导语:高一数学的知识掌握较多,高一试题约占高考得分的60%,一学年要学五本书,只要把高一的数学掌握牢靠,高二,高三则只是对高一的复习与补充。刚进入高一,有些学生还不是很适应,单单课堂上的学习有些吃力,这次漂亮的小编为您带来了数学《指数与指数函数》教案精选6篇,在大家参照的同时,也可以分享一下给您最好的朋友。
一、说教材
1、《指数函数》在教材中的地位、作用和特点
今天说课的内容为“指数函数”第一课时。它是在学习指数概念和幂函数的基础上学习指数函数的概念和性质,通过学习指数函数的定义,图像及性质,可以进一步深化学生对函数概念的理解与认识,使学生得到较系统的函数知识和研究函数的方法,并且为学习对数函数尤其是利用互为反函数的图象间的关系来研究对数函数的性质打下坚实的概念和图象基础。所以指数函数起到了承上启下的作用。
此外,《指数函数》的知识与我们的日常生产、生活和科学研究有着紧密的联系,尤其体现在细胞分裂、贷款利率的计算、股市的涨跌、服饰的打折和化学中对放射性物质的变化研究等方面,因此学习这部分知识还有着广泛的现实意义与在专业知识中的应用作用。本节内容的特点之一是概念性强,特点之二是凸显了数学图形在研究函数性质时的重要作用。
2、教学目标、重点和难点
通过初中学段的学习和职业高中对集合、函数等知识的系统学习,学生对函数和图象的关系已经构建了一定的认知结构,主要体现在三个方面:
知识维度:初中已经学习了正比例函数、反比例函数和 一次函数,上册第三章又进一步学习了函数的概念及其通性,并对一次函数、二次函数作了更深入研究,学生已经初步掌握了研究函数的一般方法,能够从初中运动变化的角度认识函数初步转化到从集合与对应的观点来认识函数。
能力维度:学生对采用“描点法”描绘函数图象的方法已基本掌握,能够为研究指数函数的性质做好准备。
素质维度:由观察到抽象的数学活动过程已有一定的体会,已初步了解了数形结合的思想。
(1)教学目标
知识目标:
①了解指数函数模型的实际背景,认识数学与现实生活、其他学科的联系。
②掌握指数函数的概念。
③掌握指数函数的图象和性质。
能力目标:
①渗透数形结合的基本数学思想方法。
②培养学生观察、联想、类比、猜测、归纳的能力。
情感目标:
①在学习的过程中体会研究具体函数及其性质的过程和方法,如体验从特殊到一般的学习规律,认识事物之间的普遍联系与相互转化,培养学生用联系的观点看问题。
②通过教学互动促进师生情感,激发学生的学习兴趣,提高学生抽象、概括、分析、综合的能力。
(2)教学重点和难点
教学重点:指数函数的图象和性质。
教学难点:指数函数的图象性质与底数a的关系。
(3)教学关键:
从实际出发,使学生在获得一定的感性认识和基础上,通过观察、比较、归纳提高到理性认识,以形成完整的概念;在理解概念的基础上充分结合图象,利用数形结合来扫清障碍。
二、教法与学法指导
1、学法指导
由于职高学生大部分数学基础较差,理解能力、运算能力、思维能力等方面参差不齐,同时学生学好数学的自信心不强,学习积极性不高,厌学情绪严重。针对实际情况,考虑到学生非智力因素的影响,我主要在以下几个方面做了尝试:
(1)激发学生的求知欲和学习积极性。从学生感兴趣的生活实例着手,激发学生的学习兴趣,指导学生积极思维,主动获取知识。
(2)领会常见数学思想方法。在借助图象研究指数函数的性质时会遇到分类讨论、数形结合等基本数学思想方法,这些方法将会贯穿整个职业高中的数学学习。
(3)在互相交流和自主探究中获得发展。在生活实例的课堂导入、指数函数的性质研究、例题与训练、课内小节等教学环节中都安排了学生的讨论、分组、交流等活动,让学生变被动的接受和记忆知识为在合作学习的乐趣中主动地建构新知识的框架和体系,从而完成知识的内化过程。
(4)注意学生的个体差异。利用小组合作来帮助后进的学生,不同难度的题目设计将尽可能照顾到课堂学生的个体差异。
2、教法选择
(1)本节课采用的方法有;启发发现法、课堂讨论法、多媒体教学法
(2)采用这些方法的理论依据:为了调动学生的学习积极性,使学生变被动为主动愉快的学习。教学中我引导学生从实例出发启发出指数函数的定义,在概念理解上,用步步设问、课堂讨论来加深理解。在指数函数图像的画法上,借助电脑,演示作图过程以及图像变化的动画过程,新技术、新工具、新模式给了学生以新的感受,从而使学生直接地接受并提高学生的学习兴趣和积极性,很好地突破难点和提高教学效率,从而增大教学的容量和直观性、准确性。(有条件的可以安排在机房上课,让学生也利用函数作图器作图)
三、教学设计
在设计本节课的教学过程中,本着遵循学生的`认知规律、让学生去经历知识的形成与发展过程的原则,我设计了如下的教学程序,启发学生逐步发现和认识指数函数的图象和性质。
1、创设情景、导入新课
教师活动:
①用电脑展示两个实例,第一个是生物中细胞分裂问题(某种细胞分裂时由1 个分裂成2 个,2个分裂成4个,一个这样的细胞分裂 x 次后,得到的细胞个数y与x有怎样的函数关系?),第二个是放射性物质变化的例子(一种放射性物质不断变化为其他物质,每经过一年剩留的质量约是原来的84%,求经过多少年,剩留量是原来的一半,结果保留一位有效数字)。
②组织学生思考、分小组讨论所提出的问题,注意引导学生从定义出发来解释两个问题中变量之间的关系。
③引导学生把对应关系概括到形式。
学生活动:分别写出细胞个数y与分裂次数x的关系式和剩留量y与经过的年数x的关系式;
设计意图:
①通过生活实例充分调动学生的学习兴趣,激发学生的探究心理,顺利引入课题,也为引出指数函数的概念做准备,扫清由概念不清而造成的知识障碍,培养学生思维的主动性,为突破难点做好准备;
②由具体数字抽象概括出指数函数y=ax的模型,为研究指数函数做准备;
③两个例子又恰好为研究指数函数中底数大于1和底数大于0小于1的图象做好了准备。
2、启发诱导、探求新知
(1)指数函数概念的引出
教师活动:
①引导学生观察这两个函数,寻找他们的特征
②请学生思考对于底数a是否需要限制,如不限制会有什么问题出现
③引导学生观察指数函数与幂函数在概念上的区别。
学生活动:
①学生独立思考并回忆指数的概念;
②解释这两个问题中变量间的关系为什么构成函数,从而归纳指数函数的概念;
③理清指数函数与幂函数在概念上的区别。
设计意图:
①引导学生结合指数的有关概念来归纳出指数函数的定义,并向学生指出指数函数的形式特点;
②注意提示底数的取值范围,这样避免了学生对于底数a范围分类的不清楚,也为研究指数函数的图象做了“分类讨论”的铺垫。
③将指数函数与幂函数在定义上进行区别,加深了对指数函数概念的掌握。
(2)研究指数函数的图象
教师活动:
①给出两个简单的指数函数 和 ,并要求学生画它们的图象。
②在准备好的小黑板上利用列表描点法规范地画出这两个指数函数的图象。
③利用函数作图器和几何画板作图。
学生活动:
①思考画函数图象的方法有哪些?
②画出这两个简单的指数函数图象。
③让学生利用计算器或计算机来画。
设计意图:让学生动手作简单的指数函数的图象对深刻理解本节课的内容有着一定的促进作用,在学生完成基本作图之后,教师再利用课前已列表、建立坐标系的小黑板展示准确的作图方法,达到进一步规范学生的作图习惯的目的,然后借助“函数作图器”或“几何画板”准确作图,既可以培养学生的学习兴趣也可以使图象更精确。
1。使学生掌握的概念,图象和性质。
(1)能根据定义判断形如什么样的函数是,了解对底数的限制条件的合理性,明确的定义域。
(2)能在基本性质的指导下,用列表描点法画出的图象,能从数形两方面认识的性质。
(3) 能利用的性质比较某些幂形数的大小,会利用的图象画出形如 的图象。
2。 通过对的概念图象性质的学习,培养学生观察,分析归纳的能力,进一步体会数形结合的思想方法。
3。通过对的研究,让学生认识到数学的应用价值,激发学生学习数学的兴趣。使学生善于从现实生活中数学的发现问题,解决问题。
重点是理解的定义,把握图象和性质。
难点是认识底数对函数值影响的认识。
一。 引入新课
我们前面学习了指数运算,在此基础上,今天我们要来研究一类新的常见函数———————。
1。6。(板书)
这类函数之所以重点介绍的原因就是它是实际生活中的一种需要。比如我们看下面的问题:
问题1:某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,……一个这样的细胞分裂 次后,得到的细胞分裂的个数 与 之间,构成一个函数关系,能写出 与 之间的函数关系式吗?
由学生回答: 与 之间的关系式,可以表示为 。
问题2:有一根1米长的绳子,第一次剪去绳长一半,第二次再剪去剩余绳子的一半,……剪了 次后绳子剩余的长度为 米,试写出 与 之间的函数关系。
由学生回答: 。
在以上两个实例中我们可以看到这两个函数与我们前面研究的函数有所区别,从形式上幂的形式,且自变量 均在指数的位置上,那么就把形如这样的函数称为。
一。 的概念(板书)
1。定义:形如 的函数称为。(板书)
教师在给出定义之后再对定义作几点说明。
2。几点说明 (板书)
(1) 关于对 的规定:
教师首先提出问题:为什么要规定底数大于0且不等于1呢?(若学生感到有困难,可将问题分解为若 会有什么问题?如 ,此时 , 等在实数范围内相应的函数值不存在。
若 对于 都无意义,若 则 无论 取何值,它总是1,对它没有研究的必要。为了避免上述各种情况的发生,所以规定 且 。
(2)关于的定义域 (板书)
教师引导学生回顾指数范围,发现指数可以取有理数。此时教师可指出,其实当指数为无理数时, 也是一个确定的实数,对于无理指数幂,学过的有理指数幂的性质和运算法则它都适用,所以将指数范围扩充为实数范围,所以的定义域为 。扩充的另一个原因是因为使她它更具代表更有应用价值。
(3)关于是否是的判断(板书)
刚才分别认识了中底数,指数的要求,下面我们从整体的角度来认识一下,根据定义我们知道什么样的函数是,请看下面函数是否是。
(1) , (2) , (3)
(4) , (5) 。
学生回答并说明理由,教师根据情况作点评,指出只有(1)和(3)是,其中(3) 可以写成 ,也是指数图象。
最后提醒学生的定义是形式定义,就必须在形式上一摸一样才行,然后把问题引向深入,有了定义域和初步研究的函数的性质,此时研究的关键在于画出它的图象,再细致归纳性质。
3。归纳性质
作图的用什么方法。用列表描点发现,教师准备明确性质,再由学生回答。
函数
1。定义域 :
2。值域:
3。奇偶性 :既不是奇函数也不是偶函数
4。截距:在 轴上没有,在 轴上为1。
对于性质1和2可以两条合在一起说,并追问起什么作用。(确定图象存在的大致位置)对第3条还应会证明。对于单调性,我建议找一些特殊点。,先看一看,再下定论。对最后一条也是指导函数图象画图的依据。(图象位于 轴上方,且与 轴不相交。)
在此基础上,教师可指导学生列表,描点了。取点时还要提醒学生由于不具备对称性,故 的值应有正有负,且由于单调性不清,所取点的个数不能太少。
此处教师可利用计算机列表描点,给出十组数据,而学生自己列表描点,至少六组数据。连点成线时,一定提醒学生图象的变化趋势(当 越小,图象越靠近 轴, 越大,图象上升的越快),并连出光滑曲线。
二。图象与性质(板书)
1。图象的画法:性质指导下的列表描点法。
2。草图:
当画完第一个图象之后,可问学生是否需要再画第二个?它是否具有代表性?(教师可提示底数的条件是且 ,取值可分为两段)让学生明白需再画第二个,不妨取 为例。
此时画它的图象的方法应让学生来选择,应让学生意识到列表描点不是唯一的方法,而图象变换的方法更为简单。即 = 与 图象之间关于 轴对称,而此时 的图象已经有了,具备了变换的条件。让学生自己做对称,教师借助计算机画图,在同一坐标系下得到 的图象。
最后问学生是否需要再画。(可能有两种可能性,若学生认为无需再画,则追问其原因并要求其说出性质,若认为还需画,则教师可利用计算机再画出如 的图象一起比较,再找共性)
由于图象是形的特征,所以先从几何角度看它们有什么特征。教师可列一个表,如下:
以上内容学生说不齐的,教师可适当提出观察角度让学生去描述,然后再让学生将几何的。特征,翻译为函数的性质,即从代数角度的描述,将表中另一部分填满。
填好后,让学生仿照此例再列一个 的表,将相应的内容填好。为进一步整理性质,教师可提出从另一个角度来分类,整理函数的性质。
3。性质。
(1)无论 为何值, 都有定义域为 ,值域为 ,都过点 。
(2) 时, 在定义域内为增函数, 时, 为减函数。
(3) 时, , 时, 。
总结之后,特别提醒学生记住函数的图象,有了图,从图中就可以能读出性质。
三。简单应用 (板书)
1。利用单调性比大小。 (板书)
一类函数研究完它的概念,图象和性质后,最重要的是利用它解决一些简单的问题。首先我们来看下面的问题。
例1。 比较下列各组数的大小
(1) 与 ; (2) 与 ;
(3) 与1 。(板书)
首先让学生观察两个数的特点,有什么相同?由学生指出它们底数相同,指数不同。再追问根据这个特点,用什么方法来比较它们的大小呢?让学生联想,提出构造函数的方法,即把这两个数看作某个函数的函数值,利用它的单调性比较大小。然后以第(1)题为例,给出解答过程。
解: 在 上是增函数,且
< 。(板书)
教师最后再强调过程必须写清三句话:
(1) 构造函数并指明函数的单调区间及相应的单调性。
(2) 自变量的大小比较。
(3) 函数值的大小比较。
后两个题的过程略。要求学生仿照第(1)题叙述过程。
例2。比较下列各组数的大小
(1) 与 ; (2) 与 ;
(3) 与 。(板书)
先让学生观察例2中各组数与例1中的区别,再思考解决的方法。引导学生发现对(1)来说 可以写成 ,这样就可以转化成同底的问题,再用例1的方法解决,对(2)来说 可以写成 ,也可转化成同底的,而(3)前面的方法就不适用了,考虑新的转化方法,由学生思考解决。(教师可提示学生的函数值与1有关,可以用1来起桥梁作用)
最后由学生说出 >1,<1,>。
解决后由教师小结比较大小的方法
(1) 构造函数的方法: 数的特征是同底不同指(包括可转化为同底的)
(2) 搭桥比较法: 用特殊的数1或0。
三。巩固练习
练习:比较下列各组数的大小(板书)
(1) 与 (2) 与 ;
(3) 与 ; (4) 与 。解答过程略
四。小结
1。的概念
2。的图象和性质
3。简单应用
五 。板书设计
(1)关于的定义按照课本上说法它是一种形式定义即解析式的特征必须是 的样子,不能有一点差异,诸如 , 等都不是。
(2)对底数 的限制条件的理解与认识也是认识的重要内容。如果有可能尽量让学生自己去研究对底数,指数都有什么限制要求,教师再给予补充或用具体例子加以说明,因为对这个条件的认识不仅关系到对的认识及性质的分类讨论,还关系到后面学习对数函数中底数的认识,所以一定要真正了解它的由来。
关于图象的绘制,虽然是用列表描点法,但在具体教学中应避免描点前的盲目列表计算,也应避免盲目的连点成线,要把表列在关键之处,要把点连在恰当之处,所以应在列表描点前先把函数的性质作一些简单的讨论,取得对要画图象的存在范围,大致特征,变化趋势的大概认识后,以此为指导再列表计算,描点得图象。
教学目标:
进一步理解指数函数及其性质,能运用指数函数模型,解决实际问题。
教学重点:
用指数函数模型解决实际问题。
教学难点:
指数函数模型的建构。
教学过程:
一、情境创设
1.某工厂今年的年产值为a万元,为了增加产值,今年增加了新产品的研发,预计从明年起,年产值每年递增15%,则明年的产值为 万元,后年的产值为 万元.若设x年后实现产值翻两番,则得方程 。
二、数学建构
指数函数是常见的数学模型,也是重要的数学模型,常见于工农业生产,环境治理以及投资理财等
递增的常见模型为=(1+p%)x(p>0);递减的常见模型则为=(1-p%)x(p>0)。
三、数学应用
例1 某种放射性物质不断变化为其他,每经过一年,这种物质剩留的质量是原来的84%,写出这种物质的剩留量关于时间的函数关系式。
例2 某医药研究所开发一种新药,据检测:如果成人按规定的剂量服用,服药后每毫升血液中的含药量为(微克),与服药后的时间t(小时)之间近似满足如图曲线,其中OA是线段,曲线ABC是函数=at的图象。试根据图象,求出函数= f(t)的解析式。
例3 某位公民按定期三年,年利率为2.70%的方式把5000元存入银行.问三年后这位公民所得利息是多少元?
例4 某种储蓄按复利计算利息,若本金为a元,每期利率为r,设存期是x,本利和(本金加上利息)为元。
(1)写出本利和随存期x变化的函数关系式;
(2)如果存入本金1000元,每期利率为2.25%,试计算5期后的本利和。
(复利是把前一期的利息和本金加在一起作本金,再计算下一期利息的一种计算利息方法)
小结:银行存款往往采用单利计算方式,而分期付款、按揭则采用复利计算.这是因为在存款上,为了减少储户的重复操作给银行带来的工作压力,同时也是为了提高储户的长期存款的积极性,往往定期现年的利息比再次存取定期一年的收益要高;而在分期付款的过程中,由于每次存入的现金存期不一样,故需要采用复利计算方式.比如“本金为a元,每期还b元,每期利率为r”,第一期还款时本息和应为a(1+p%),还款后余额为a(1+p%)-b,第二次还款时本息为(a(1+p%)-b)(1+p%),再还款后余额为(a(1+p%)-b)(1+p%)-b=a(1+p%)2-b(1+p%)-b,……,第n次还款后余额为a(1+p%)n-b(1+p%)n1-b(1+p%)n2-……-b.这就是复利计算方式。
例5 2000~2002年,我国国内生产总值年平均增长7.8%左右.按照这个增长速度,画出从2000年开始我国年国内生产总值随时间变化的图象,并通过图象观察到2010年我国年国内生产总值约为2000年的多少倍(结果取整数)。
练习:
1.(1)一电子元件去年生产某种规格的电子元件a个,计划从今年开始的年内,每年生产此种规格电子元件的产量比上一年增长p%,试写出此种规格电子元件的年产量随年数变化的函数关系式;
(2)一电子元件去年生产某种规格的电子元件的成本是a元/个,计划从今年开始的年内,每年生产此种规格电子元件的产量比上一年下降p%,试写出此种规格电子元件的单件成本随年数变化的函数关系式。
2.某种细菌在培养过程中,每20分钟分裂一次(一个分裂为两个),经3小时后,这种细菌可由1个分裂成个 。
3.我国工农业总产值计划从2000年到2020年翻两番,设平均每年增长率为x,则得方程 .
四、小结:
1.指数函数模型的建立;
2.单利与复利;
3.用图象近似求解。
五、作业:
课本P71-10,16题。