使自己與學生一起走進“重視探究、重視交流、重視過程” 的新天地。
建構(gòu)主義認為:知識不是被動接受,而是認知主體積極主動建構(gòu)的。本節(jié)的教學設(shè)計正是在這種教學理念的指導(dǎo)下,讓學生經(jīng)歷“創(chuàng)設(shè)問題情境——建構(gòu)概念——探究定理——注重反思——拓展應(yīng)用”的活動過程,體驗參與數(shù)學知識的發(fā)生、發(fā)展過程,提高學習數(shù)學的興趣,成為積極主動的建構(gòu)者。
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