人教A版高中数学必修1第三章 函数的应用3.1 函数与方程教案(2)
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第一节函数与方程第二课时教学设计(一)整体设计教学内容分析本节课选自《普通高中课程标准实验教科书数学1必修本(A版)》的第三章3.1.2用二分法求方程的近似解.本节课要求学生根据具体的函数图象能够借助计算机或信息技术工具计算器用二分法求相应方程的近似解,这种方法是求方程近似解的常用方法,从中体会函数与方程之间的联系;它既是本册书中的重点内容,又是对函数知识的拓展,既体现了函数在解方程中的重要应用,同时又为高中数学中函数与方程思想、数形结合思想、二分法的算法思想打下了基础,因此决定了它的重要地位.学生学习情况分析学生已经学习了函数,理解函数零点和方程根的关系,初步掌握了函数与方程的转化思想.但是对于求函数零点所在区间,只是比较熟悉求二次函数的零点,对于高次方程和超越方程对应函数零点的寻求会有困难.另外算法程序的模式化和求近似解对他们是一个全新的问题.设计理念倡导积极主动、勇于探索的学习精神和合作探究式的学习方式;注重提高学生的数学思维能力,发展学生的数学应用意识;与时俱进地认识“双基”,强调数学的内在本质,注意适度形式化;在教与学的和谐统一中体现数学的文化价值;注重信息技术与数学课程的合理整合.教学目标通过具体实例理解二分法的概念,掌握运用二分法求简单方程近似解的方法,从中体会函数的零点与方程根之间的联系及其在实际问题中的应用;能借助计算器用二分法求方程的近似解,让学生能够初步了解逼近思想;体会数学逼近过程,感受精确与近似的相对统一;通过具体实例的探究,归纳概括所发现的结论或规律,体会从具体到一般的认知过程.教学重点与难点教学重点:用“二分法”求方程的近似解,使学生体会函数零点与方程根之间的联系,初步形成用函数观点处理问题的意识.教学难点:方程近似解所在初始区间的确定,恰当地使用信息技术工具,利用二分法求给定精确度的方程的近似解.教学过程(一)创设情境,提出问题问题1:在一个风雨交加的夜里,从某水库闸房到防洪指挥部的电话线路发生了故障.这是一条10 km长的线路,如何迅速查出故障所在?如果沿着线路一小段一小段查找,困难很多.每查一个点要爬一次电线杆.10 km长,大约有200多根电线杆呢.想一想,维修线路的工人师傅怎样工作最合理?以实际问题为背景,以学生感觉较简单的问题入手,激活学生的思维,形成学生再创造的欲望.注意学生解题过程中出现的问题,及时引导学生思考,从二分法查找的角度解决问题.学情预设学生独立思考,可能出现以下解决方法:思路1:直接一个个电线杆去寻找.思路2:通过先找中点,缩小范围,再找剩下的一半的中点.老师从思路2入手,引导学生解决问题:如图,维修工人首先从中点C检查.用随身带的话机向两个端点测试时,发现AC段正常,断定故障在BC段,再到BC段中点D查,这次发现BD段正常,可见故障在CD段,再到CD 段中点E 来查.每查一次,可以把待查的线路长度缩减一半,如此查下去,不用几次,就能把故障点锁定在一两根电线杆附近.师:我们可以用一个动态过程来展示一下(展示多媒体课件).在一条线段上找某个特定点,可以通过取中点的方法逐步缩小特定点所在的范围(即二分法思想).设计意图从实际问题入手,利用计算机演示用二分法思想查找故障发生点,通过演示让学生初步体会二分法的算法思想与方法,说明二分法原理源于现实生活,并在现实生活中广泛应用.(二)师生探究,构建新知问题2:假设电话线故障点大概在函数f (x )=ln x +2x -6的零点位置,请同学们先猜想它的零点大概是什么?我们如何找出这个零点?1.利用函数性质或借助计算机、计算器画出函数图象,通过具体的函数图象帮助学生理解闭区间上的连续函数,如果两个端点的函数值是异号的,那么函数图象就一定与x 轴相交,即方程f (x )=0在区间内至少有一个解(即上节课的函数零点存在性定理,为下面的学习提供理论基础).引导学生从“数”和“形”两个角度去体会函数零点的意义,掌握常见函数零点的求法,明确二分法的适用范围.2.我们已经知道,函数f (x )=ln x +2x -6在区间(2,3)内有零点,且f (2)<0,f (3)>0.进一步的问题是,如何找出这个零点?合作探究:学生先按四人小组探究.(倡导学生积极交流、勇于探索的学习方式,有助于发挥学生学习的主动性)生:如果能够将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,我们可以得到零点的近似值.师:如何有效缩小根所在的区间?生1:通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围.生2:是否也可以通过“取三等分点或四等分点”的方法逐步缩小零点所在的范围? 师:很好,一个直观的想法是:如果能够将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,可以得到零点的近似值.其实“取中点”和“取三等分点或四等分点”都能实现缩小零点所在的范围.但是在同样可以实现缩小零点所在范围的前提下,“取中点”的方法比取“三等分点或四等分点”的方法更简便.因此,为了方便,下面通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围.引导学生分析理解求区间(a ,b )的中点的方法x =a +b 2. 合作探究:(学生2人一组互相配合,一人按计算器,一人记录过程.四人小组中的两组比较缩小零点所在范围的结果.)步骤一:取区间(2,3)的中点2.5,用计算器算得f (2.5)≈-0.084<0.由f (3)>0,得知f (2.5)·f (3)<0,所以零点在区间(2.5,3)内.步骤二:取区间(2.5,3)的中点 2.75,用计算器算得f (2.75)≈0.512>0.因为f (2.5)·f (2.75)<0,所以零点在区间(2.5,2.75)内.结论:由于(2,3)(2.5,3)(2.5,2.75),所以零点所在的范围确实越来越小了.如果重复上述步骤,在一定精确度下,我们可以在有限次重复上述步骤后,将所得的零点所在区间内的任一点作为函数零点的近似值.特别地,可以将区间端点作为函数零点的近似值.引导学生利用计算器边操作边认识,通过小组合作探究,得出教科书上的表3—2,让学生有更多的时间来思考与体会二分法实质,培养学生合作学习的良好品质.学情预设学生通过上节课的学习知道这个函数的零点就是函数图象与x 轴的交点的横坐标,故它的零点在区间(2,3)内.进一步利用函数图象通过“取中点”逐步缩小零点的范围,利用计算器通过将自变量改变步长很快得出表3—2,找出零点的大概位置.设计意图从问题1到问题2,体现了数学转化的思想方法,问题2有着承上启下的作用,使学生更深刻地理解二分法的思想,同时也突出了二分法的特点.通过问题2让学生掌握常见函数零点的求法,明确二分法的适用范围.问题3:对于其他函数,如果存在零点是不是也可以用这种方法去求它的近似解呢?引导学生把上述方法推广到一般的函数,经历归纳方法的一般性过程之后得出二分法及用二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤.对于在区间[a,b]上连续不断且满足f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.注意引导学生分化二分法的定义:一是二分法的适用范围,即函数y=f(x)在区间[a,b]上连续不断;二是用二分法求函数的零点近似值的步骤.给定精确度ε,用二分法求函数f(x)的零点近似值的步骤如下:1.确定区间[a,b],验证f(a)·f(b)<0,给定精确度ε;2.求区间(a,b)的中点c;3.计算f(c):(1)若f(c)=0,则c就是函数的零点;(2)若f(a)·f(c)<0,则令b=c〔此时零点x0∈(a,b)〕;(3)若f(c)·f(b)<0,则令a=c〔此时零点x0∈(c,b)〕;4.判断是否达到精确度ε:即若|a-b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复步骤2~4.学情预设学生思考问题3举出二次函数外,对照步骤观察函数f(x)=ln x+2x-6的图象去体会二分法的思想.结合二次函数图象和标有a、b、x0的数轴理解二分法的算法思想与计算原理.设计意图以问题研讨的形式替代教师的讲解,分化难点、解决重点,给学生“数学创造”的体验,有利于学生对知识的掌握,并强化对二分法原理的理解.学生在讨论、合作中解决问题,充分体会成功的愉悦.让学生归纳一般步骤有利于提高学生自主学习的能力,让学生尝试由特殊到一般的思维方法.利用二分法求方程近似解的过程,用图表示,既简约又直观,同时能让学生初步体会算法的思想.(三)例题剖析,巩固新知例借助计算器或计算机用二分法求方程2x+3x=7的近似解.(精确度0.1)两人一组,一人用计算器求值,一人记录结果;学生讲解缩小区间的方法和过程,教师点评.本例鼓励学生自行尝试,让学生体验解题遇阻时的困惑以及解决问题的快乐.此例让学生体会用二分法来求方程近似解的完整过程,进一步巩固二分法的思想方法.思考问题1:用二分法只能求函数零点的“近似值”吗?问题2:是否所有的零点都可以用二分法来求其近似值?教师有针对性的提出问题,引导学生回答,学生讨论,交流.反思二分法的特点,进一步明确二分法的适用范围以及优缺点,指出它只是求函数零点近似值的“一种”方法.设计意图及时巩固二分法的解题步骤,让学生体会二分法是求方程近似解的有效方法.解题过程中也起到了温故转化思想的作用.(四)尝试练习,检验成果1.下列函数中能用二分法求零点的是( )设计意图让学生明确二分法的适用范围.2.用二分法求图象是连续不断的函数y=f(x)在x∈(1,2)内零点近似值的过程中得到f(1)<0,f(1.5)>0,f(1.25)<0,则函数的零点落在区间( )A.(1,1.25) B.(1.25,1.5)C.(1.5,2) D.不能确定设计意图让学生进一步明确缩小零点所在范围的方法.3.借助计算器或计算机,用二分法求方程x=3-lg x在区间(2,3)内的近似解.(精确度0.1)设计意图进一步加深和巩固对用二分法求方程近似解的理解.答案:略(五)课堂小结,回顾反思学生归纳,互相补充,老师总结:1.理解二分法的定义和思想,用二分法可以求函数的零点近似值,但要保证该函数在零点所在的区间内是连续不断的;2.用二分法求方程的近似解的步骤.设计意图帮助学生梳理知识,形成完整的知识结构.同时让学生知道理解二分法定义是关键,掌握二分法解题的步骤是前提,实际应用是深化.(六)课外作业1.[书面作业]课本习题3.1A组3、4、5;2.[知识链接]本节阅读与思考“中外历史上的方程求解”.3.[课外思考]:如果现在地处学校附近的地下自来水管某处破裂了,那么怎么找出这个破裂处,要不要把水泥板全部掀起?板书设计3.1.2 用二分法求方程的近似解1.二分法的定义2.用二分法求函数的零点近似值的步骤3.用二分法求方程的近似解教学反思这节课既是一堂新课又是一堂探究课.整个教学过程,以问题为教学出发点,以教师为主导,学生为主体,设计情境激发学生的学习热情,激励学生去取得成功,顺应合理的逻辑结构和认知结构,符合学生的认知规律和心理特点,重视思维训练,发挥学生的主体作用,注意数学思想方法的溶入渗透,满足学生渴望的奖励结构.整个教学设计中,特别注重以下几个方面:(1)重视学生的学习体验,突出他们的主体地位.训练了他们用从特殊到一般,再由一般到特殊的思维方式解决问题的能力.不断加强他们的转化类比思想.(2)注重将用二分法求方程的近似解的方法与现实生活中的案例联系起来,让学生体会数学方法来源于现实生活,又可以解决现实生活中的问题.(3)注重学生参与知识的形成过程,动手、动口、动脑相结合,使他们“听”有所思,“学”有所获,增强学习数学的信心,体验学习数学的乐趣.(4)注重师生之间、同学之间互动,注重他们之间的相互协作,共同提高.。
“方程的根与函数的零点”教学设计(1)一、内容和内容解析本节课是在学生学习了《基本初等函数(Ⅰ)》的基础上,学习函数与方程的第一课时,本节课中通过对二次函数图象的绘制、分析,得到零点的概念,从而进一步探索函数零点存在性的判定,这些活动就是想让学生在了解初等函数的基础上,利用计算机描绘函数的图象,通过对函数与方程的探究,对函数有进一步的认识,解决方程根的存在性问题,为下一节《用二分法求方程的近似解》做准备.从教材编写的顺序来看,《方程的根与函数的零点》是必修1第三章《函数的应用》一章的开始,其目的是使学生学会用二分法求方程近似解的方法,从中体会函数与方程之间的联系.利用函数模型解决问题,作为一条主线贯穿了全章的始终,而方程的根与函数的零点的关系、用二分法求方程的近似解,是在建立和运用函数模型的大背景下展开的.方程的根与函数的零点的关系、用二分法求方程的近似解中均蕴涵了“函数与方程的思想”和“数形结合的思想”,建立和运用函数模型中蕴含的“数学建模思想”,是本章渗透的主要数学思想.从知识的应用价值来看,通过在函数与方程的联系中体验数学中的转化思想的意义和价值,体验函数是描述宏观世界变化规律的基本数学模型,体会符号化、模型化的思想,体验从系统的角度去思考局部问题的思想.基于上述分析,确定本节的教学重点是:了解函数零点的概念,体会方程的根与函数零点之间的联系,掌握函数零点存在性的判断.二、目标和目标解析1.通过对二次函数图象的描绘,了解函数零点的概念,渗透由具体到抽象思想,领会函数零点与相应方程实数根之间的关系,2.零点知识是陈述性知识,关键不在于学生提出这个概念。
而是理解提出零点概念的作用,沟通函数与方程的关系。
3.通过对现实问题的分析,体会用函数系统的角度去思考方程的思想,使学生理解动与静的辨证关系.掌握函数零点存在性的判断.4.在函数与方程的联系中体验数形结合思想和转化思想的意义和价值,发展学生对变量数学的认识,体会函数知识的核心作用.三、教学问题诊断分析1.零点概念的认识.零点的概念是在分析了众多图象的基础上,由图象与轴的位置关系得到的一个形象的概念,学生可能会设法画出图象找到所有任意函数的可能存在的所有零点,但是并不是所有函数的图象都能具体的描绘出,所以在概念的接受上有一点的障碍.2.零点存在性的判断.正因为f(a)·f(b)<0且图象在区间[a,b]上连续不断,是函数f(x)在区间[a,b]上有零点的充分而非必要条件,容易引起思维的混乱就是很自然的事了.3.零点(或零点个数)的确定.学生会作二次函数的图象,但是要作出一般的函数图象(或图象的交点)就比较困难,而在这一节课最重要的恰恰就是利用函数图象来研究函数的零点问题.这样就在零点(或零点个数)的确定上给学生带来一定的困难.基于上述分析,确定本节课的教学难点是:准确认识零点的概念,在合情推理中让学生体会到判定定理的充分非必要性,能利用适当的方法判断零点的存在或确定零点.四、教学支持条件分析考虑到学生的知识水平和理解能力,教师可借助计算机工具和构建现实生活中的模型,从激励学生探究入手,讲练结合,直观演示能使教学更富趣味性和生动性.通过让学生观察、讨论、辨析、画图,亲身实践,在函数与方程的联系中体验数形结合思想、转化思想的意义和价值,发展学生对变量数学的认识,体会函数知识的核心作用.五、教学过程设计(一)引入课题问题引入:求方程3x2+6 x-1=0的实数根。
3.1.1方程的根与函数的零点教学目的:使学生了解零点的概念,理解方程的根与零点的关系,会利用函数的图象指出函数零点的大致区间。
教学重点:方程的根与函数的零点的关系。
教学难点:求函数零点的个数问题教学过程考察几个一元二次方程及其相应的二次函数的关系方程x2-2x-3=0与函数y=x2-2x-3;方程x2-2x+1=0与函数y=x2-2x+1 方程x2-2x+3=0与函数y=x2-2x+3,函数图象如上图,你能发现什么?二、新课(1)当△>0时,一元二次方程有两个不相等的实数根,相应的二次函数的图象与x 轴有两个交点。
(2)当△=0时,一元二次方程有两个相等的实数根,相应的二次函数的图象与x轴有唯一的一个个交点。
(3)当△<0时,一元二次方程没有实数根,相应的二次函数的图象与x轴无交点。
对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫函数y=f(x)的零点。
方程f(x)=0有实数根二次函数在区间(2,4)上有零点x=3而f(2)<0,f(4)>0,即f(2)·f(4)<0一般地,函数f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有f(a)·f(b)<0,那么函数f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根。
例1、求函数f(x)=lnx+2x-6的零点的个数。
分析:用计算机辅助作图象,可得函数在区间(2,3)内有零点,再观察图象在(0,+∞)上是增函数,因此,该函数只有一个零点。
练习:P103作业:P1086B组 43.1.2用二分法求方程的近似解教学目的:使学生了解什么是二分法,会用二分法求一个函数在给定区间内的零点。
从而求得方程的近似解。
教学重点:用二分法求方程的近似解。
教学难点:二分法的理解。
教学过程一、复习提问什么是函数的零点?函数在区间(a ,b )内有零点,则有什么性质? 二、新课 1、新课引入中央电视台由李咏主持的节目《幸运52》中有一项猜商品价格的游戏,首先给出 了商品价格的范围,如果是你,你将用什么方法快速猜中商品的真实价格呢?现实中 还有这种方法运用的实例吗?一元二次方程可以用公式求根,但没有公式可用来求方程lnx +2x -6=0的根, 联系函数的零点与相应方程的关系,能否利用函数有关知识求出它的根呢? 2、取中点法求方程lnx +2x -6=0的根方程lnx +2x -6=0在区间(2,3)内有零点,21(2+3)=2.5 f (2.5)·f (3)<0,所以零点在区间(2.5,3)内,21(2.5+3)=2.75f (2.5)·f (2.75)<0,所以零点在区间(2.5,2.75)内。
3.1 函数与方程[教学目标]1.结合二次函数的图象,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根的联系.2.根据具体函数的图象,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解,了解这种方法是求方程近似解得常用方法.3.在用“二分法”求方程近似解的过程中,使学生进一步体会函数的零点与方程根之间的联系,初步形成用函数观点处理问题的意识.[教学要求]教科书注重从学生已有的基础(一元二次方程及其根的求法,一元二次函数及其图象与性质)出发,从具体(一元二次方程的根与对应的一元二次函数的图象与x轴的交点的横坐标之间的关系)到一般,揭示方程的根与对应函数的零点之间的关系.在此基础上,再介绍求函数零点的近似值的“二分法”,并在总结“用二分法求函数零点的步骤”中渗透算法思想,为学生后续学习算法内容埋下伏笔.教科书不仅希望学生在数学知识上有所收获,而且希望学生感受到数学文化方面的熏陶,所以在“阅读与思考”中介绍中外数学家在方程求解中所取得的成就,特别是我国古代数学家对数学发展与人类文明的贡献,这一内容可以在教学过程中适当进行处理.由于方程的近似解一般都涉及较复杂的计算,在利用“二分法”求方程近似解的过程中,由于数值计算较为复杂,因此对获得给定精确度的近似解增加了困难,要解决这一困难,需要恰当地使用信息技术工具.建议在教学中要适时地使用计算器或者计算机,注意体现技术使用的必要性.多数函数应用问题也涉及较复杂的数据,因此,建议较多地运用信息技术工具,课本专门安排了两个“信息技术应用”,教师可适当地指导学生进行学习.教学中要加强知识间的联系,具体体现在结合函数的图象,判断方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根的关系,提高学生对函数的广泛应用,以及函数与其他数学内容有机联系的认识.课本在3.1.1方程的根与函数的零点中,选取探究具体的一元二次方程的根与其对应的一元二次函数的图象与x轴的交点的横坐标之间的关系,作为本节内容的入口,其意图是让学生从熟悉的环境中发现新知识,使新知识与原有知识形成联系.实施教学时,应该给学生提供探究情境,让学生自己发现并归纳出结论“一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 的根就是相应的二次函数02=++=c bx ax y 的图象与x 轴的交点的横坐标”.给出函数零点的概念后,要让学生明确“方程的根”与“函数的零点”尽管有密切的联系,但不能将它们混为一谈.之所以介绍通过求函数的零点求方程的根,是因为函数的图象和性质,为理解函数的零点提供了直观的认识,并为判定零点是否存在和求出零点提供了支持,这就使方程的求解与函数的变化形成联系,有利于分析问题的本质.通过研究一元二次方程的根及相应的函数图象与x 轴交点的横坐标的关系,导出函数的零点的概念;以具体函数在某闭区间上存在零点的特点,探究在某区间上图象连续的函数存在零点的判定方法;以求具体方程的近似解介绍二分法并总结其实施步骤等,都体现了从具体到一般的认识过程.教学时,要注意让学生通过具体实例的探究,归纳概括所发现的结论或规律,并用准确的数学语言表达出来.这里要特别注意引导学生从联系的观点理解有关内容,沟通函数、方程、不等式以及算法等内容,使学生体会知识之间的联系.例如,结合二次函数的图象,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根之间的关系;根据具体函数的图象,能借助计算器用二分法求相应方程的近似解,为算法的学习作准备,另外,还要特别注意信息技术的使用.课本通过第87页的“探究”,让学生观察对应的二次函数在区间端点上的函数值之积的特点,引导学生发现连续函数在某区间上存在零点的判定方法.教学时,可让学生多举一些例子加以认识,如用计算器或计算机多画一些函数(不一定是二次函数)的图象进行观察与概括.教科书上给出的下述结论,只要求学生理解并会应用,而不需给出证明.如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有0)()(<⋅b f a f ,那么,函数)(x f y =在区间),(b a 内有零点,即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也就是方程0)(=x f 的根.[教学重点]用“二分法”求方程的近似解.[教学难点]如何处理复杂的数值计算;如何恰当使用计算器.[教学时数]3课时[教学过程]第一课时3.1.1方程的根与函数的零点(1)新课导入讨论:一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 的根与二次函数)0(2≠++=a c bx ax y 数的图象有什么关系?先观察几个具体的一元二次方程及其相应的二次函数,分别选取方程有两个不同的根、重根和无实数根三种类型.方程0322=--x x 与函数322--=x x y ;方程0122=+-x x 与函数122+-=x x y ;方程0322=+-x x 与函数322+-=x x y ; 再请同学们解方程,并分别画出三个函数的草图.通过讨论得出:(课本第87页)一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 有两不同根就是相应的二次函数02=++=c bx ax y 的图象与x 轴有两个不同交点,且其横坐标就是根;一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 有两个重根就是相应的二次函数02=++=c bx ax y 的图象与x 轴一个交点,且其横坐标就是根;一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 无实数根就是相应的二次函数02=++=c bx ax y 的图象与x 轴没有交点;总之,一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 的根就是相应的二次函数02=++=c bx ax y 的图象与x 轴的交点的横坐标.点明本节课题:方程的根与函数的零点新课进展一、函数的零点对于函数)(x f y =,我们把使0)(=x f 的实数x 叫做函数)(x f y =的零点(zero point ).显然,函数)(x f y =的零点就是方程0)(=x f 的实数根,也就是函数)(x f y =的图象与x 轴的交点的横坐标.方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点⇔函数)(x f y =有零点.课堂例题例1 利用函数图象判断下列方程有没有根,有几个根:(1)0532=++-x x ;(2)3)2(2-=-x x ;课堂练习(课本第88页练习1)利用函数图象判断下列方程有没有根,有几个根:(3)442-=x x ; (4)532522+=+x x x .布置作业利用函数图象判断下列方程有没有根,有几个根:(1)0532=+--x x ;(2)03322=+-x x ;(3)1322-=x x .第二课时3.1.1方程的根与函数的零点(2)复习导入通过提问复习上节课主要学习内容.问:方程的根与函数的零点之间具有怎样的关系?答:方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点⇔函数)(x f y =有零点.问:如何用方程的根与函数的零点之间关系判断方程在某区间是否有根?参与讨论并阅读课本第91页《中外历史上的方程求解》.新课进展二、函数零点存在的条件1.探究观察二次函数32)(2--=x x x f 的图象(图:课本第87页图3.1-2),我们发现函数32)(2--=x x x f 在区间]1,2[-上有零点.计算)2(-f 与)1(f 的乘积,你能发现这个乘积有什么特点?在区间]4,2[上是否也具有这种特点呢?经过讨论,可以发现:0)1()2(<⋅-f f ,函数32)(2--=x x x f 在区间)1,2(-内有零点1-=x ,它是方程0322=--x x 的一个根.同样地,0)4()2(<⋅f f ,函数32)(2--=x x x f 在区间)4,2(内有零点3=x ,它是方程0322=--x x 的另一个根.课堂练习画出二次函数2)(2+--=x x x f 的图象,观察函数2)(2+--=x x x f 在区间]0,5[-上是否有零点.计算)5(-f 与)0(f 的乘积,你能发现这个乘积有什么特点?在区间]4,0[上是否也具有这种特点呢?2.概括一般地,我们有:如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有0)()(<⋅b f a f ,那么,函数)(x f y =在区间),(b a 内有零点,即存在),(b a c ∈,使得0)(=c f ,这个c 也就是方程0)(=x f 的根.3.应用课堂例题例1 (课本第88页例1)求函数62ln )(-+=x x x f 的零点的个数.解答:见课本第88页课堂练习1.课本第88页练习22.已知函数13)(3+-=x x x f ,问该函数在区间)1,2(--内是否有零点?解:因为01)2(<-=-f ,03)1(>=-f ,所以0)1()2(<-⋅-f f ,又函数13)(3+-=x x x f 是连续的曲线,所以)(x f 在区间)1,2(--内有零点.本课小结如果函数)(x f y =在区间],[b a 上的图象是连续不断的一条曲线,并且在区间端点的函数值符号相反,那么,函数)(x f y =在区间),(b a 内至少有一个零点,即相应的方程0)(=x f 在区间),(b a 内至少有一个实数解.4.布置作业课本第92页习题3.1A 组第1、2题;课本第112页复习参考题A 组第1题.第三课时3.1.2用二分法求方程的近似解新课导入讨论:对于一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 可以用公式求根,但没有公式可用来求方程062ln =-+x x 的根.联系函数的零点与相应方程根的关系,能否利用函数的有关知识来求它的根呢?上节课我们已经知道,函数62ln )(-+=x x x f 在区间(2,3)内有零点,问题是:如何找出这个零点呢?如果能够把零点所在的区间范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,我们可以得到零点的近似值.下面介绍一种求近似解的方法.新课进展一、二分法我们知道,函数)(x f 的图象与直角坐标系中x 轴交点的横坐标就是方程0)(=x f的解,利用上节课学过的函数零点存在的条件,我们用逐步逼近的方法,来求方程的近似解.1.在区间(2,3)内,方程有解,取区间(2,3)中点2.5;2.用计算器计算084.0)5.2(-≈f ,因为0)3()5.2(<⋅f f ,所以零点在区间)3,5.2(内;3.再取区间)3,5.2(中点 2.75,用计算器计算512.0)75.2(≈f ,因为0)75.2()5.2(<⋅f f ,所以零点在区间)75.2,5.2(内.4.重复上面的过程,在有限次重复相同步骤后,零点所在区间长度在一定精度控制范围内,零点所在区间内的任意一点都可以作为函数零点的近似值,特别地,可以将区间端点作为零点的近似值.本例中,把取中点和判断零点的过程,用表格列出(课本第89页表3-2).当精确度为0.01时,由于0078125.053125.25390625.2=-01.0<,所以,我们可将53125.2=x 作为函数62ln )(-+=x x x f 零点的近似值,也即方程062ln =-+x x 根的近似值.对于在区间],[b a 上连续不断且0)()(<⋅b f a f 的函数)(x f y =,通过不断地把函数)(x f 的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法(bisection ).二、二分法的计算步骤给定精确度ε,用二分法求函数)(x f 零点近似值的步骤如下:1.确定区间],[b a ,验证0)()(<⋅b f a f ,给定精确度ε;2.求区间),(b a 的中点c ;3.计算)(c f ;4.判断:(1)若0)(=c f ,则c 就是函数的零点;(2)若0)()(<⋅c f a f ,则令c b =(此时零点),(0c a x ∈);(3)若0)()(<⋅b f c f ,则令c a =(此时零点),(0b c x ∈).5.判断:区间长度是否达到精确度ε?即若ε<-b a ,则得到零点近似值;否则重复2——5.说明:由函数的零点与相应方程根的关系,我们可用二分法来求方程的近似解.由于都是重复性的工作,所以可以通过设计一定的计算程序,借助计算器或计算机完成计算.阅读课本第93页《借助信息技术求方程的近似解》.课堂例题例1 (课本第90页例2)例2 求方程03323=-+x x 的一个近似解(误差不超过0.1).课堂练习课本第91页练习1、2题本课小结1.二分法的理论依据是什么?二分法的理论依据是:如果函数)(x f 在闭区间],[b a 上连续不断,且0)()(<⋅b f a f ,那么一定存在),(b a c ∈,使0)(=c f .2.二分法的实施要点是什么?二分法寻找零点的过程是将一个含有零点的区间],[b a 平分为两个小区间,判断哪个小区间内含有零点,再将该小区间平分,……,通过n 次的平分、判断,使零点存在于一个长度na b l 2-=的小区间.当n 适当大时,l 满足精确度的允许范围,于是小区间内的值可作为函数零点的近似值.布置作业课本第92页习题3.1A 组3、4、5题;课本第92页习题3.1B 组1、2、3题.。
山东省泰安市肥城市第三中学高考数学一轮复习函数与方程教案学习内容学习指导即时感悟学习目标:1、结合二次函数的图像,了解函数的零点与方程的联系,判断一元二次方程根的存在性和根的个数。
2、根据函数的图像,能够用二分法求相应方程的近似解。
3、体会数形结合、函数与方程、分类讨论的数学思想。
学习重点:函数的零点与方程的联系,用二分法求相应方程的近似解。
学习难点:理解函数的零点与方程的联系,用二分法求相应方程的近似解。
回顾﹒预习1.函数的零点(1)函数零点的定义对于函数y=f(x)(x∈D),把使成立的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.(2)几个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与有交点⇔函数y=f(x)有.(3)函数零点的判定(零点存在性定理)如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得,这个c也就是f(x)=0的根.2.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系⊿>0 ⊿=0 ⊿<0y=ax2+bx+c(a>0)的图像与x轴的交点零点个数3.二分法(1)二分法的定义对于在区间[a,b]上连续不断且的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间,使区间的两个端点逐步逼近,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.(2)用二分法求函数零点近似值的步骤:课前自测1.若函数f (x )=ax -b (b ≠0)有一个零点3,那么函数g (x )=bx 2+3ax 的零点是 ( C )A .0B .-1C .0,-1D .0,1 2.函数图象与x 轴均有交点,但不宜用二分法求交点横坐标的是( B ) 3、方程125x x +-=的解所在区间( B )A (0,1)B (1,2)C (2,3) D(3,4) 4、函数()xx x f 1-=的零点个数 ( C ) A 0 B 1 C 2 D 无零点5、用二分法求方程0523=--x x 在区间[]3,2内的根,取区间的中点1x =2.5,则下一个有根区间是 (2,2.5)。
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函数与方程【教学目标】①让学生学会用二分法求方程的近似解,知道二分法是科学的数学方法。
②了解用二分法求方程的近似解特点,学会用计算器或计算机求方程的近似解,初步了解算法思想。
【重点难点】用二分法求方程的近似解。
【教学过程】一、情景设置①有12个小球,质量均匀,只有一个球是比别的球重,你用天平称几次可以找出这个球,要求次数越少越好。
②我们通过前面知道,函数f(x)=Inx+2x6在区间(2,3)内有零点,进一步的问题是,如何找出这个零点的近似解.③什么叫二分法?见课本④用二分法求函数零点的近似值的步骤是什么?见课本二、教学精讲例1.见课本90页例2例2.借助计算机或计算器用二分法求方程Inx+x3=0的近似值(精确到0.1)注:两种精确度的把握:1.方程的近似解的精确度为ε,指所得到的满足|a b|〈ε的解值区间(a,b)内所有值都可作为方程的近似值,这样的近似值有无穷多个;2.方程的近似解精确到ε,是指所得到的解值区间(a,b)的a和b精确到ε的值都相同,且该值就是方程的惟一的近似值,但注意该值有可能不在该区间内.三、探索研究四、课堂练习①见课本92页习题第4题。
②求函数f(x)=3x+错误!在区间(0,1)内的零点(精确到0.1)。
§3.1.1 方程的根与函数的零点1. 结合二次函数的图象,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根的联系;2. 掌握零点存在的判定定理.8688复习1:一元二次方程2ax +bx +c =0 (a ≠0)的解法. 判别式∆= .当∆ 0,方程有两根,为1,2x = ;当∆ 0,方程有一根,为0x = ; 当∆ 0,方程无实根.复习2:方程2ax +bx +c =0 (a ≠0)的根与二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)的图象之间有什么关系?二、新课导学 ※ 学习探究探究任务一:函数零点与方程的根的关系 问题:① 方程2230x x --=的解为 ,函数223y x x =--的图象与x 轴有 个交点,坐标为 .② 方程2210x x -+=的解为 ,函数221y x x =-+的图象与x 轴有 个交点,坐标为 .③ 方程2230x x -+=的解为 ,函数223y x x =-+的图象与x 轴有 个交点,坐标为 .根据以上结论,可以得到:一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的根就是相应二次函数20(0)y ax bx c a =++=≠的图象与x 轴交点的 .你能将结论进一步推广到()y f x =吗?新知:对于函数()y f x =,我们把使()0f x =的实数x 叫做函数()y f x =的零点(zero point ).反思:函数()y f x =的零点、方程()0f x =的实数根、函数()y f x = 的图象与x 轴交点的横坐标,三者有什么关系?试试:(1)函数244y x x =-+的零点为 ; (2)函数243y x x =-+的零点为 .小结:方程()0f x =有实数根⇔函数()y f x =的图象与x 轴有交点⇔函数()y f x =有零点.探究任务二:零点存在性定理 问题:① 作出243y x x =-+的图象,求(2),(1),(0)f f f 的值,观察(2)f 和(0)f 的符号② 观察下面函数()y f x =的图象,在区间[,]a b 上 零点;()()f a f b g 0; 在区间[,]b c 上 零点;()()f b f c g 0; 在区间[,]c d 上 零点;()()f c f d g 0.新知:如果函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有()()f a f b g <0,那么,函数()y f x =在区间(,)a b 内有零点,即存在(,)c a b ∈,使得()0f c =,这个c 也就是方程()0f x =的根.讨论:零点个数一定是一个吗? 逆定理成立吗?试结合图形来分析.※ 典型例题例1求函数()ln 26f x x x =+-的零点的个数.变式:求函数()ln 2f x x x =+-的零点所在区间.小结:函数零点的求法.① 代数法:求方程()0f x =的实数根;② 几何法:对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数()y f x =的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点.※ 动手试试练1. 求下列函数的零点: (1)254y x x =--;(2)2(1)(31)y x x x =--+.练2. 求函数23x y =-的零点所在的大致区间.三、总结提升 ※ 学习小结①零点概念;②零点、与x 轴交点、方程的根的关系;③零点存在性定理※ 知识拓展图象连续的函数的零点的性质:(1)函数的图象是连续的,当它通过零点时(非偶次零点),函数值变号.推论:函数在区间[,]a b 上的图象是连续的,且()()0f a f b <,那么函数()f x 在区间[,]a b 上至少有一个零点..※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 函数22()(2)(32)f x x x x =--+的零点个数为( ).A. 1B. 2C. 3D. 42.若函数()f x 在[],a b 上连续,且有()()0f a f b >g .则函数()f x 在[],a b 上( ). A. 一定没有零点 B. 至少有一个零点 C. 只有一个零点 D. 零点情况不确定3. 函数1()44x f x e x -=+-的零点所在区间为( ).A. (1,0)- B. (0,1) C. (1,2) D. (2,3)4. 函数220=-++的零点为 .y x x5. 若函数()+∞上有一个零点.则()f x的零点个f x为定义域是R的奇函数,且()f x在(0,)数为 .1. 求函数32=--+的零点所在的大致区间,并画出它的大致图象.22y x x x2. 已知函数2=+++-.()2(1)421f x m x mx m(1)m为何值时,函数的图象与x轴有两个零点;(2)若函数至少有一个零点在原点右侧,求m值.§3.1.2 用二分法求方程的近似解1. 根据具体函数图象,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解;2. 通过用二分法求方程的近似解,使学生体会函数零点与方程根之间的联系,初步形成用函数观点处理问题的意识.8991复习1:什么叫零点?零点的等价性?零点存在性定理?对于函数()=的零点.y f xy f x=,我们把使的实数x叫做函数()方程()0=的图象与x轴⇔函数y f xf x=有实数根⇔函数()= .()y f x如果函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有 ,那么,函数()y f x =在区间(,)a b 内有零点.复习2:一元二次方程求根公式? 三次方程? 四次方程?二、新课导学 ※ 学习探究探究任务:二分法的思想及步骤问题:有12个小球,质量均匀,只有一个是比别的球重的,你用天平称几次可以找出这个球的,要求次数越少越好. 解法:第一次,两端各放 个球,低的那一端一定有重球; 第二次,两端各放 个球,低的那一端一定有重球;第三次,两端各放 个球,如果平衡,剩下的就是重球,否则,低的就是重球.思考:以上的方法其实这就是一种二分法的思想,采用类似的方法,如何求ln 26y x x =+-的零点所在区间?如何找出这个零点?新知:对于在区间[,]a b 上连续不断且()()f a f b g <0的函数()y f x =,通过不断的把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫二分法(bisection).反思:给定精度ε,用二分法求函数()f x 的零点近似值的步骤如何呢?①确定区间[,]a b ,验证()()0f a f b <g ,给定精度ε; ②求区间(,)a b 的中点1x ;③计算1()f x : 若1()0f x =,则1x 就是函数的零点; 若1()()0f a f x <g ,则令1b x =(此时零点01(,)x a x ∈); 若1()()0f x f b <g ,则令1a x =(此时零点01(,)x x b ∈); ④判断是否达到精度ε;即若||a b ε-<,则得到零点零点值a (或b );否则重复步骤②~④.※ 典型例题例1 借助计算器或计算机,利用二分法求方程237x x +=的近似解.变式:求方程237x x +=的根大致所在区间.※ 动手试试练1. 求方程3log 3x x +=的解的个数及其大致所在区间.练2.求函数32()22f x x x x =+--的一个正数零点(精确到0.1)练3. .三、总结提升 ※ 学习小结① 二分法的概念;②二分法步骤;③二分法思想.※ 知识拓展高次多项式方程公式解的探索史料在十六世纪,已找到了三次和四次函数的求根公式,但对于高于4次的函数,类似的努力却一直没有成功,到了十九世纪,根据阿贝尔(Abel )和伽罗瓦(Galois )的研究,人们认识到高于4次的代数方程不存在求根公式,亦即,不存在用四则运算及根号表示的一般的公式解.同时,即使对于3次和4次的代数方程,其公式解的表示也相当复杂,一般来讲并不适宜作具体计算.因此对于高次多项式函数及其它的一些函数,有必要寻求其零点近似解.学习评价※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 若函数()f x 在区间[],a b 上为减函数,则()f x 在[],a b 上( ).A. 至少有一个零点B. 只有一个零点C. 没有零点D. 至多有一个零点2. 下列函数图象与x 轴均有交点,其中不能用二分法求函数零点近似值的是( ).3. 函数()2ln(2)3f x x x =--的零点所在区间为( ). A. (2,3) B. (3,4) C. (4,5) D. (5,6)4. 用二分法求方程3250x x --=在区间[2,3]内的实根,由计算器可算得(2)1f =-,(3)16f =,(2.5)5.625f =,那么下一个有根区间为 .5. 函数()lg 27f x x x =+-的零点个数为 ,大致所在区间为 .课后作业1. 求方程0.90.10x x -=的实数解个数及其大致所在区间.2. 借助于计算机或计算器,用二分法求函数3()2f x x =-的零点(精确到0.01).§3.1 函数与方程(练习)1. 体会函数的零点与方程根之间的联系,掌握零点存在的判定条件;2. 根据具体函数图象,能够借助计算器用二分法求相应方程的近似解;3. 初步形成用图象处理函数问题的意识.8694 复习1:函数零点存在性定理.如果函数()y f x =在区间[,]a b 上的图象是连续不断的一条曲线,并且有 ,那么,函数()y f x =在区间(,)a b 内有零点.复习2:二分法基本步骤.①确定区间[,]a b ,验证()()0f a f b <g ,给定精度ε; ②求区间(,)a b 的中点1x ;③计算1()f x : 若1()0f x =,则1x 就是函数的零点; 若1()()0f a f x <g ,则令1b x =(此时零点01(,)x a x ∈); 若1()()0f x f b <g ,则令1a x =(此时零点01(,)x x b ∈); ④判断是否达到精度ε;即若||a b ε-<,则得到零点零点值a (或b );否则重复步骤②~④.二、新课导学 ※ 典型例题例1已知3()2log (19)f x x x =+≤≤,判断函数22()()()g x f x f x =+有无零点?并说明理由.例2若关于x 的方程268x x a -+=恰有两个不等实根,求实数a 的取值范围.小结:利用函数图象解决问题,注意|()|f x 的图象.例3试求()f x =381x x -+在区间[2,3]内的零点的近似值,精确到0.1.小结:利用二分法求方程的近似解. 注意理解二分法的基本思想,掌握二分法的求解步骤. ※ 动手试试练1. 已知函数()()14,4x f x e g x x -=-=,两函数图象是否有公共点?若有,有多少个?并求出其公共点的横坐标.若没有,请说明理由.练2. 选择正确的答案.(1)用二分法求方程在精确度ε下的近似解时,通过逐步取中点法,若取到区间(),a b 且()()0f a f b <g ,此时不满足a b ε-<,通过再次取中点2a bc +=,有()()0f a f c <g ,此时a c ε-<,而,,a b c 在精确度ε下的近似值分别为123,,x x x (互不相等).则()f x 在精确度ε下的近似值为( ).A. 1xB. 2xC. 3xD. ε(2)已知12,x x 是二次方程()f x 的两个不同实根,34,x x 是二次方程()0g x =的两个不同实根,若12()()0g x g x <g ,则( ). A. 1x ,2x 介于3x 和4x 之间 B. 3x ,4x 介于1x 和2x 之间 C. 1x 与2x 相邻,3x 与4x 相邻 D. 1x ,2x 与3x ,4x 相间相列三、总结提升 ※ 学习小结1. 零点存在性定理;2. 二分法思想及步骤;※ 知识拓展若函数()f x 的图象在0x x =处与x 轴相切,则零点0x 通常称为不变号零点;若函数()f x 的图象在0x x =处与x 轴相交,则零点0x 通常称为变号零点.二分法的条件()()f a f b g 0<表明用二分法求函数的近似零点都是指变号零点.※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 若()y f x =的最小值为2,则()1y f x =-的零点个数为( ). A. 0 B. 1 C. 0或l D. 不确定2. 若函数()f x 在[],a b 上连续,且同时满足()()0f a f b <g ,()()02a bf a f +>g .则( ). A. ()f x 在[,]2a ba +上有零点 B. ()f x 在[,]2a bb +上有零点C. ()f x 在[,]2a ba +上无零点D. ()f x 在[,]2a bb +上无零点3. 方程2|2|lg x x -=的实数根的个数是( ). A. 1 B. 2 C. 3 D.无数个4. 方程24x x +=的一个近似解大致所在区间为 .5. 下列函数:① y =lg x ; ② 2x y =; ③ y = x 2;④ y = |x | -1. 其中有2个零点的函数的序号是 .1.已知2()22f x x x =+-,(1)如果2()(2)g x f x =-,求()g x 的解析式; (2)求函数()g x 的零点大致所在区间.2. 探究函数0.3x y =与函数0.3log y x =的图象有无交点,如有交点,求出交点,或给出一个与交点距离不超过0.1的点.§3.2.1几类不同增长的函数模型(1)1. 结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同增长的函数模型意义,理解它们的增长差异;2. 借助信息技术,利用函数图象及数据表格,比较指数函数、对数函数以及幂函数的增长差异;3. 恰当运用函数的三种表示法(解析式、图象、列表)并借助信息技术解决一些实际问题.9598阅读:澳大利亚兔子数“爆炸”有一大群喝水、嬉戏的兔子,但是这群兔子曾使澳大利亚伤透了脑筋.1859年,有人从欧洲带进澳洲几只兔子,由于澳洲有茂盛的牧草,而且没有兔子的天敌,兔子数量不断增加,不到100年,兔子们占领了整个澳大利亚,数量达到75亿只.可爱的兔子变得可恶起来,75亿只兔子吃掉了相当于75亿只羊所吃的牧草,草原的载畜率大大降低,而牛羊是澳大利亚的主要牲口.这使澳大利亚头痛不已,他们采用各种方法消灭这些兔子,直至二十世纪五十年代,科学家采用载液瘤病毒杀死了百分之九十的野兔,澳大利亚人才算松了一口气.二、新课导学※典型例题例1假设你有一笔资金用于投资,现有三种投资方案供你选择,这三种方案的回报如下:方案一:每天回报40元;方案二:第一天回报10元,以后每天比前一天多回报10元;方案三:第一天回报0 .4元,以后每天的回报比前一天翻一番.请问,你会选择哪种投资方案?反思:①在本例中涉及哪些数量关系?如何用函数描述这些数量关系?②根据此例的数据,你对三种方案分别表现出的回报资金的增长差异有什么认识?借助计算器或计算机作出函数图象,并通过图象描述一下三种方案的特点.例2某公司为了实现1000万元利润的目标,准备制定一个激励销售部门的奖励方案:在销售利润达到10万元时,按销售利润进行奖励,且奖金y (单位:万元)随销售利润x (单位:万元)的增加而增加但奖金不超过5万元,同时奖金不超过利润的25%.现有三个奖励模型:0.25y x =;7log 1y x =+; 1.002x y =. 问:其中哪个模型能符合公司的要求?反思:① 此例涉及了哪几类函数模型?本例实质如何?② 根据问题中的数据,如何判定所给的奖励模型是否符合公司要求? ※ 动手试试练1. 如图,是某受污染的湖泊在自然净化过程中,某种有害物质的剩留量y 与净化时间t (月)的近似函数关系:t y a =(t ≥0,a >0且a ≠1).有以下叙述① 第4个月时,剩留量就会低于15;② 每月减少的有害物质量都相等;③ 若剩留量为111,,248所经过的时间分别是123,,t t t ,则123t t t +=.其中所有正确的叙述是 .练2. 经市场调查分析知,某地明年从年初开始的前n 个月,对某种商品需求总量()f n (万件)近似地满足关系4(2,)9y1 t (月)()()()()113521,2,3,,12150f n n n n n =+-=L . 写出明年第n 个月这种商品需求量()g n (万件)与月份n 的函数关系式.三、总结提升 ※ 学习小结1. 两类实际问题:投资回报、设计奖励方案;2. 几种函数模型:一次函数、对数函数、指数函数;3. 应用建模(函数模型);※ 知识拓展解决应用题的一般程序:① 审题:弄清题意,分清条件和结论,理顺数量关系;② 建模:将文字语言转化为数学语言,利用数学知识,建立相应的数学模型; ③ 解模:求解数学模型,得出数学结论;※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,4个分裂成8个……,现有2个这样的细胞,分裂x 次后得到的细胞个数y 为( ). A .12x y += B. y =21x - C. y =2x D. y =2x2. 某公司为了适应市场需求对产品结构做了重大调整,调整后初期利润增长迅速,后来增长越来越慢,若要建立恰当的函数模型来反映该公司调整后利润y 与时间x 的关系,可选用( ).A. 一次函数B. 二次函数C. 指数型函数D. 对数型函数3. 一等腰三角形的周长是20,底边长y 是关于腰长x 的函数,它的解析式为( ). A. y =20-2x (x ≤10) B. y =20-2x (x <10) C. y =20-2x (5≤x ≤10) D. y =20-2x (5<x <10)4. 某新品电视投放市场后第1个月销售100台,第2个月销售200台,第3个月销售400台,第4个月销售790台,则销量y 与投放市场的月数x 之间的关系可写成 .5. 某种计算机病毒是通过电子邮件进行传播的,如果某台计算机感染上这种病毒,那么每轮病毒发作时,这台计算机都可能感染没被感染的20台计算机. 现在10台计算机在第1轮病毒发作时被感染,问在第5轮病毒发作时可能有 台计算机被感染. (用式子表示)某服装个体户在进一批服装时,进价已按原价打了七五折,他打算对该服装定一新价标在价目卡上,并注明按该价20%销售. 这样,仍可获得25%的纯利. 求此个体户给这批服装定的新标价与原标价之间的函数关系.§3.2.1几类不同增长的函数模型(2)1. 结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同增长的函数模型意义,理解它们的增长差异;2. 借助信息技术,利用函数图象及数据表格,比较指数函数、对数函数以及幂函数的增长差异;3. 恰当运用函数的三种表示法(解析式、图象、列表)并借助信息技术解决一些实际问题.98101复习1:用石板围一个面积为200平方米的矩形场地,一边利用旧墙,则靠旧墙的一边长为___________米时,才能使所有石料的最省.复习2:三个变量,,y y y 随自变量x 的变化情况如下表:呈指数型函数变化的变量是________,呈幂函数型变化的变量是________.二、新课导学 ※ 学习探究探究任务:幂、指、对函数的增长差异问题:幂函数(0)n y x n =>、指数函数(1)x y a a =>、对数函数log (1)a y x a =>在区间(0,)+∞上的单调性如何?增长有差异吗?实验:函数2x y =,2y x =,log y x =,试计算: x 1 2 3 4 5 6 7 8y 1y 2y 311.5822.32 2.58 2.813思考:22log ,2,x x x 大小关系是如何的?增长差异? (1)x y a a =>,log (1)a y x a =>和结论:在区间(0,)+∞上,尽管(0)n y x n =>都是增函数,但它们的增长速度不同,而且不在同一(1)x y a a =>的增长速度越来越快,会个“档次”上,随着x 的增大,超过并远远大于(0)n y x n =>的增长速度.而log (1)a y x a =>的增长存在一个0x ,当0x x >时,就有速度则越来越慢.因此,总会log n x a x x a <<.※ 典型例题例1某工厂今年1月、2月、3月生产某种产品的数量分别为1万件,1.2万件,1.3万件,为了估计以后每个月的产量,以这三个月的产品数量为依据用一个函数模拟该产品的月产量t 与月份的x 关系,模拟函数可以选用二次函数或函数(,,)x y ab c a b c =+其中为常数. 已知4月份该产品的产量为1.37万件,请问用以上哪个函数作为模拟函数较好,并说明理由.小结:待定系数法求解函数模型;优选模型. ※ 动手试试练 1. 为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒. 已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式为1()16t a y -=(a 为常数),如图所示,根据图中提供的信息,回答下列问题:(1)从药物释放开始,每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)之间的函数关系式为 .(2)据测定,当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时,学生方可进教室,那从药物释放开始,至少需要经过 小时后,学生才能回到教室.练2. 某商场购进一批单价为6元的日用品,销售一段时间后,为了获得更多利润,商场决定提高销售价格. 经试验发现,若按每件20元的价格销售时,每月能卖360件,若按25元的价格销售时,每月能卖210件,假定每月销售件数y (件)是价格x (元/件)的一次函数.(1)试求y 与x 之间的关系式;(2)在商品不积压,且不考虑其它因素的条件下,问销售价格定为多少时,才能时每月获得最大利润?每月的最大利润是多少?三、总结提升 ※ 学习小结直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数模型的增长的含义.※ 知识拓展在科学试验、工程设计、生产工艺和各类规划、决策与管理等许多工作中,常常要制订最优化方案,优选学是研究如何迅速地、合理地寻求这些方案的科学理论、模型与方法. 它被广泛应用于管理、生产、科技和经济领域中,几乎可以用于凡是有数值加工的每个领域. 中.学习评价※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ). A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1. 某工厂签订了供货合同后组织工人生产某货物,生产了一段时间后,由于订货商想再多订一些,但供货时间不变,该工厂便组织工人加班生产,能反映该工厂生产的货物数量y 与时间x 的函数图象大致是( ).2. 下列函数中随x 增大而增大速度最快的是( ). A .2007ln y x = B .2007y x =C .2007xe y = D .20072x y =⋅3. 根据三个函数2()2,()2,()log x f x x g x h x x ===给出以下命题: (1)(),(),()f x g x h x 在其定义域上都是增函数; (2)()f x 的增长速度始终不变;(3)()f x 的增长速度越来越快; (4)()g x 的增长速度越来越快;(5)()h x 的增长速度越来越慢。
3.1.1 方程的根与函数的零点第二课一、教学目标:① 进一步巩固函数零点的概念,会求基本初等函数的零点;② 掌握方程的根与函数零点之间的等价关系,体会函数方程的转化思想; ③ 对函数零点,零点所在的区间及零点个数各题型有所思有所为。
二、课前预习:(务必课前总结)1、我们学习过的那些函数?它们的图像特点?①一次函数()0y kx b k =+≠:0k >时,是一条递增的直线;0k <时,是一条递减的直线。
b 是图像与y 轴交点的纵坐标,如0b =时,直线过原点。
②二次函数 ③指数函数 ④对数函数 ⑤幂函数2、默写函数零点定理与函数零点存在性定理三、教学过程探讨1:求函数()324f x x x =--+的零点。
探讨2:解决下列两个问题,并试图发现问题中的共性①确定正整数k 的值,使得函数()324f x x x =--+在区间(),1k k +上存在零点。
②试画出函数3y x =与24y x =-+的图像,并分析两个图像交点情况。
你所发现的共性:找出一个数0x 作为函数()324f x x x =--+零点的近似值。
(精度为0.1) 课堂练习:判断下列函数的零点个数①()22f x x x =-+②()lg 2f x x x =-+ ③()2log 2xf x x =+④()()2ln 23f x x x =-- ⑤()32221f x x x x =--+ 课后练习: 1.函数6)(2-+=x x x f 的零点为2.函数2)(+=ax x f 在区间)2,1(-上有零点,则a 的取值范围是3.函数11ln )(--=x x x f 的零点的个数是 ( )A .0个B .1个C .2个D .3个4.设函数3y x =与22xy -=的图象的交点为00()x y ,,则0x 所在的区间是 ( )A .(01),B .(12),C .(23),D .(34),5.根据表格中的数据,可以判定方程20x e x --=的一个零点所在的区间为))(1,(N k k k ∈+,则k 的值为 ;6、函数()11f x x =-的图像与函数()31y x =-的图像所有交点的横坐标之和等于 ( ) A. 2 B.4 C.6 D8.7、已知函数()21log 2xf x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,且实数0a b c <<<满足()()()0f a f b f c <,若实数0x 是函数()y f x =的一个零点,那么下列不等式中不可能成立的是 ( ) A. 0x a < B. 0x c < C. 0x b > D. 0x c >8、确定正整数k 的值,使得函数()237xf x x =+-在区间(),1k k +上存在零点,并确定零点的一个近似值。
第三章函数的应用教学设计一、教学内容解析函数是描述事物运动变化规律的基本数学模型,在社会学、经济学和物理学领域有着广泛的应用.本章的基本内容是函数与方程和利用函数解决实际问题.函数与方程的紧密联系表达在函数f(x)的零点与相应方程f(x)=0的实根的联系上.不同的函数模型能够刻画现实世界不同的变化规律.例如,一次函数、二次函数、指数函数、对数函数以及幂函数就是常用的描述现实世界中不同增长规律的函数模型.函数模型的应用,一方面是利用函数模型解决问题;另一方面是建立恰当的函数模型,并利用所得的函数模型解释有关现象,对某些发展趋势进行预测.用函数模型解决实际问题的过程中,往往涉及复杂的数据处理.在处理复杂数据的过程中,需要大量使用信息技术.因此在函数应用的学习中要注意充分发挥信息技术的作用.本章既加深了学生对已学过的基本初等函数定义、图象、性质的理解,又能够让学生进一步体验函数是描述客观事物变化规律的基本数学模型、初步形成用函数观点理解和处理现实社会中的问题的意识和能力.二、目标和目标解析(1)通过本节课的教学活动,使学生进一步理解和掌握本章知识,体验函数是描述客观世界变化规律的基本数学模型,初步运用函数思想理解和处理现实生活和社会中的简单问题.(2)让学生养成对学过的知识和方法及时归纳整理的习惯,培养学生运用所学知识分析问题、认识问题和解决问题的能力.(3)创设问题情境,引导学生归纳总结本章知识和方法,师生共同探究应用它们解决简单问题的步骤与方法,体会数学建模的基本思想.(4)通过学习,感受数学在社会生活中的应用价值,培养学生学习数学的兴趣,发展学生的数学应用意识,提高学生的数学素养.三、教学问题诊断分析本节课之前学生已经系统学习了一次函数、反比例函数、二次函数、指数函数、对数函数和简单的幂函数,对于函数的概念、图象及性质有了一定程度的理解.并通过本章的学习,对于函数与方程的紧密联系以及建立函数模型解决实际问题有了一定的体验.初步感受到了函数与方程、转化与化归、数形结合的数学思想和方法,增强了数学应用意识.但是学生对动态和静态的认识还比较薄弱,对函数和方程的区别和联系认识还不够深刻,对应用函数的思想方法分析解决问题还不够熟练.因此,在教学过程中应该适当创设问题情境,尽可能多的给学生动手实践的机会,让学生从亲身体验中理解和掌握知识和方法.此外,由于学生总结归纳的能力还不够,在自己独立完成归纳任务时还有一些困难,学生还不能从一定高度去体会和感悟数学学习中的一些思想,这就需要老师适当的引导和帮助.四、教学支持条件分析本节课内容的教学中会有大量的复杂计算,需要精确的作出图象.而要方便的作出函数的图象,把学生从烦琐的计算和画图中解脱出来,将精力集中在本章知识结构的归纳和建立函数模型解决实际问题的研究上,就必须充分的利用计算机中的函数工具软件。
教学准备1. 教学目标一.教学目标情感态度和价值观目标:培养探索问题的能力和合作交流的精神,体会数学在实际生活中的应用价值,感受精确与近似的相对统一。
知识与技能目标:能够借助计算器用二分法求方程的近似解,了解二分法是求方程近似解的常用方法,理解二分法的步骤和思想。
过程与方法目标:进一步体会方程和函数的转化思想,在应用二分法求解方程的近似解的过程中,体会算法的思想和“逐步逼近”的思想。
2. 教学重点/难点二.教学重点掌握用二分法求给定方程的近似解三.教学难点二分法的概念,精确度的概念,二分法实施步骤中的算法思想3. 教学用具4. 标签教学过程(2)下面的这些方程:、、能用我们以前的方法求解吗?2.展示学习目标3.复习回顾上节课的知识要点(1)方程的根与函数零点之间的等价关系的根可以转化为函数零点存在性定理4.两个生活情境问题(1)找假币:有八枚硬币,其中有一枚硬币是假币,假币的质量要比真币的质量小。
可以使用天平作为工具,要想把这枚假币找出来,最少可以称量几次?如何操作?(2)猜价格:播放中央电视台经济频道《购物街》节目中“猜价格”的视频片段。
思考:两个生活情境你有什么启发?5.(1)通过两个生活实例,结合零点存在定理,可以发现:我们可以用“取中点”的方法来逐步缩小零点所在的区间,从而把函数的零点逼近出来。
小组合作探究,利用这个思想方法,借助计算器,逐步缩小函数的零点所在的区间。
(2)计算何时终止?提出“精确度”的概念。
(3)讨论探究:为什么只要区间长度,就可以把区间内的任何一个数作为零点的近似值。
(4)展示探究结果6.给出二分法的定义和二分法的操作步骤,并用口诀的方式帮助学生记忆二分法的操作步骤:定区间,找中点,中值计算两边看;同号去,异号算,零点落在异号间;周而复始怎么办?精确度上来判断。
7.分别从二分法的概念,二分法的操作步骤两个方面给出两类题型:8.当堂完成下面的题目9.(1)提问:这节课你有什么收获?(2)课件展示本节课的知识框架,并对本节课的重点内容和难点内容加以强调。
【新教材】3.1.1 函数的概念(人教A版)函数在高中数学中占有很重要的比重,因而作为函数的第一节内容,主要从三个实例出发,引出函数的概念.从而就函数概念的分析判断函数,求定义域和函数值,再结合三要素判断函数相等.课程目标1.理解函数的定义、函数的定义域、值域及对应法则。
2.掌握判定函数和函数相等的方法。
3.学会求函数的定义域与函数值。
数学学科素养1.数学抽象:通过教材中四个实例总结函数定义;2.逻辑推理:相等函数的判断;3.数学运算:求函数定义域和求函数值;4.数据分析:运用分离常数法和换元法求值域;5.数学建模:通过从实际问题中抽象概括出函数概念的活动,培养学生从“特殊到一般”的分析问题的能力,提高学生的抽象概括能力。
重点:函数的概念,函数的三要素。
难点:函数概念及符号y=f(x)的理解。
教学方法:以学生为主体,采用诱思探究式教学,精讲多练。
教学工具:多媒体。
一、情景导入初中已经学过:正比例函数、反比例函数、一次函数、二次函数等,那么在初中函数是怎样定义的?高中又是怎样定义?要求:让学生自由发言,教师不做判断。
而是引导学生进一步观察.研探.二、预习课本,引入新课阅读课本60-65页,思考并完成以下问题1. 在集合的观点下函数是如何定义?函数有哪三要素?2. 如何用区间表示数集?3. 相等函数是指什么样的函数?要求:学生独立完成,以小组为单位,组内可商量,最终选出代表回答问题。
三、新知探究1.函数的概念(1)函数的定义:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任何一个属x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x)x∈A.(2)函数的定义域与值域:函数y=f(x)中,x叫做自变量,x的取值范围叫做函数的定义域,与x的值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的值域.显然,值域是集合B的子集.2.区间概念(a,b为实数,且a<b)3.其它区间的表示四、典例分析、举一反三题型一 函数的定义例1 下列选项中(横轴表示x 轴,纵轴表示y 轴),表示y 是x 的函数的是( )【答案】D解题技巧:(判断是否为函数)1.(图形判断)y 是x 的函数,则函数图象与垂直于x 轴的直线至多有一个交点.若有两个或两个以上的交点,则不符合函数的定义,所对应图象不是函数图象.2.(对应关系判断)对应关系是“一对一”或“多对一”的是函数关系;“一对多”的不是函数关系. 跟踪训练一1.集合A={x|0≤x ≤4},B={y|0≤y ≤2},下列不表示从A 到B 的函数的是( )【答案】C题型二 相等函数例2 试判断以下各组函数是否表示同一函数:(1)f(x)=(√x )2,g(x)=√x 2;(2)y=x 0与y=1(x ≠0);(3)y=2x+1(x ∈Z)与y=2x-1(x ∈Z). 【答案】见解析【解析】:(1)因为函数f(x)=(√x )2的定义域为{x|x≥0},而g(x)=√x 2的定义域为{x|x ∈R},它们的定义域不同,所以它们不表示同一函数.(2)因为y=x 0要求x ≠0,且当x ≠0时,y=x 0=1,故y=x 0与y=1(x ≠0)的定义域和对应关系都相同,所以它们表示同一函数.(3)y=2x+1(x ∈Z)与y=2x-1(x ∈Z)两个函数的定义域相同,但对应关系不相同,故它们不表示同一函数. 解题技巧:(判断函数相等的方法) 定义域优先原则1.先看定义域,若定义域不同,则函数不相等.2.若定义域相同,则化简函数解析式,看对应关系是否相等. 跟踪训练二1.试判断以下各组函数是否表示同一函数: ①f(x)=x 2-x x,g(x)=x-1;②f(x)=√x x,g(x)=√x;③f(x)=√(x +3)2,g(x)=x+3;④f(x)=x+1,g(x)=x+x 0;⑤汽车匀速运动时,路程与时间的函数关系f(t)=80t(0≤t ≤5)与一次函数g(x)=80x(0≤x ≤5). 其中表示相等函数的是 (填上所有正确的序号). 【答案】⑤【解析】①f(x)与g(x)的定义域不同,不是同一函数; ②f(x)与g(x)的解析式不同,不是同一函数; ③f(x)=|x+3|,与g(x)的解析式不同,不是同一函数; ④f(x)与g(x)的定义域不同,不是同一函数;⑤f(x)与g(x)的定义域、值域、对应关系皆相同,是同一函数. 题型三 区间例3 已知集合A={x|5-x ≥0},集合B={x||x|-3≠0},则A ∩B 用区间可表示为 . 【答案】(-∞,-3)∪(-3,3)∪(3,5] 【解析】∵A={x|5-x ≥0},∴A={x|x ≤5}. ∵B={x||x|-3≠0},∴B={x|x ≠±3}. ∴A ∩B={x|x<-3或-3<x<3或3<x ≤5}, 即A ∩B=(-∞,-3)∪(-3,3)∪(3,5]. 解题技巧:(如何用区间表示集合)1.正确利用区间表示集合,要特别注意区间的端点值能否取到,即“小括号”和“中括号”的区别.2.用区间表示两集合的交集、并集、补集运算时,应先求出相应集合,再用区间表示. 跟踪训练三1.集合{x|0<x<1或2≤x ≤11}用区间表示为 .2. 若集合A=[2a-1,a+2],则实数a 的取值范围用区间表示为 . 【答案】(1)(0,1)∪[2,11] (2)(-∞,3)【解析】 (2)由区间的定义知,区间(a,b)(或[a,b])成立的条件是a<b. ∵A=[2a-1,a+2],∴2a-1<a+2.∴a<3, ∴实数a 的取值范围是(-∞,3). 题型四 求函数的定义域 例4 求下列函数的定义域: (1)y=(x+2)|x |-x; (2)f(x)=x 2-1x -1−√4-x .【答案】(1) (-∞,-2)∪(-2,0) (2) (-∞,1)∪(1,4]【解析】(1)要使函数有意义,自变量x 的取值必须满足{x +2≠0,|x |-x ≠0,即{x ≠-2,|x |≠x ,解得x<0,且x ≠-2.故原函数的定义域为(-∞,-2)∪(-2,0).(2)要使函数有意义,自变量x 的取值必须满足{4-x ≥0,x -1≠0,即{x ≤4,x ≠1.故原函数的定义域为(-∞,1)∪(1,4]. 解题方法(求函数定义域的注意事项)(1)如果函数f(x)是整式,那么函数的定义域是实数集R;(2)如果函数f(x)是分式,那么函数的定义域是使分母不等于零的实数组成的集合;(3)如果函数f(x)是二次根式,那么函数的定义域是使根号内的式子大于或等于零的实数组成的集合; (4)如果函数f(x)是由两个或两个以上代数式的和、差、积、商的形式构成的,那么函数的定义域是使各式子都有意义的自变量的取值集合(即求各式子自变量取值集合的交集). 跟踪训练四1.求函数y=√2x +3√2-x1x的定义域.2.已知函数f(x)的定义域是[-1,4],求函数f(2x+1)的定义域. 【答案】(1) {x |-32≤x <2,且x ≠0} (2) [-1,32]【解析】(1)要使函数有意义,需{2x +3≥0,2-x >0,x ≠0,解得-32≤x<2,且x ≠0,所以函数y=√2x +3−1√2-x+1x的定义域为{x |-32≤x <2,且x ≠0}.(2)已知f(x)的定义域是[-1,4],即-1≤x≤4. 故对于f(2x+1)应有-1≤2x+1≤4, ∴-2≤2x≤3,∴-1≤x≤32. ∴函数f(2x+1)的定义域是[-1,32]. 题型五 求函数值(域) 例5 (1)已知f(x)=11+x(x ∈R ,且x ≠-1),g(x)=x 2+2(x ∈R),则f(2)=________,f(g(2))=________. (2)求下列函数的值域:①y =x +1; ②y =x 2-2x +3,x ∈[0,3); ③y =3x−11+x ; ④y =2x -√x −1. 【答案】(1)1317 (2)① R ② [2,6) ③ {y|y ∈R 且y≠3} ④ ⎣⎢⎡⎭⎪⎫158,+∞ 【解析】(1) ∵f (x)=11+x ,∴f(2)=11+2=13.又∵g (x)=x 2+2,∴g (2)=22+2=6, ∴f ( g(2))=f (6)=11+6=17.(2) ①(观察法)因为x ∈R ,所以x +1∈R ,即函数值域是R.②(配方法)y =x 2-2x +3=(x -1)2+2,由x ∈[0,3),再结合函数的图象(如图),可得函数的值域为[2,6).③(分离常数法)y =3x -1x +1=3x +3-4x +1=3-4x +1.∵4x +1≠0,∴y≠3, ∴y =3x -1x +1的值域为{y|y ∈R 且y≠3}.④(换元法)设t =x -1,则t≥0且x =t 2+1,所以y =2(t 2+1)-t =2 ⎝ ⎛⎭⎪⎫t -142+158,由t≥0,再结合函数的图象(如图),可得函数的值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫158,+∞.解题方法(求函数值(域)的方法)1.已知f(x)的表达式时,只需用数a 替换表达式中的所有x 即得f(a)的值.2.求f(g(a))的值应遵循由内到外的原则.3. 求函数值域常用的4种方法(1)观察法:对于一些比较简单的函数,其值域可通过观察得到;(2)配方法:当所给函数是二次函数或可化为二次函数处理的函数时,可利用配方法或二次函数图像求其值域;(3)分离常数法:此方法主要是针对有理分式,即将有理分式转化为 “反比例函数类”的形式,便于求值域;(4)换元法:即运用新元代换,将所给函数化成值域易确定的函数,从而求得原函数的值域.对于f (x )=ax+b+√cx +d (其中a ,b ,c ,d 为常数,且a ≠0)型的函数常用换元法. 跟踪训练五1.求下列函数的值域:(1)y = √2x +1 +1;(2)y =1−x 21+x 2. 【答案】(1) [1,+∞) (2) (-1,1]【解析】(1)因为2x +1≥0,所以2x +1+1≥1,即所求函数的值域为[1,+∞). (2)因为y =1-x 21+x 2=-1+21+x2,又函数的定义域为R ,所以x 2+1≥1,所以0<21+x 2≤2,则y ∈(-1,1]. 所以所求函数的值域为(-1,1]. 五、课堂小结让学生总结本节课所学主要知识及解题技巧 六、板书设计 七、作业课本67页练习、72页1-5本节课主要通过从实际问题中抽象概括出函数概念的活动,培养学生从“特殊到一般”的分析问题的能力,尤其在求抽象函数定义域时,先根据特殊函数的规律总结一般规律.。
【新教材】人教统编版高中数学必修一A版第三章教案教学设计3.1《函数的概念及其表示》教材分析:课本从引进函数概念开始就比较注重函数的不同表示方法:解析法,图象法,列表法.函数的不同表示方法能丰富对函数的认识,帮助理解抽象的函数概念.特别是在信息技术环境下,可以使函数在形与数两方面的结合得到更充分的表现,使学生通过函数的学习更好地体会数形结合这种重要的数学思想方法.因此,在研究函数时,要充分发挥图象的直观作用.在研究图象时,又要注意代数刻画以求思考和表述的精确性.课本将映射作为函数的一种推广,这与传统的处理方式有了逻辑顺序上的变化.这样处理,主要是想较好地衔接初中的学习,让学生将更多的精力集中理解函数的概念,同时,也体现了从特殊到一般的思维过程.教学目标与核心素养:课程目标1、明确函数的三种表示方法;2、在实际情境中,会根据不同的需要选择恰当的方法表示函数;3、通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用.数学学科素养1.数学抽象:函数解析法及能由条件求出解析式;2.逻辑推理:由条件求函数解析式;3.数学运算:由函数解析式求值及函数解析式的计算;4.数据分析:利用图像表示函数;5.数学建模:由实际问题构建合理的函数模型。
教学重难点:重点:函数的三种表示方法,分段函数的概念.难点:根据不同的需要选择恰当的方法表示函数,什么才算“恰当”?分段函数的表示及其图象.课前准备:多媒体教学方法:以学生为主体,采用诱思探究式教学,精讲多练。
教学工具:多媒体。
教学过程:一、情景导入初中已经学过函数的三种表示法:列表法、图像法、解析法,那么这三种表示法定义是?优缺点是?要求:让学生自由发言,教师不做判断。
而是引导学生进一步观察.研探. 二、预习课本,引入新课阅读课本67-68页,思考并完成以下问题1.表示两个变量之间函数关系的方法有几种?分别是什么?2.函数的各种表示法各有什么特点?3.什么是分段函数?分段函数是一个还是几个函数?4.怎样求分段函数的值?如何画分段函数的图象?要求:学生独立完成,以小组为单位,组内可商量,最终选出代表回答问题。
3.1函数与方程新人教A版必修1优秀教案第三章函数的应用本章教材分析函数的应用是学习函数的一个重要方面.学生学习函数的应用,目的就是利用已有的函数知识分析问题和解决问题.通过函数的应用,对完善函数的思想,激发应用数学的意识,培养分析问题、解决问题的能力,增强实践的能力等,都有很大的帮助.本章主要内容:函数与方程、函数模型及其应用、实习作业和小结.在函数与方程这一节中课本从学生最熟悉的二次函数入手,通过研究方程的根与函数的零点的关系,使函数的图象与性质得到充分的应用,同时也展现了函数和方程的密切关系.求函数零点的近似解不仅展示了数学方法的严谨性、科学性,也为计算机的应用提供了广阔的空间.让学生进一步受到数学思想方法的熏陶,激发学生的学习热情.在函数模型及其应用这一节中让学生近距离接近社会生活,从生活中学习数学,使数学在社会生活中得到应用和提高,让学生体会到数学是有用的,从而培养学生的学习兴趣.“数学建模”也是高考考查的重点.本章还是数学思想方法的载体,学生在学习中会经常用到“函数方程思想”“数形结合思想”“转化思想”,从而提高自己的数学能力.因此应从三个方面把握本章:(1)知识间的联系;(2)数学思想方法;(3)认知规律.本章教学时间约需9课时,具体分配如下(仅供参考):3.1函数与方程约3课时3.2函数模型及其应用约4课时实习作业约1课时本章复习约1课时3.1 函数与方程3.1.1 方程的根与函数的零点整体设计教学分析函数作为高中的重点知识有着广泛应用,与其他数学内容有着有机联系.课本选取探究具体的一元二次方程的根与其对应的二次函数的图象与x轴的交点的横坐标之间的关系作为本节内容的入口,其意图是让学生从熟悉的环境中发现新知识,使新知识与原有知识形成联系.本节设计特点是由特殊到一般,由易到难,这符合学生的认知规律;本节体现的数学思想是:“数形结合”思想和“转化”思想.本节充分体现了函数图象和性质的应用.因此,把握课本要从三个方面入手:新旧知识的联系,学生认知规律,数学思想方法.另外,本节也是传统数学方法与现代多媒体完美结合的产物.三维目标1.让学生明确“方程的根”与“函数的零点”的密切联系,学会结合函数图象性质判断方程根的个数,学会用多种方法求方程的根和函数的零点.2.通过本节学习让学生掌握“由特殊到一般”的认知规律,在今后学习中利用这一规律探索更多的未知世界.3.通过本节学习不仅让学生学会数学知识和认知规律,还要让学生充分体验“数学语言”的严谨性,“数学思想方法”的科学性,体会这些给他们带来的快乐.重点难点根据二次函数图象与x轴的交点的个数判断一元二次方程的根的个数;函数零点的概念.课时安排2课时教学过程第1课时方程的根与函数的零点导入新课思路1.(情景导入)据新华社体育记者报道:昨晚足球比赛跌宕起伏,球迷经历了大喜到大悲,再到大喜的过程(领先则喜,落后即悲).请问:整场足球比赛出现几次“比分相同”的时段?学生思考或讨论回答:三次:(1)开场;(2)由领先到落后必经过“比分相同”时段;(3)由落后到领先必经过“平分”时段. 教师点拨:足球比赛有“落后”“领先”“比分相同”,函数值有“负”“正”“零”,函数图象与足球比赛一样跌宕起伏.由此导入课题,为后面学习埋好伏笔.思路2.(事例导入)(多媒体动画演示)一枚炮弹从地面发射后,炮弹的高度随时间变化的函数关系式为h=20t-5t2,问炮弹经过多少秒回到地面?炮弹回到地面即高度h=0,求方程20t-5t2=0的根,得t=4秒.如图3-1-1-1.图3-1-1-1思路3.(直接导入)教师直接点出课题:上一章我们研究函数的图象性质,这一节我们讨论函数的应用,方程的根与函数的零点.推进新课新知探究提出问题①求方程x2-2x-3=0的根,画函数y=x2-2x-3的图象.②求方程x2-2x+1=0的根,画函数y=x2-2x+1的图象.③求方程x2-2x+3=0的根,画函数y=x2-2x+3的图象.④观察函数的图象发现:方程的根与函数的图象和x轴交点的横坐标有什么关系?⑤如何判断一元二次方程根的个数,如何判断二次函数图象与x轴交点的个数,它们之间有什么关系?⑥归纳函数零点的概念.⑦怎样判断函数是否有零点?⑧函数的图象不易画出,又不能求相应方程的根时,怎样判断函数是否有零点?活动:先让学生思考或讨论后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路:问题①:先求方程的两个根,找出抛物线的顶点,画出二次函数的图象(图3-1-1-2).问题②:方程有一个根,说明抛物线的顶点在x轴上(图3-1-1-3).问题③:方程没有实数根,抛物线与x轴没有交点,找出抛物线的顶点是画二次函数图象的关键(图3-1-1-4).问题④:方程的根与函数的图象和x轴交点的横坐标都是实数.问题⑤:对于其他函数这个结论正确吗?问题⑥:函数的零点是一个实数.问题⑦:可以利用“转化思想”.问题⑧:足球比赛中从落后到领先是否一定经过“平分”?由此能否找出判断函数是否有零点的方法?函数图象穿过x轴则有零点,怎样用数学语言描述呢?讨论结果:①方程的两个实数根为-1,3.②方程的实数根为1.③方程没有实数根.④方程的根就是函数的图象与x轴交点的横坐标.⑤一元二次方程根的个数,就是二次函数图象与x轴交点的个数,可以用判别式来判定一元二次方程根的个数.a.当Δ>0时,一元二次方程有两个不等的实根x1、x2,相应的二次函数的图象与x轴有两个交点(x1,0)、(x2,0);b.当Δ=0时,一元二次方程有两个相等的实根x1=x2,相应的二次函数的图象与x轴有唯一的交点(x1,0);c.当Δ<0时,一元二次方程没有实根,相应的二次函数的图象与x轴没有交点.⑥一般地,对于函数y=f(x),我们把使f(x)=0的实数x叫做函数y=f(x)的零点.⑦方程f(x)=0有实根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.⑧观察二次函数f(x)=x2-2x-3的图象,我们发现函数f(x)=x2-2x-3在区间[-2,1]上有零点.计算f(-2)与f(1)的乘积,发现这个乘积特点是小于零.在区间[2,4]同样如此.可以发现,f(-2)f(1)<0,函数y=x2-2x-3在区间(-2,1)内有零点x=-1,它是方程x2-2x-3=0的一个根.同样地,f(2)f(4)<0,函数y=x2-2x-3在(2,4)内有零点x=3,它是方程x2-2x-3=0的另一个根.图3-1-1-2 图3-1-1-3 图3-1-1-4应用示例思路1例1已知函数f(x)=|x2-2x-3|-a分别满足下列条件,求实数a的取值范围.(1)函数有两个零点;(2)函数有三个零点;(3)函数有四个零点.活动:根据零点概念,学生先思考或讨论后再回答,教师点拨、提示并及时评价学生.因为函数f(x)=|x2-2x-3|-a的零点个数不易讨论,所以可转化为方程|x2-2x-3|-a=0根的个数来讨论,即转化为方程|x2-2x-3|=a的根的个数问题,再转化为函数f(x)=|x2-2x-3|与函数f(x)=a交点个数问题.解:设f(x)=|x2-2x-3|和f(x)=a分别作出这两个函数的图象(图3-1-1-5),它们交点的个数,即函数f(x)=|x2-2x-3|-a的零点个数.图3-1-1-5(1)若函数有两个零点,则a=0或a>4.(2)若函数有三个零点,则a=4.(3)函数有四个零点,则0<a<4.变式训练1.判断函数y=|x-1|-2零点的个数.解:通过分类讨论把绝对值函数转化为分段函数,作出函数图象(图3-1-1-6),图3-1-1-6函数y=|x-1|-2的图象与x 轴有两个交点,所以函数y=|x-1|-2有两个零点.2.求证:函数f(x)=2x 2-3x-2有两个零点.证法一:因为一元二次方程2x 2-3x-2=0的判别式Δ=32+4×2×2=25>0,所以一元二次方程2x 2-3x-2=0有两个不相等的实根,所以函数f(x)=2x 2-3x-2有两个零点. 证法二:因为一元二次方程2x 2-3x-2=0可化为(2x+1)(x-2)=0,所以一元二次方程2x 2-3x-2=0有两个不相等的实根x 1=2,x 2=21 . 所以函数f(x)=2x 2-3x-2有两个零点.证法三:因为函数f(x)=2x 2-3x-2的图象是一条开口向上的抛物线,且顶点在x 轴的下方,即f(0)=-2<0,所以函数f(x)=2x 2-3x-2有两个零点.如图3-1-1-6.图3-1-1-7点评:判断函数零点个数可以结合函数的图象. 方法:零点函数方程的根两图象交点.数学思想:转化思想和数形结合思想.例2若关于x 的方程3x 2-5x+a=0的一根在(-2,0)内,另一个根在(1,3)内,求a 的取值范围. 活动:学生自己思考或讨论,再写出(最好用实物投影仪展示写的正确的答案).教师在学生中巡视其他学生的解答,发现问题及时纠正,并及时评价.如果用求根公式与判别式来做,运算量很大,能否将问题转化?借助二次函数的图象,从图象中抽出与方程的根有关的关系式,使得问题解答大大简化.引导学生画出函数的图象观察分析.解:设f(x)=3x 2-5x+a,则f(x)为开口向上的抛物线,如图3-1-1-8:图3-1-1-8因为f(x)=0的两根分别在区间(-2,0)、(1,3)内,所以⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><<>-,0)3(,0)1(,0)0(,0)2(f f f f 即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+<+-<>+.012,02,0,022a a a a 故所求a 的取值范围是-12<a<0. 变式训练关于x 的方程x 2-ax+a 2-7=0的两个根一个大于2,另一个小于2,求实数a 的取值范围. 解:设f(x)=x 2-ax+a 2-7,图象为开口向上的抛物线(如图3-1-1-9).因为方程x 2-ax+a 2-7=0的两个根一个大于2,另一个小于2,所以函数f(x)=x 2-ax+a 2-7的零点一个大于2,另一个小于2.即函数f(x)=x 2-ax+a 2-7的图象与x 轴的两个交点在点(2,0)的两侧.只需f(2)<0,即4-2a+a 2-7<0,所以-1<a<3.图3-1-1-9思路2例1若方程2ax 2-x-1=0在(0,1)内有解,求实数a 的取值范围.活动:学生先思考或讨论,再回答.教师根据实际,可以提示引导:①有解包括有一解和有两解,要分类讨论.②用一般解法固然可以,若结合函数图象观察分析,可以找到捷径.③有两种情况:a.a=0;b.a≠0,Δ≥0.解:令f(x)=2ax 2-x-1,(1)当方程2ax 2-x-1=0在(0,1)内恰有一个解时,f(0)·f(1)<0或a ≠0且Δ=0,由f(0)·f(1)<0,得(-1)(2a-2)<0,所以a>1.由Δ=0,得1+8a=0,a=81-∴方程为41-x 2-x-1=0,即x=-2∉(0,1)(舍去).综上可得a>1. (2)当方程2ax 2-x-1=0在(0,1)内有两个解时,则⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧<<<>>>0)41(,1410,0)1(,0)0(,0a f a f f a 或⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧><<<<<,0)41(,1410,0)1(,0)0(,0af a f f a 容易解得实数a 不存在.综合(1)(2),知a>1.变式训练若方程ax 2+3x+4a=0的根都小于1,求实数a 的取值范围.解:(1)当a=0时,x=0满足题意.(2)当a≠0时,设f(x)=ax 2+3x+4a.方法一:若方程ax 2+3x+4a=0的根都小于1,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><-≥-=∆,0)1(,123,01692af a a ∴⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-<>-<>≤≤-,6.00,5.10,4343a a a a a 或或∴0<a≤43. 综上(1)(2),得0≤a≤43. 方法二:若方程ax 2+3x+4a=0的根都小于1,则⎪⎩⎪⎨⎧>--<+≥-=∆,0)1)(1(,2,016921212x x x x a ∴⎪⎩⎪⎨⎧>++-<+≥-=∆,01)(,2,01692121212x x x x x x a ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>++<-≥-=∆,0134,23,01692a a a 解得0<a≤43. 综上(1)(2),得0≤a≤43. 点评:有两种方法:(1)结合函数图象利用函数符号列不等式组.(2)代数方法,利用根与系数关系结合判别式列不等式组.例2设二次函数f(x)=ax 2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=0的两个根为x 1、x 2,满足0<x 1<x 2<a1. (1)当x ∈(0,x 1)时,求证:x<f(x)<x 1;(2)设函数f(x)的图象关于直线x=x 0对称,求证:x 0<21x . 活动:根据方程与函数关系,学生先思考或讨论后再回答,教师点拨、提示并及时评价学生.因为方程f(x)-x=0的两个根为x 1、x 2,可考虑把f(x)-x 设为双根式,然后判断其符号,再考虑二次函数的双根与二次函数对称轴的关系.证明:(1)∵x 1、x 2是方程f(x)-x=0的两个根,且0<x 1<x 2<a1, ∴当x ∈(0,x 1)时,有f(x)-x=a(x-x 1)(x-x 2)=a(x 1-x)(x 2-x)>0,即f(x)-x>0.又∵f(x)-x=a(x 1-x)(x 2-x)<a·a 1(x 1-x)=x 1-x,即f(x)-x<x 1-x,故0<f(x)-x<x 1-x,即x<f(x)<x 1.(2)∵f(x)-x=ax 2+(b-1)x+c,且f(x)-x=0的两个根为x 1、x 2,∴二次函数f(x)-x 的对称轴为x=221x x +=a b 21--.∴21x =22122x a a b -+-. 又由已知,得x 0=a b 2-,∴21x =x 0+2212x a -. 又∵x 2<a 1,∴2212x a ->0.故21x =x 0+2212x a ->x 0,即x 0<21x . 变式训练1.已知二次函数f(x)满足f(3-x)=f(3+x),且其两零点分别为x 1、x 2,求x 1+x2.解:∵对任意x 都有f(3-x)=f(3+x),∴函数f(x)的图象上有两点(3-x,y)、(3+x,y)关于x=3对称.∴二次函数f(x)的对称轴为x=3.∵x 1、x 2为二次函数f(x)的两个零点,∴x 1+x 2=6.2.若函数f(x)满足f(3-x)=f(3+x),且函数f(x)有6个零点,求所有零点的和.解:同理函数f(x)的对称轴为x=3,∴3(x 1+x 2)=18.点评:①二次函数的双根与二次函数解析式的关系是:若二次项系数为a,两个根为x 1、x 2,则二次函数解析式为f(x)=a(x-x 1)(x-x 2).②二次函数的双根与二次函数对称轴的关系是:二次函数f(x)的对称轴为x=221x x +. 总之:二次函数的双根是联系函数与方程的桥梁和纽带,应仔细体会、准确把握. 知能训练讨论函数y=e x +4x-4的零点的个数.活动:鼓励学生说出自己的见解,并说明理由.函数零点问题是函数的重要应用,离不开函数的图象和性质.(1)利用f(a)f(b)<0及函数的单调性.(2)作出y=e x 和y=4-4x 的图象,把函数y=e x +4x-4的零点的个数转化为方程e x =4-4x 根的个数,再转化为上述两函数图象交点的个数. 解:(方法一)利用计算机作出x ,f(x)的对应值表:x0 1 f(x) -3 2.71828由表和图可知,f(0)<0,f(1)>0,则f(0)f(1)<0,这说明f(x)在区间(0,1)内有零点,由于函数在定义域(-∞,+∞)内是增函数,所以它仅有一个零点.(方法二)作出y=e x 和y=4-4x 的图象(图3-1-1-10),即可直观地看出零点的个数为1.图3-1-1-10总结点评:讨论函数零点个数问题是函数的重要应用,由于函数与方程的特殊关系,所以这个问题常用的方法是:(1)解方程;(2)画图象;(3)利用f(a)f(b)<0及函数的单调性;同时这些方法是有机联系的.拓展提升1.2007山东青岛高三教学质量检测,理19已知m ∈R ,设P:x 1和x 2是方程x 2-ax-2=0的两个根,不等式|m-5|≤|x 1-x 2|对任意实数a ∈[1,2]恒成立;Q :函数f(x)=3x 2+2mx+m+34有两个不同的零点,求使P 和Q 同时成立的实数m 的取值范围.解:由题意知x 1+x 2=a,x 1x 2=-2,∴|x 1-x 2|=21221x 4x -)x (x +=8a 2+. 当a ∈[1,2]时,8a 2+的最小值为3.要使|m-5|≤|x 1-x 2|对任意实数a ∈[1,2]恒成立,只需|m -5|≤3,即2≤m≤8.由已知得Q 中:f(x)=3x 2+2mx+m+34的判别式Δ=4m 2-12(m+34)=4m 2-12m-16>0,得m<-1或m>4. 综上,要使P 和Q 同时成立,只需⎩⎨⎧>-<≤≤,41,82m m m 或解得实数m 的取值范围是(4,8]. 2.如果函数y=f(x)在区间[a,b ]上的图象是连续不断的一条曲线,并且f(a)f(b)>0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内是否有零点?可能有几个零点?活动:学生先思考或讨论,再回答.利用函数图象进行探索分析:①有没有零点?②零点的个数是奇数还是偶数?解析:零点个数可以是任意自然数.下面讨论在区间[-3,3]上函数零点个数,(1)可能没有零点如图(图3-1-1-11).图3-1-1-11 图3-1-1-12(2)可能有一个零点如图(图3-1-1-12).(3)可能有两个零点如图(图3-1-1-13).图3-1-1-13 图3-1-1-14(4)可能有三个零点如图(图3-1-1-14).(5)可能有n(n ∈N *)个零点,图略.点评:在区间[-3,3]上函数零点个数可以是任意自然数.借助计算机可以验证同学们的判断,激发学生学习兴趣.课堂小结本节学习了:①零点的概念;②零点的判断方法;③利用函数的单调性证明零点的个数;④零点的应用.学习方法:由特殊到一般的方法.数学思想:转化思想、数形结合思想.作业课本P 88练习1.设计感想本节以事例导入,该事例是学生很感兴趣的话题,发人深思而紧贴本节主题,为后面讲解埋好了伏笔.因为二次函数、二次方程永远是高考的重点,所以本节结合二次函数的图象性质详实讨论了有关二次函数的零点和二次方程的根的问题.本节不仅选用了一些传统经典的题目进行方法总结,还搜集了一些最新的高三模拟题加以充实提高.另外,本节目的明确、层次分明、难度适中,对学生可能产生兴趣的问题进行了拓展,希望大家喜欢.第2课时 方程的根与函数的零点复习提出问题①已知函数f(x)=mx 2+mx+1没有零点,求实数m 的范围.②证明函数f(x)=x 2+6x+10没有零点.③已知函数f(x)=2mx 2-x+21m 有一个零点,求实数m 的范围. ④已知函数f(x)=2(m+1)x 2+4mx+2m-1有两个零点,求实数m 的范围.活动:先让学生动手做题后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:①因为Δ=m 2-4m<0或m=0,∴0≤m<4.②因为Δ=36-40=-4<0,∴没有零点.③Δ=1-4m 2=0或m=0,∴m=21或m=21 或m=0. ④Δ=16m 2-8(m+1)(2m-1)=-8m+8>0且2(m+1)≠0,∴m<1且m≠-1.导入新课思路1.(情景导入)歌中唱到:再“穿过”一条烦恼的河流明天就会到达,同学们知道生活中“穿过”的含义. 请同学们思考用数学语言是怎样描述函数图象“穿过”x 轴的?学生思考或讨论回答:利用函数值的符号,即f(a)f(b)<0.思路2.(直接导入)教师直接点出课题:这一节我们将进一步巩固有关方程的根与函数的零点的知识,总结求方程的根与函数的零点的方法,探寻其中的规律.推进新课新知探究提出问题①如果函数相应的方程不易求根,其图象也不易画出,怎样讨论其零点?②用数学语言总结判断零点存在性定理,并找出好的理解记忆方法.活动:先让学生动手做题后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:①在闭区间[a,b]上,若f(a)f(b)<0,y=f(x)连续,则(a,b)内有零点.②如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且f(a)f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.我们把它叫做零点存在性定理.因为闭区间端点符号相反的连续函数在开区间内有零点,可以简记为:“闭端反连(脸),开内零点.”应用示例思路1例1求函数f(x)=lnx+2x-6的零点的个数.活动:根据零点概念,学生先思考或讨论后再回答,教师点拨、提示:因为方程lnx+2x-6=0的根不易求得,函数f(x)=lnx+2x-6的图象不易画出,如果不借助计算机,怎么判断零点个数?可以利用f(a)f(b)<0,及函数单调性.解:利用计算机作出x,f(x)的对应值表:x 1 2 3 4 5 6 7 8 9f(x) -4 -1.3069 1.0986 3.3863 5.6094 7.7918 9.9450 12.0794 14.1972 由表和图3-1-1-15可知,f(2)<0,f(3)>0,则f(2)f(3)<0,这说明f(x)在区间(2,3)内有零点.由于函数在定义域(0,+∞)内是增函数,所以它仅有一个零点.图3-1-1-15 图3-1-1-16变式训练证明函数f(x)=lgx+x-8有且仅有一个零点.证明:如图3-1-1-16,因为f(1)=-7,f(10)=3,∴f(1)f(10)<0.∴函数f(x)=lgx+x-8有一个零点.∵y=lgx为增函数,y=x-8是增函数,∴函数f(x)=lgx+x-8是增函数.∴函数f(x)=lgx+x-8有且仅有一个零点.点评:判断零点的个数:(1)利用零点存在性定理判断存在性;(2)利用单调性证明唯一性. 例2已知函数f(x)=3x +12+-x x , (1)判断函数零点的个数. (2)找出零点所在区间. 解:(1)设g(x)=3x ,h(x)=12+-x x , 作出它们的图象(图3-1-1-17),两函数图象交点的个数即为f(x)零点的个数. 所以两函数图象有且仅有一个交点,即函数f(x)=3x +12+-x x 有且仅有一个零点.图3-1-1-17(2)因为f(0)=-1,f(1)=2.5,所以零点x ∈(0,1). 变式训练证明函数f(x)=2x +4x-4有且仅有一个零点. 证明:利用计算机作出x ,f(x)的对应值表: x -1 0 1 2 3 4 5 6 7 f(x)-7.5-32816284884172图3-1-1-18由表和图3-1-1-18可知,f(0)<0,f(1)>0,则f(0)f(1)<0,这说明f(x)在区间内有零点.下面证明函数在定义域(-∞,+∞)内是增函数. 设x 1,x 2∈(-∞,+∞),且x 1<x 2, f(x 1)-f(x 2)=21x+4x 1-4-(22x +4x 2-4)=21x-22x +4(x 1-x 2)=22x (21x-x 2-1)+4(x 1-x 2).∵x 1<x 2,∴x 1-x 2<0,21x-x 2-1<0,22x >0.∴f(x 1)-f(x 2)<0.∴函数在定义域(-∞,+∞)内是增函数. 则函数f(x)=2x +4x-4有且仅有一个零点.思路2例1证明函数y=2|x|-2恰有两个零点.图3-1-1-19证明:如图3-1-1-19,∵f(-2)=2,f(0)=-1,f(2)=2, ∴f(-2)f(0)<0,f(0)f(2)<0. ∴函数y=2|x|-2有两个零点. 要证恰有两个零点,需证函数y=2|x|-2在(0,+∞)上为单调的,函数y=2|x|-2在(-∞,0)上为单调的. ∵在(0,+∞)上,函数y=2|x|-2可化为y=2x -1, 下面证明f(x)=2x -1在(0,+∞)上为增函数.证明:设x 1,x 2为(0,+∞)上任意两实数,且0<x 1<x 2, ∵f(x 1)-f(x 2)=21x-2-(22x -2)=21x-22x =22x (21x-x 2-1),∵0<x 1<x 2,∴x 1-x 2<0,21x-x 2<1. ∴22x >0,21x-x 2-1<0. ∴22x (21x-x 2-1)<0.∴f(x 1)-f(x 2)<0. ∴f(x 1)<f(x 2).∴函数y=2|x|-2在(0,+∞)上为增函数.同理可证函数y=2|x|-2在(-∞,0)上为减函数. ∴函数y=2|x|-2恰有两个零点. 变式训练证明函数f(x)=x+x1-3在(0,+∞)上恰有两个零点. 证明:∵f(31)=31,f(1)=-1,f(3)=31,∴f(31)f(1)<0,f(1)f(3)<0.∴函数f(x)=x+x1-3在(0,+∞)上有两个零点.要证恰有两个零点, 需证函数f(x)=x+x 1-3在(0,1)上为单调的,函数f(x)=x+x1-3在(1,+∞)上为单调的. 证明:设x 1,x 2为(0,1)上的任意两实数,且x 1<x 2. ∵f(x 1)-f(x 2)=x 1+11x -3-(x 2+21x -3)=(x 1-x 2)+(11x 21x )=(x 1-x 2)+2112x x x x -=(x 1-x 2)(21211x x x x -),∵0<x 1<x 2<1,∴x 1-x 2<0,2112x x x x -<0.∴(x 1-x 2)(21211x x x x -)>0.∴f(x 1)-f(x 2)>0.∴函数f(x)=x+x 1-3在(0,1)上为减函数. 同理函数f(x)=x+x 1-3在(1,+∞)上为增函数.∴函数f(x)=x+x1-3在(0,+∞)上恰有两个零点(如图3-1-1-20).图3-1-1-20点评:证明函数零点的个数是一个难点和重点,对于基本初等函数可以借助函数图象和方程来讨论.对于较复杂的函数证明函数恰有n 个零点,先找出有n 个,再利用单调性证明仅有n 个.例2已知函数f(x)=ax 3+bx 2+cx+d 有三个零点,分别是0、1、2,如图3-1-1-21, 求证:b<0.图3-1-1-21活动:根据零点概念,学生先思考或讨论后再回答,教师点拨、提示: 方法一:把零点代入,用a 、c 表示b. 方法二:用参数a 表示函数. 证法一:因为f(0)=f(1)=f(2)=0, 所以d=0,a+b+c=0,4a+2b+c=0.所以a=3b -,c=32- b. 所以f(x)=3b -x(x 2-3x+2)=3b-x(x-1)(x-2).当x<0时,f(x)<0,所以b<0.证法二:因为f(0)=f(1)=f(2)=0,所以f(x)=ax(x-1)(x-2).当x>2时,f(x)>0,所以a>0.比较同次项系数,得b=-3a.所以b<0.变式训练函数y=ax 2-2bx 的一个零点为1,求函数y=bx 2-ax 的零点. 答案:函数y=bx 2-ax 的零点为0、2.点评:如果题目给出函数的零点,这涉及到零点的应用问题. (1)可以考虑把零点代入用待定系数法解决问题. (2)利用零点的特殊性把解析式的设法简单化. 知能训练1.函数f(x)=lgx-2x 2+3的零点一定位于下列哪个区间?( )A.(4,5)B.(1,2)C.(2,3)D.(3,4)2.若函数f(x)=2mx+4在[-2,1]上存在零点,则实数m 的取值范围是( ) A.[254] B.(-∞,-2]∪[1,+∞) C.[-1,2] D.(-2,1) 3.已知函数f(x)=-3x 5-6x +1,有如下对应值表:x -2 -1.5 0 1 2 f(x)10944.171-8-107函数y =f(x)在哪几个区间内必有零点?为什么? 答案:1.B 2.B 3.(0,1),因为f(0)·f(1)<0.点评:结合函数图象性质判断函数零点所在区间是本节重点,应切实掌握. 拓展提升方程lnx+2x+3=0根的个数及所在的区间,能否进一步缩小根所在范围? 分析:利用函数图象(图3-1-1-22)进行探索分析.图3-1-1-22解:(1)观察函数的图象计算f(1)、f(2),知f(x)=lnx+2x+3有零点. (2)通过证明函数的单调性,知f(x)=lnx+2x+3有一个零点x ∈(1,2).请同学们自己探究能否进一步缩小根所在范围?借助计算机可以验证同学们判断,激发学生学习兴趣. 课堂小结(1)学会由函数解析式讨论零点个数,证明零点个数.(2)思想方法:函数方程思想、数形结合思想、分类讨论思想. 作业课本P 88练习2.设计感想如何用数学语言描述“穿过”是本节的关键,本节从导入开始让学生体会数学语言与文字语言的区别,并进一步让学生学会应用数学语言描述零点存在性定理.本节多次用计算机作图来感知函数零点,在零点证明题中又经常用到函数的单调性进行严格证明,所以本节是数与形的完美统一.3.1.2 用二分法求方程的近似解整体设计教学分析求方程的解是常见的数学问题,这之前我们学过解一元一次、一元二次方程,但有些方程求精确解较难.本节从另一个角度来求方程的近似解,这是一种崭新的思维方式,在现实生活中也有着广泛的应用.用二分法求方程近似解的特点是:运算量大,且重复相同的步骤,因此适合用计算器或计算机进行运算.在教学过程中要让学生体会到人类在方程求解中的不断进步.三维目标1.让学生学会用二分法求方程的近似解,知道二分法是科学的数学方法.2.了解用二分法求方程的近似解特点,学会用计算器或计算机求方程的近似解,初步了解算法思想.3.回忆解方程的历史,了解人类解方程的进步历程,激发学习的热情和学习的兴趣.重点难点用二分法求方程的近似解.课时安排1课时教学过程导入新课思路1.(情景导入)师:(手拿一款手机)如果让你来猜这件商品的价格,你如何猜?生1:先初步估算一个价格,如果高了再每隔10元降低报价.生2:这样太慢了,先初步估算一个价格,如果高了每隔100元降低报价.如果低了,每50元上升;如果再高了,每隔20元降低报价;如果低了,每隔10元上升报价……生3:先初步估算一个价格,如果高了,再报一个价格;如果低了,就报两个价格和的一半;如果高了,再把报的低价与一半价相加再求其半,报出价格;如果低了,就把刚刚报出的价格与前面的价格结合起来取其和的半价……师:在现实生活中我们也常常利用这种方法.譬如,一天,我们华庄校区与锡南校区的线路出了故障,(相距大约3 500米)电工是怎样检测的呢?是按照生1那样每隔10米或者按照生2那样每隔100米来检测,还是按照生3那样来检测呢?生:(齐答)按照生3那样来检测.师:生3的回答,我们可以用一个动态过程来展示一下(展示多媒体课件,区间逼近法).思路2.(事例导入)有12个小球,质量均匀,只有一个球是比别的球重,你用天平称几次可以找出这个球,要求次数越少越好.(让同学们自由发言,找出最好的办法)解:第一次,两端各放六个球,低的那一端一定有重球.第二次,两端各放三个球,低的那一端一定有重球.第三次,两端各放一个球,如果平衡,剩下的就是重球,否则,低的就是重球.其实这就是一种二分法的思想,那什么叫二分法呢?推进新课新知探究提出问题①解方程2x-16=0.②解方程x2-x-2=0.③解方程x3-2x2-x+2=0.④解方程(x2-2)(x2-3x+2)=0.⑤我们知道,函数f(x)=lnx+2x-6在区间(2,3)内有零点.进一步的问题是,如何找出这个零点的近似值?⑥“取中点”后,怎样判断所在零点的区间?⑦什么叫二分法?⑧试求函数f(x)=lnx+2x-6在区间(2,3)内零点的近似值.⑨总结用二分法求函数零点近似值的步骤.⑩思考用二分法求函数零点近似值的特点.讨论结果:①x=8.②x=-1,x=2.③x=-1,x=1,x=2.④x=2-,x=2,x=1,x=2.⑤如果能够将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,我们可以得到零点的近似值.为了方便,我们通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围.〔“取中点”,一般地,我们把x=2ba称为区间(a,b)的中点〕⑥比如取区间(2,3)的中点2.5,用计算器算得f(2.5)<0,因为f(2.5)·f(3)<0,所以零点在区间(2.5,3)内.⑦对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫二分法(bisection).⑧因为函数f(x)=lnx+2x-6,用计算器或计算机作出函数f(x)=lnx+2x-6的对应值表.x 1 2 3 4 5 6 7 8 9f(x) -4 -1.306 1.0986 3.3863 5.6094 7.7918 9.9459 12.0794 14.1972 由表可知,f(2)<0,f(3)>0,则f(2)·f(3)<0,这说明f(x)在区间内有零点x0,取区间(2,3)的中点x1=2.5,用计算器算得f(2.5)≈-0.084,因为f(2.5)·f(3)<0,所以x0∈(2.5,3).同理,可得表(下表)与图象(如图3-1-2-1).区间中点的值中点函数的近似值(2,3) 2.5 -0.084(2.5,3) 2.75 0.512(2.5,2.75) 2.625 0.215(2.5,2.625) 2.5625 0.066(2.5,2.5625) 2.53-1-2-5 -0.009(2.53-1-2-5,2.5625) 2.546875 0.029(2.53-1-2-5,2.546875) 2.5390625 0.010(2.53-1-2-5,2.5390625) 2.53515625 0.001。
教学准备1. 教学目标教学目的:掌握两种思想:函数方程思想;数形结合思想,三种题型:求函数零点、确定零点个数、求零点所在区间。
2. 教学重点/难点重难点:1、函数方程思想;数形结合思想2、求函数零点、确定零点个数、求零点所在区间。
3. 教学用具4. 标签教学过程【环节一:巧设疑云,轻松渗透】设置问题情境,渗透数学思想教师活动:请同学们思考这个问题。
解方程:学生活动:回答,思考解法。
教师活动:第四个方程我们没有学过它的解法,通过这节课的学习我们来解决这个问题。
上一章我们学习了基本初等函数,这节课我们就通过研究函数来解决方程根的问题。
画出前三个方程相应函数的图象,并求出图象和x轴交点.学生活动:动手画图并求解。
教师活动:用屏幕显示方程的根、函数的图象以及函数图象与x轴交点的坐标。
观察三者之间的关系。
学生活动:观察图象,思考作答。
得到方程的实数根是函数图象与x轴交点的横坐标,是使函数值为零的x的结论。
教师活动:我们就把使f(x)=0的实数x称做函数的零点.设计意图:通过纯粹靠代数运算无法解决的方程,引起学生认知冲突,激起探求的热情.通过回顾一次函数、二次函数、指数函数图象与x轴的交点和相应方程的根的关系,将结论推广到一般函数,为零点概念做好铺垫.【环节二:形成概念,升华认知】引入零点定义,确认等价关系教师活动:这是我们本节课的第一个知识点。
板书函数零点的定义。
教师活动:结合函数零点的定义和我们刚才的探究过程,你认为方程的根与函数的零点究竟是什么关系?学生活动:思考作答。
教师活动:这是我们本节课的第二个知识点。
板书方程的根与函数零点的等价关系。
在屏幕上显示:函数y=f(x)有零点方程f(x)=0有实数根函数y=f(x)的图象与x轴有交点教师活动:强调方程与函数的思想。
教师活动:屏幕显示函数图象,指出这几个函数的零点是?学生活动:对比定义回答。
教师活动:强调:零点就是使函数值为0的实数而不是点!教师活动:对于函数y=f(x)有零点,从“数”的角度理解,就是方程f(x)=0有实根,从“形”的角度理解,就是图象与x轴有交点。
高中数学第三章函数的应用3.1 函数与方程第2课时课堂探究学案新人教A版必修1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中数学第三章函数的应用3.1 函数与方程第2课时课堂探究学案新人教A版必修1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
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3.1 函数与方程课堂探究探究一二分法的概念判断一个函数能否用二分法求其零点的依据是:其图象在零点附近是连续不断的,且该零点为变号零点.因此,用二分法求函数的零点近似值的方法仅对函数的变号零点适用,对函数的不变号零点不适用.【典型例题1】用二分法求如图所示的函数f(x)的零点时,不可能求出的零点是( )A.x1 B.x2 C.x3 D.x4思路分析:逐一分析每个零点附近左、右两侧函数值的符号,看是否存在区间[a,b]满足f (a)·f(b)<0.解析:由二分法的思想可知,零点x1,x2,x4左右两侧的函数值符号相反,即存在区间[a,b],使得f(a)·f(b)<0,故x1,x2,x4可以用二分法求解,但x3∈[a,b]时均有f(a)·f(b)≥0,故不可以用二分法求该零点.答案:C探究二求方程的近似解函数的零点就是对应方程的解,所以,二分法不仅可以求函数的零点,也可以求方程的近似解.用二分法求方程的近似解,首先要选好计算的初始区间,这个区间既要包含所求的根,又要使其长度尽量小,其次要依据给定的精确度,及时检验所得区间端点差的绝对值是否达到要求(达到给定的精确度),以决定是停止计算还是继续计算.【典型例题2】求方程lg x=2-x的近似解(精确度为0.1).思路分析:在同一平面直角坐标系中,画出y=lg x和y=2-x的图象,确定方程的解所在的大致区间,再用二分法求解.解:在同一平面直角坐标系中,作出y=lg x,y=2—x的图象如图所示,可以发现方程lg x=2—x有唯一解,记为x0,并且解在区间(1,2)内.设f(x)=lg x+x-2,则f(x)的零点为x0.用计算器计算,得f(1)<0,f(2)>0⇒x0∈(1,2);f(1.5)<0,f(2)>0⇒x∈(1.5,2);f(1.75)<0,f(2)>0⇒x∈(1。
3・1函数与方程新人教A版必修1优秀教案第三章函数的应用本章教材分析函数的应用是学习函数的一个重要方而.学生学习函数的应用,目的就是利用C有的函数知识分析问题和解决问题.通过函数的应用,对完善函数的思想,激发应用数学的意识,培养分析问题、解决问题的能力,增强实践的能力等,都有很大的帮助.本章主要内容:函数与方程、函数模型及其应用、实习作业和小结.在函数与方稈这一节屮课木从学生最熟悉的二次函数入手,通过研究方程的根与函数的零点的关系,使函数的图象与性质得到充分的应用,同时也展现了函数和方稈的密切关系.求函数零点的近似解不仅展示了数学方法的严谨性、科学性,也为计算机的应用提供了广阔的空间.让学生进一步受到数学思想方法的熏陶,激发学生的学习热情.在函数模型及其应用这一节中让学生近距离接近社会生活,从生活屮学习数学,使数学在社会生活屮得到应用和提高,让学生体会到数学是有川的,从而培养学生的学习兴趣f数学建模”也是高考考杏的重点.木章还是数学思想方法的载体,学生在学习屮会经常用到“函数方稈思想数形结合思想杠转化思想",从而提高H己的数学能力.因此应从三个方血把握木章:(1)知识间的联系;(2)数学思想方法;(3)认知规律. 木章教学时间约需9课时,具体分配如下(仅供参考):3.13.1.1方程的根与函数的零点整体设计教学分析函数作为高中的重点知识有着广泛应川,与其他数学内容有着有机联系.课木选取探究具体的一元二次方程的根与其对应的二次函数的图彖与x轴的交点的横坐标Z间的关系作为木节内容的入口,貝意图是让学生从熟悉的环境屮发现新知识,使新知识与原有知识形成联系.木节设计特点是由特殊到一般,由易到难,这符合学生的认知规律;木节体现的数学思想是:“数形结合”思想和“转化”思想.木节充分体现了函数图象和性质的应用.1大I此,把握课木要从三个方面入手:新I口知识的联系,学生认知规律,数学思想方法.另外,木节也是传统数学方法与现代多媒体完美结合的产物.三维目标1.让学生明确“方稈的根”与“函数的零点”的密切联系,学会结合函数图象性质判断方稈根的个数,学会用多种方法求方程的根和函数的零点.2.通过本节学习让学生掌握“由特殊到一般”的认知规律,在今示学习中利用这一规律探索更多的未知世界.3.通过木节学习不仅让学生学会数学知识和认知规律,还要让学生充分体验“数学语言”的严谨性,“数学思想方法”的科学性,体会这些给他们带来的快乐.重点难点根据二次函数图彖与x轴的交点的个数判断一元二次方程的根的个数;函数零点的概念.课时安排2课时教学过程第1课时方程的根与函数的零点导入新课思路1・(情1景导入)据新华社体冇记者报道:昨晚足球比赛跌宕起伏,球迷经历了大喜到大悲,再到大喜的过稈(领先则喜,落后即悲).请问:整场足球比赛岀现几次“比分相同''的时段?学生思考或讨论回答:三次:⑴开场;⑵由领先到落后必经过“比分相同”时段;(3)由落后到领先必经过“平分”时段. 教师点拨:足球比赛有“落后'”领先叫匕分相同”,函数值有“负正”“零",函数图象与足球比赛一样跌宕起伏•由此导入课题,为后面学习埋好伏笔.思路2・(事例导入)(多媒体动呦演示)•枚炮弹从地血发射后,炮弹的高度随时间变化的函数关系式为h=20t-5t2,|nJ炮弹经过多少秒回到地面?炮弹回到地面即高度h=0,求方程20t-5t2=0的根,得t=4秒.如图3-1-1-1.思路3・(肓接导入)教师岚接点出课题:上一章我们研究函数的图象性质,这一节我们讨论函数的应用,方程的根与函数的零点.推进新课新知探究提出问题①求方程X2-2X-3=0的根,画函数y=x2-2x-3的图象.②求方稈X2-2X+1=0的根,画函数y=x2・2x+l的图象.③求方程X2-2X+3=0的根,画函数y=x2-2x+3的图象.④观察函数的图象发现:方程的根与函数的图象和x轴交点的横坐标有什么关系?⑤如何判断一元二次方程根的个数,如何判断二次函数图彖与x轴交点的个数,它们之间有什么关系?⑥归纳函数零点的概念.⑦怎样判断函数是否有零点?⑧函数的图象不易画出,又不能求相应方程的根时,怎样判断函数是否有零点?活动:先让学生思考或讨论后再冋答,经教师提示、点拨,对I叫答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路:问题①:先求方稈的两个根,找出抛物线的顶点側出二次函数的图象(图3-I-1-2). 问题②:方程有一个根,说明抛物线的顶点在x轴上(图3-1-1-3).问题③:方程没有实数根,抛物线与x轴没有交点,找出抛物线的顶点是曲二次函数图彖的关键(图 3-1-1-4).问题④:方稈的根与函数的图象和x 轴交点的横坐标都是实数. 问题⑤:对于其他函数这个结论正确吗? 问题⑥:函数的零点是一个实数. 问题⑦:可以利用“转化思想,问题⑧:足球比赛屮从落麻到领先是否一定经过“平分"?由此能占找出判断函数是否有零点 的方法?函数图彖穿过x 轴则有零点,怎样用数学语言描述呢?讨论结果:①方程的两个实数根为・1, 3. ② 方程的实数根为1. ③ 方程没有实数根.④ 方程的根就是函数的图象与x 轴交点的横坐标.⑤ 一元二次方程根的个数,就是二次函数图象与x 轴交点的个数,可以用判别式来判定一元 二次方稈根的个数a 当△>()时,一元二次方稈有两个不等的实根X|、X2,相应的二次函数 的图彖与X 轴有两个交点(X],0)、(X2,0);b.当A=0时,一元二次方程有两个相等的实根XLX2, 相应的二次函数的图象与x 轴有唯一的交点(x h O);c.当△<()时,一元二次方程没有实根,相 应的二次函数的图象与x 轴没有交点.⑥ 一般地,对于函数y=f(x),我们把使f(x)=O 的实数x 叫做函数y=f(x)的零点. ⑦ 方程f(x)=O 有实根O 函数y=f(x)的图象与x 轴有交点O 函数y=f(x)有零点.⑧ 观察二次函数f!x)=x 2-2x-3的图象,我们发现函数f(x)=x 2-2x-3在区间[-2,1] 上有零点.计算f (・2)与f(l)的乘积,发现这个乘积特点是小于零.在区间[2,4]同样如此.可以发现,f(-2)f(l)<0,函数y=x 2-2x-3在区间(・2, 1)内有零点x=-l,它是方稈 X 2-2X -3=0的一个根.同样地,f(2)f(4)<0,函数y=x 2-2x-3在(2, 4)内有零点x=3,它是方程 X 2-2X -3=0的另一个根.应用示例思路1例1已知函数f(x)=|x 2-2x-3|-a 分别满足下列条件,求实数a 的取值范围.(1) 函数有两个零点; (2) 函数有三个零点; (3) 函数有四个零点.活动:根据零点概念,学生先思考或讨论后再冋答,教师点拨、提示并及时评价学生.因为 函数f(x)=|x 2-2x-3|-a 的零点个数不易讨论,所以可转化为方程|x 2-2x-3|-a=0根的个数来讨论, 即转化为方程|x 2-2x-3|=a 的根的个数问题,再转化为函数f(x)=|x 2-2x-3|与函数f(x)=a 交点个数 问题.解:设f(x)=|x 2-2x-3|和f(x)=a 分别作出这两个函数的图象(图3-1-1-5),它们交点的个数,即 函数f(x)=|x 2-2x-3|-a 的零点个数.y\\ /3 ;/ 2I1 1 1 1■ 一 2-10 1 2 x-1图 3-1-1-4图3-1-1-5(1)若函数有两个零点,则a=0或a>4.(2)若函数有三个零点,则a=4.⑶函数有四个零点,则0<a<4.变式训练1.判断函数y=|x-l|-2零点的个数.解:通过分类讨论把绝对值函数转化为分段函数,作出函数图彖(图3-1-1-6),函数y=|x-l|-2的图象与x轴有两个交点,所以函数y=|x-l|-2有两个零点.2.求证:函数f(x)=2x2-3x-2有两个零点.证法一:因为一元二次方程2X2-3X-2=0的判别式23‘+4><2><2=25>0,所以一元二次方程2X2-3X-2=0有两个不相等的实根,所以函数f(x)=2x2-3x-2有两个零点. 证法二:因为一元二次方程2X2-3X-2=0可化为(2x+l)(x・2)=0,所以一元二次方稈2X2-3X-2=0有两个不相等的实根X|=2,x2=- —.2所以函数f(x)=2x2-3x-2有两个零点.证法三:因为函数f(x)=2x2-3x-2的图彖是一条开口向上的抛物线,且顶点在x轴的下方,即f(0)=-2<0,所以函数f(x)=2x2-3x-2有两个零点.如图3-1-1-6.点评:判断函数零点个数可以结合函数的图彖.方法:零点函数方程的根两图象交点.数学思想:转化思想和数形结合思想.例2若关于x的方程3x'・5x+a=0的一根在(・2, 0)内,另一个根在(1, 3)内,求a的取值范围. 活动:学生白己思考或讨论,再写出(最好用实物投影仪展示写的正确的答案).教师在学生屮巡视其他学生的解答,发现问题及时纠正,并及时评价.如果用求根公式与判别式来做,运算量很大,能否将问题转化?借助二次函数的图象,从图象屮抽出与方稈的根有关的关系式,使得问题解答大大简化.引导学生画出函数的图象观察 分析.解:设f(x)=3x 2-5x+a,则f(x)为开口向上的抛物线,如图3-1-1-8:因为f(x)=O 的两根分别在区间(・2, 0)、(1, 3)内,思路2例]若方程2农%匸0在(0, 1)内有解,求实数a 的取值范围.活动:学生先思考或讨论,再冋答.教师根据实际,可以提示引导: ①有解包括有一解和有两解,要分类讨论.② 用一般解法固然可以,若结合函数图象观察分析,可以找到捷径. ③ 有两种情况:a.a=0;b.a^0,A>0.解:令 f(x)=2ax 2-x-l,⑴当方程2ax 2-x-l=0在(0, 1)内恰有一个解时,f(0)-f(l)<0或妙0且△=(), 由 R0)・f(l)v0,得(・l)(2a ・2)<0,所以 a>l .由 20,得 l+8a=0,a=--8・•・方程为- -x 2-x-l= 0,即x=-2电(0,1)(舍却•综上可得a>l. 4 (2)当方程2ax2・x ・l=0在(0, 1)内有两个解时,则/(-2) > 0,22 + a > 0,所以 /(0)< 0, / ⑴ < 0,/(3) > °,即"V °’故所求a 的取值范囤是-12<a<0. —2 + a < 0,12 + a 〉0. 变式训练关于x 的方稈x 2-ax+a 2-7=0的两个根一个大于2,另一个小于2,求实数a 的収值范序I. 解:设f(x)=x 2-ax+a 2-7,图彖为开口向上的抛物线(如图3-1-1-9). 因为方程x 2-ax+a 2-7=0的两个根一个大于2,另一个小于2, 所以函数f(x)=x 2-ax+a 2-7的零点一个大于2,另一个小于2.即函数f(x)=x 2-ax+a 2-7的图象与x 轴的两个交点在点(2, 0)的两侧. 只需 fi[2)<0,即 4・2a+a 「7<0,所以-l<a<3.a > 0, /(0) > 0, /(I ) > 0, 0v 丄<1,或<4a /(丄)< 0 4aa < 0, /(0)< o, /(l )<0, 0<丄<1,4a /(丄)> 0, 4a容易解得实数a 不存在. 综合⑴⑵,知a>l.变式训练若方程ax 2+3x+4a=0的根都小于1,求实数a 的取值范围.解:⑴当a=0时,x=0满足题意.(2)当 a 工0 时,设"x)=ax'+3x+4a. 方法一:若方稈ax 2+3x+4a=0的根都小于1,贝9——< a4 4a > 0或a < -1.5, ,\o<a <2.、 ~ 4 a > 0或a < -0.6,△ = 9-16/ >0,_±<!2a ' 妙⑴> 0,综上⑴⑵M 0<a< -.4方法二:若方程ax 2+3x+4a=0的根都小于1,则A = 9 — 16cr > 0, v 兀I + x 2 < 2,(兀[一 1)(兀2 一 1)> °, △ = 9 — 16d~ > 0,X )+ x 2 < 2,%!x 2 -(X] +X ・2)+ 1 > 0,A = 9-16«2>0,3 3 * --- V 2,解得0<aW —.a44 + - + 1>0,综上⑴⑵,得0<a< -.4点评:有两种方法:(1)结合函数图彖利用函数符号列不等式纽.. (2)代数方法,利用根与系数关系结合判别式列不等式组.例 2 设二次函数 f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程 f(x)-x=O 的两个根为 x r x?,满足 0<X|<x 2<—. a ⑴当 XW(O,X])时,求证:x<f(x)<xi ;⑵设函数f(x)的图彖关于肓线X=Xo对称,求证:x0<—.2活动:根据方稈与函数关系,学生先思考或讨论后再I川答,教师点拨、提示并及时评价学生. 因为方程f(x)-x=o的两个根为X|、X2,可考虑把f(x)・x设为双根式,然后判断其符号,再考虑二次函数的双根与二次函数对称轴的关系.证明:(1)VX|> X2是方程f(x)-x=O的两个根,且0<X|<X2<—,a・••当xW(O,xJ时,有f(x)-x=a(x-x 1 )(x-x2)=a(x l-x)(x2-x)>0,即f(x)-x>0.又fi(x)-x=a(xrx)(x2-x)<a- — (xi-x)=xi-x,即fi[x)-x<x l-x,故O<fi[x)-x<xi-x,即x<fi(x)<X|.a(2) Vf(x)-x=ax2+(b-l)x+c,K f(x)-x=O 的两个根为x【、x2,・・・二次函数f(x)-x的对称轴为x= 土士2 = 一1.・・・玉=—2 +丄—乞.22a 2 2a 2a 2又由已知,W x()=-—,・*. — =x()+ ——土.2a 2 2a 2又x2< ————土>0.故—=x()+ 丄一土>x(),即x0< —.a la 2 2 2a 2 2变式训练1.已知二次函数f(x)满足f(3・x)=f(3+x),且其两零点分别为Xi、x?,求X|+x2.解:T对任意x都有f(3-x)=f(3+x), /.函数f(x)的图象上有两点(3・x,y)、(3+x,y)关于x=3对称.・・・二次函数f(x)的对称轴为x=3.・・・xi、X2为二次函数f(x)的两个零点,.*.X|+X2=6.2.若函数f(x)满足f(3-x)=f(3+x),且函数f(x)有6个零点,求所有零点的和.解:同理函数f(x)的对称轴为x=3, /.3(xi+x2)=18.点评:①二次函数的双根与二次函数解析式的关系是:若二次项系数为a,两个根为xi、x2, 则二次函数解析式为f(x)=a(x-xi)(x-x2).②二次函数的双根与二次函数对称轴的关系忌二次函数f(X)的对称轴为x=^.总二次函数的双根是联系函数与方程的桥梁和纽带,应仔细体会、准确把握.知能训练讨论函数y=e x+4x-4的零点的个数.活动:鼓励学生说出H己的见解,并说明理由.函数零点问题是函数的重要应用,离不开函数的图象和性质.⑴利川f(a)f(b)<0及函数的单调性.⑵作出y=e x和y=4-4x的图象,把函数y=e'+4x-4的零点的个数转化为方程e x=4-4x根的个数,再转化为上述两函数图彖交点的个数.解:(方法一)利用计算机作出x, f(x)的对应值表:由表和图可知,f(0)<0,f(l)>0,则f(0)f(l)<0,这说明f(x)在区间(0,1)内有零点,由于函数在定义域(~,炖)内是增函数,所以它仅有一个零点.(方法二)作出尸h和y=4-4x的图象(图3-1-1-10),即可直观地看出零点的个数为1.总结点评:讨论函数零点个数问题是函数的重要应用,由于函数与方程的特殊关系,所以这个问题常用的方法是:⑴解方程;⑵呦图彖;(3)利用fl:a)f(b)<0及函数的单调性;同时这些方法是有机联系的.拓展提升1.2007山东青岛高三教学质量检测,理19已知mWR,设P:x】和x?是方x2 3-ax-2=0的两个根,4不等式|m-5|<|x i-x2|Xt任意实数aG [1, 2]恒成立;Q:函数f(x)=3x2+2mx+m+ —有两个不同的零点,求使P和Q同时成立的实数m的取值范I韦I.解:由题意知xi+x2=a,X|X2=-2, |xi-x2|= + X2)2-4X(X2 = Va2 + 8.当aw [1,2] H、J,Ja: +8的最小值为3.要使|m-5|<|x r x2|^j任意实数泻[1, 2]恒成立,只需|m—5|<3,B|J 2<m<8.4 4由已知得Q 'I l:f(x)=3x2+2mx+m+-的判别式△=4n?・12(m+—)=4n?・12m・16>0,得m<・l 或m>4.f2 < m < 8,综上,要使P和Q同时成立,只需4 / 解得实数m的取值范围是(4,8] •[m <一 1 或加 > 4,2.如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且f(a)f(b)>0,那么函数y=f(x)在区间(a ,b)内是否有零点?可能有几个零点?活动:学生先思考或讨论,再冋答•利用函数图象进行探索分析:①有没有零点?②零点的个数是奇数还是偶数?解析:零点个数可以是任意白然数.下血讨论在区间[-3,31上函数零点个数,(1)可能没有零点如图(图3-1-1-11).2 可能有一个零点如图(图3-1-1-12).3 可能有两个零点如图(图3-1-1-13).(4)可能有三个零点如图(图3-1-1-14).(5)可能有n(nGN)个零点,图略.点评:在区间[-3,31 ±函数零点个数可以是任意白然数.借助计算机可以验证同学们的判断, 激发学生学习兴趣.课堂小结木节学习了:①零点的概念;②零点的判断方法;③利用函数的单调性证明零点的个数;④零点的应用.学习方法:由特殊到一般的方法.数学思想:转化思想、数形结合思想.作业课本Pgs练习1.设计感想木节以事例导入,该事例是学生很感兴趣的话题,发人深思而紧贴木节主题,为示面讲解埠好了伏笔•因为二次函数、二次方程永远是高考的重点,所以木节结合二次函数的图象性质详实讨论了有关二次函数的零点和二次方稈的根的问题•木节不仅选用了一些传统经典的题目进行方法总结,还搜集了一些最新的高三模拟题加以充实提高•另外,木节目的明确、层次分明、难度适屮,对学生可能产生兴趣的问题进行了拓展,希望大家喜欢.第2课时方程的根与函数的零点复习提出问题①已知函数f(x)=mx2+mx+l没有零点,求实数m的范围.②证明函数f(x)=x2+6x4-10没有零点.③已知函数fl;x)=2mx2-x+ — m有一个零点,求实数m的范围.④已知函数fi[x)=2(m+l)x2+4mx+2m-l有两个零点,求实数m的范围.活动:先让学生动手做题示再冋答,经教师提示、点拨,对冋答正确的学生及时表扬,对冋答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:①因为A=m2-4m<0或m=0,二0Wm<4.②因为△=36・40二4<0,・・・没有零点.(3)A= 1 -4m2=0 或m=0, m=—或m= 一丄或m=0._ 2 2④厶=16m2-8(m+1 )(2m-1 )=-8m+8>0 且2(m+1 )#),/. m< 1 且m/-l.导入新课思路1・(情景导入)歌中唱到:再“穿过,,一条烦恼的河流明天就会到达,同学们知道生活中“穿过”的含义.请同学们思考用数学语言是怎样描述函数图象“穿过、轴的?学生思考或讨论冋答:利用函数值的符号,即f(a)f(b)<0.思路2・(直接导入)教师玄接点出课题:这一节我们将进一步巩固有关方程的根与函数的零点的知识,总结求方程的根与函数的零点的方法,探寻其中的规律.推进新课新知探究①如果函数相应的方稈不易求根,其图象也不易画出,怎样讨论其零点?②用数学语言总结判断零点存在性定理,并找出好的理解记忆方法.活动:先让学生动手做题后再冋答,经教师提不、点拨,对冋答正确的学生及时表扬,对冋答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果*①在闭区间[a,b]上,若f(a)f(b)<0, y=f(x)连续,则(a,b)内有零点.②如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且f(a)f(b)<0,那么函数y=f(x)在区间(a,b)内有零点,即存在cW(a,b),使得f(c)=O,这个c也就是方程f(x)=O的根. 我们把它叫做零点存在性定理.因为闭区间端点符号相反的连续函数在开区间内有零点,可以简记为:“闭端反连(脸),开内零占”应用示例思路1例1求函数f(x)=lnx+2x-6的零点的个数.活动:根据零点概念,学生先思考或讨论后再冋答,教师点拨、提示:因为方稈lnx+2x-6=0的根不易求得,函数f(x)=lnx+2x-6的图象不易向出,如果不借助计算机,怎么判断零点个数?可以利用f(a)f(b)<0,及函数单调性.解:利用计算机作出x, f(x)的对应值表:由表和图3-1-1-15可知,f(2)<0,f(3)>0,则f(2)f(3)<0,这说明賈x)在区间(2,3)内有零点.由于函变式训练证明函数f(x)=lgx+x-8有且仅有一个零点. 证明:如图3-1-1-16,0为f(l)=-7,f(10)=3,Af(l)fi[10)<0.・•・函数f(x)=lgx+x-8有一个零点.Vy=lgx为增函数,y=x-8是增函数,・•・函数fi[x)=lgx+x-8是增函数.・•・函数fi[x)=lgx+x-8有且仅有一个零点.点评:判断零点的个数:⑴利用零点存在性定理判断存在性;(2)利用单调性证明唯一性.X— 2 例2已知函数f(x)=3x+-——,x + \(1)判断函数零点的个数.(2)找出零点所在区间.Y— 2解:⑴设g(x)=3\h(x)=-——-,x + 1作出它们的图象(图3-1-1-17),两函数图象交点的个数即为f(x)零点的个数.X— 2 所以两函数图象有且仅有一个交点,即函数f(x)=3"+ —有且仅有一个零点.兀+ 1图3-1-1-17(2)因为f(0)=・l,f(l)=2.5,所以零点泻(0,1). 变式训练x图3-1-1-18由表和图3-1-M8可知,f(O)<O,f(l)>0,则f(0)f(l)<0,这说明f(x)在区间内有零点.下面证明函数在定义域(8,+g)内是增函数.设X b X2^ (-00,4-00),且X02,nx1)-fi[x2)=2X1 +4X|・4・(2 勺+4X2-4)=2V,-2X2 +4(x r x2)=2 V2 (2X, -x2-l)+4(xrx2).Vxi<x2,・•.X|-X2<0,2V,・X2・l<0,2勺>0..•.f(Xi)-f(X2)<0.函数在定义域(4,+8)内是增函数. 则函数f(x)=2x+4x-4有且仅有一个零点.思路2例1证明函数y=2|x!-2恰有两个零点.图3-1-1-19证明:如图3-l-l-19,V f(-2)=2,f(0)=-1 卫2)=2,・•・ f(-2)f(0)<0,f(0)f(2)<0.・・・函数y=2|x!-2有两个零点.要证恰有两个零点,需证函数y=2|x|-2在(0, +©上为单调的,函数y=2|x|-2在(s 0)上为单调的. •・•在(0, +oo)上,函数y=2x|-2可化为y=2x-l, 下面证明f(x)=2x-l在(0, +oo)上为增函数.证明:设X],X2为(0, +oo)上任意两实数,且0<X]<x2,•・・ f(x!)-f(X2)=2 x, -2-(2 X2 -2)=2 x, -2 紐=2 七(2 x, -x2-l),V 0<X]<x2, /.X|-x产0,2Al・x产1./. 2 V2 >0,2 v,・X2・l<0.:.2X2 (2 v, -x2-l)<0.・・・f(xJ・f(X2)<0.・・・f(X|)<fi[X2).・•・函数y=2|x-2在(0, p)上为增函数. 同理可证函数y=2|x|-2在(s, 0)上为减函数.・•・函数y=2|x-2恰有两个零点.变式训练证明函数f(x)=x+ — -3在(0, +8)上恰有两个零点.证明:Vf(|)=|,f(l)=-l,f(3)=|,1/.f(-)f(l)<0,f(l)fi[3)<0.・・・函数f(x)=x+--3在(0, +oo)上有两个零点.X要证恰有两个零点,需证函数f(x)=x+ — -3在(0, 1)上为单调的,函数f(x)=x4- — -3在(1, +cc)上为单调的. X X证明:设X[,X2为(0, 1)上的任意两实数,且X1<X2.•・• f(X])・f(X2)=X|+ —-3-(X2+ 丄-3)=(X|-X2)+( ---- )=(X|・X2)+ 土— =(X r X2)( —-),x^x2x{x2— Xi X|X?— 1T 0<X|<x2<l, Ax r X2<0, ------ ------ <0. /• (x r x2)( ------ ---- )>0.x t x2x,x2.•.f(X!)-f(X2)>0.・•・函数f(x)=x+--3在(0, 1)上为减函数. 同理函数f(x)=x+丄・3在(1, +8)上为增函数.X・•・函数f(x)=x+-1- -3在(0, +00)上恰有两个零点(如图3-1-1-20).x点评:证明函数零点的个数是一个难点和重点,对于基木初等函数可以借助函数图象和方稈来讨论.对于较复杂的函数证明函数恰有n个零点,先找出有n个,再利用单调性证明仅有n 个.例2已知函数f(x)=ax3+bx24-cx4-d有三个零点,分别是0、1、2,如图3-1-1-21,求证:b<0.活动:根据零点概念,学生先思考或讨论后再冋答,教师点拨、提示: 方法一:把零点代入,用a、c表示b.方法二:用参数a表示函数.证法一:因为f(0)=f(l)=f(2)=0,所以d=0,a+b+c=0,4a+2b+c=0.… b 2所以a= ---- £= ------ b.3 3b r b所以f(x)= ---- x(x-3x+2)= ------- x(x-1 )(x-2).当x<0 时,f(x)<0,所以b<0.证法二因为f(0)=f(l)=f(2)=0,所以f(x)=ax(x-l)(x-2).当x>2时,f(x)>0,所以a>0.比较同次项系数,得b=・3a.所以b<0.变式训练函数y=ax2-2bx的一个零点为1,求函数y=bx2-ax的零点. 答案:函数y=bx2-ax的零点为0、2.点评:如果题li给出函数的零点,这涉及到零点的应川问题.(1)可以考虑把零点代入用待定系数法解决问题. ⑵利用零点的特殊性把解析式的设法简单化. 知能训练1.函数f(x)=lgx-2x2+3的零点一定位于下列哪个区间?()A.(4,5)B.(l,2)C.(2,3)D.(3,4)2.若函数f(x)=2mx+4在[・2,1]上存在零点,则实数m的取值范围是()A. [--4]B.(・®・2] U [l,+oo)2C. L-1,2]D.(-2,l)3.已知函数f(x)=—3x> — 6x +1,有如下对应值表:函数y=f(x)在哪儿个区间内必有零点?为什么?答案:1.B 2.B 3.(0, 1),因为f(0)<l)<0.点评:结合函数图彖性质判断函数零点所在区间是木节重点,丿应切实掌握. 拓展提升方程lnx+2x+3=0根的个数及所在的区间,能否进一步缩小根所在范弗I? 分析:利用函数图象(图3-1-1-22)进行探索分析.图3-1-1-22解:⑴观察函数的图象计算f(l)、f(2),知f(x)=lnx+2x+3有零点.(2)通过证明函数的单调性,知f(x)=lnx+2x+3有一个零点xe(l,2).请同学们白己探究能否进一步缩小根所在范I韦I?借助计算机可以验证同学们判断,激发学生学习兴趣.课堂小结(1)学会由函数解析式讨论零点个数,证明零点个数.(2)思想方法:函数方稈思想、数形结合思想、分类讨论思想.作业课本卩88练习2.设计感想如何用数学语言描述“穿过"是本节的关键,本节从导入开始让学生体会数学语言与文字语言的区别,并进一步让学生学会应用数学语言描述零点存在性定理•木节多次用计算机作图来感知函数零点,在零点证明题中又经常用到函数的单调性进行严格证明,所以木节是数与形的完美统一.3丄2用二分法求方程的近似解整体设计教学分析求方程的解是常见的数学问题,这Z前我们学过解一元一次、一元二次方程,但有些方程求精确解较难•木节从另一个角度来求方程的近似解,这是一种崭新的思维方式,在现实生活中也有着广泛的应用.用二分法求方程近似解的特点是:运算量大,且重复相同的步骤,因此适合用计算器或计算机进行运算.在教学过程屮要让学生体会到人类在方稈求解屮的不断进步.三维目标1.让学生学会用二分法求方程的近似解,知道二分法是科学的数学方法.2.了解用二分法求方稈的近似解特点,学会用计算器或计算机求方程的近似解,初步了解算法思想.3.冋忆解方程的历史,了解人类解方程的进步历程,激发学习的热情和学习的兴趣.重点难点用二分法求方程的近似解.课时安排1课时教学过程导入新课思路1・(情景导入)师:(手拿一款手机)如果让你来猜这件商品的价格,你如何猜?生1:先初步估算一个价格,如果高了再每隔10元降低报价.生2:这样太慢了,先初步估算一个价格,如果高了每隔100元降低报价.如果低了,每50 元上升;如果再高了,每隔20元降低报价;如果低了,每隔10元上升报价……生3:先初步估算一个价格,如果高了,再报一个价格;如果低了,就报两个价格和的一半; 如果高了,再把报的低价与一半价相加再求其半,报出价格;如果低了,就把刚刚报出的价格与前血的价格结合起来取其和的半价……师:在现实生活屮我们也常常利用这种方法.譬如,一天,我们华庄校区与锡南校区的线路出了故障,(相距大约3 500米)电工是怎样检测的呢?是按照生1那样毎隔10米或者按照生2那样每隔100米来检测,还是按照生3那样来检测呢?生:(齐答)按照生3那样来检测.师:生3的冋答,我们可以用一个动态过程来展示一下(展示多媒体课件,区间逼近法). 思路2・(事例导入)有12个小球,质量均匀,只有一个球是比别的球重,你用天平称几次可以找出这个球,要求次数越少越好•(让同学们白由发言,找出最好的办法)解:第一次,两端各放六个球,低的那一端一定有重球.第二次,两端各放三个球,低的那一端一定有重球.笫三次,两端备放一个球,如果平衡,剩下的就是重球,否则,低的就是重球.其实这就是一种二分法的思想,那什么叫二分法呢?推进新课新知探究提出问题①解方程2x-16=0.②解方程X2-X-2=0.③解方稈x '-2x~・x+2=0.④解方程(X L2)(X L3X+2)=0.⑤我们知道,函数f(x)=lnx+2x-6在区间(2, 3)内有零点.进一步的问题是,如何找出这个零点的近似值?⑥“取屮点''后,怎样判断所在零点的区间?⑦什么叫二分法?⑧试求函数f(x)=lnx+2x-6在区间(2, 3)内零点的近似值.⑨总结用二分法求函数零点近彳以值的步骤.⑩思考用二分法求函数零点近似値的特点.讨论结果:①x=&②x=・l,x=2.③x=・l,x=l,x=2.④x=-近,x= V2 ,x= 1 ,x=2.⑤如果能够将零点所在的范围尽量缩小,那么在一定精确度的要求下,我们可以得到零点的近似值•为了方便,我们通过“取中点”的方法逐步缩小零点所在的范围.(“取中点”,一般地,。
第三章 函数的应用3-1 函数与方程§3.1.1方程的根与函数的零点一、教学目标1. 知识与技能①理解函数(结合二次函数)零点的概念,领会函数零点与相应方程要的关系,掌握零点存在的判定条件.②培养学生的观察能力.③培养学生的抽象概括能力.2. 过程与方法①通过观察二次函数图象,并计算函数在区间端点上的函数值之积的特点,找到连续函数在某个区间上存在零点的判断方法.②让学生归纳整理本节所学知识.3. 情感、态度与价值观在函数与方程的联系中体验数学中的转化思想的意义和价值.二、教学重点、难点重点 零点的概念及存在性的判定.难点 零点的确定.三、学法与教学用具1. 学法:学生在老师的引导下,通过阅读教材,自主学习、思考、交流、讨论和概括,从而完成本节课的教学目标。
2. 教学用具:投影仪。
四、教学设想(一)创设情景,揭示课题1、提出问题:一元二次方程 a x 2+bx+c=0 (a ≠0)的根与二次函数y=a x 2+bx+c(a ≠0)的图象有什么关系?2.先来观察几个具体的一元二次方程的根及其相应的二次函数的图象:(用投影仪给出)①方程0322=--x x 与函数322--=x x y②方程0122=+-x x 与函数122+-=x x y③方程0322=+-x x 与函数322+-=x x y1.师:引导学生解方程,画函数图象,分析方程的根与图象和x 轴交点坐标的关系,引出零点的概念.生:独立思考完成解答,观察、思考、总结、概括得出结论,并进行交流.师:上述结论推广到一般的一元二次方程和二次函数又怎样?(二) 互动交流 研讨新知函数零点的概念:对于函数))((D x x f y ∈=,把使0)(=x f 成立的实数x 叫做函数))((D x x f y ∈=的零点. 函数零点的意义:函数)(x f y =的零点就是方程0)(=x f 实数根,亦即函数)(x f y =的图象与x 轴交点的横坐标. 即:方程0)(=x f 有实数根⇔函数)(x f y =的图象与x 轴有交点⇔函数)(x f y =有零点.函数零点的求法:求函数)(x f y =的零点:①(代数法)求方程0)(=x f 的实数根;②(几何法)对于不能用求根公式的方程,可以将它与函数)(x f y =的图象联系起来,并利用函数的性质找出零点.1.师:引导学生仔细体会左边的这段文字,感悟其中的思想方法.生:认真理解函数零点的意义,并根据函数零点的意义探索其求法:①代数法;②几何法.2.根据函数零点的意义探索研究二次函数的零点情况,并进行交流,总结概括形成结论.二次函数的零点:二次函数)0(2≠++=a c bx ax y .(1)△>0,方程02=++c bx ax 有两不等实根,二次函数的图象与x 轴有两个交点,二次函数有两个零点.(2)△=0,方程02=++c bx ax 有两相等实根(二重根),二次函数的图象与x 轴有一个交点,二次函数有一个二重零点或二阶零点.(3)△<0,方程02=++c bx ax 无实根,二次函数的图象与x 轴无交点,二次函数无零点.3.零点存在性的探索:(Ⅰ)观察二次函数32)(2--=x x x f 的图象:① 在区间]1,2[-上有零点______; =-)2(f _______,=)1(f _______,)2(-f ·)1(f _____0(<或>=).② 在区间]4,2[上有零点______;)2(f ·)4(f ____0(<或>=). (Ⅱ)观察下面函数)(x f y =的图象① 在区间],[b a 上______(有/无)零点;)(a f ·)(b f _____0(<或>=). ② 在区间],[c b 上______(有/无)零点;)(b f ·)(c f _____0(<或>=). ③ 在区间],[d c 上______(有/无)零点;)(c f ·)(d f _____0(<或>=).由以上两步探索,你可以得出什么样的结论?怎样利用函数零点存在性定理,断定函数在某给定区间上是否存在零点?4.生:分析函数,按提示探索,完成解答,并认真思考.师:引导学生结合函数图象,分析函数在区间端点上的函数值的符号情况,与函数零点是否存在之间的关系.生:结合函数图象,思考、讨论、总结归纳得出函数零点存在的条件,并进行交流、评析.师:引导学生理解函数零点存在定理,分析其中各条件的作用.(三)、巩固深化,发展思维1.学生在教师指导下完成下列例题例1、求函数f(x)=㏑x +2x -6的零点个数。
第三章 函数的应用3.1 函数与方程3.1.1 方程的根与函数的零点 三维目标定向〖知识与技能〗结合二次函数的图象,判断一元二次方程根的存在性及根的个数,从而了解函数的零点与方程根的联系。
〖过程与方法〗掌握判断方程根的个数的一般方法,从中体会函数与方程及数形结合的数学思想方法。
〖情感、态度与价值观〗活跃学生的思维,养成多方面联系思考的习惯。
教学重点与难点:函数零点的判别。
教学过程设计一、问题情境设疑思考:一元二次方程)0(02≠=++a c bx ax 的根与二次函数0(2≠++=a c bx ax y 的图象有什么联系?引例:(1)解下列一元二次方程:0322=--x x ,0122=+-x x ,0322=+-x x 。
(2)画出下列函数的图象:322--=x x y ,122+-=x x y ,322+-=x x y 。
一般结论:二、核心内容整合 1、函数零点的定义:对于函数y = f (x ),我们把使f (x ) = 0的实数x 叫做函数y = f (x )的零点。
提问:零点是一个点吗?(零点指的是一个实数) 2、一般结论方程0)(=x f 有实数根 ⇔ 函数)(x f y =的图象与x 轴有交点 ⇔ 函数)(x f y =有零点。
课堂练习:课本P88练习1:利用函数图象判断下列方程有没有根,有几个根: (1)2350x x -++=; (2)2(2)3x x -=-;(3)244x x =-; (4)225235x x x +=+。
拓展:求下列函数的零点:(1)220y x x =--+; (2)21xy =-。
评注:求函数的零点就是求相应的方程的根,一般可以借助求根公式或因式分解等办法,求出方程的根,从而得出函数的零点。
3、零点存在定理探究:观察二次函数2()23f x x x =--的图象(如图),我们发现函数2()23f x x x =--在区间[– 2,1]上有零点。
山东省泰安市肥城市第三中学高考数学一轮复习函数与方程教案
几个等价关系
上的图象是连续不断的一条曲线,并且有
轴的交点
但不宜用二分法求交点横坐标的是( B )
、方程125x x +-=的解所在区间( B )
A (0,1)
B (1,2)
C (2,3) D(3,4)
则下一个有根区间是(精确度
即函数只有一个解。
的交点。
个不同实数解,即0
(
C
<
=(4m)^2-8(m+1)(2m-1)>0 -m+1>0
,则二次函数
,
取值范围是,
精美句子
1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠,读出了它坦荡豪放的胸怀;读太阳,读出了它普照万物的无私;读春雨,读出了它润物无声的柔情。
读大海,读出了它气势磅礴的豪情。
读石灰,读出了它粉身碎骨不变色的清白。
2、幸福幸福是“临行密密缝,意恐迟迟归”的牵挂;幸福是“春种一粒粟,秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下,悠然见南山”的闲适;幸福是“奇闻共欣赏,疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜,润物细无声”的奉献;幸福是“夜来风雨声,花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘,只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉,笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的胸怀。
幸福是“人生自古谁无死,留取丹心照汗青”的气节。
3、大自然的语言丰富多彩:从秋叶的飘零中,我们读出了季节的变换;从归雁的行列中,我读出了集体的力量;从冰雪的消融中,我们读出了春天的脚步;从穿石的滴水中,我们读出了坚持的可贵;从蜂蜜的浓香中,我们读出了勤劳的甜美。
4、成功与失败种子,如果害怕埋没,那它永远不能发芽。
鲜花,如果害怕凋谢,那它永远不能开放。
矿石,如果害怕焚烧(熔炉),那它永远不能成钢(炼成金子)。
蜡烛,如果害怕熄灭(燃烧),那它永远不能发光。
航船,如果害怕风浪,那它永远不能到达彼岸。
5、墙角的花,当你孤芳自赏时,天地便小了。
井底的蛙,当你自我欢唱时,视野便窄了。
笼中的鸟,当你安于供养时,自由便没了。
山中的石!当你背靠群峰时,意志就坚了。
水中的萍!当你随波逐流后,根基就没了。
空中的鸟!当你展翅蓝天中,宇宙就大了。
空中的雁!当你离开队伍时,危险就大了。
地下的煤!你燃烧自己后,贡献就大了
6、朋友是什么?
朋友是快乐日子里的一把吉它,尽情地为你弹奏生活的愉悦;朋友是忧伤日子里的一股春风,轻轻地为你拂去心中的愁云。
朋友是成功道路上的一位良师,热情的将你引向阳光的地带;朋友是失败苦闷中的一盏明灯,默默地为你驱赶心灵的阴霾。
7、一粒种子,可以无声无息地在泥土里腐烂掉,也可以长成参天的大树。
一块铀块,可以平庸无奇地在石头里沉睡下去,也可以产生惊天动地的力量。
一个人,可以碌碌无为地在世上厮混日子,也可以让生命发出耀眼的光芒。
8、青春是一首歌,她拨动着我们年轻的心弦;青春是一团火,她点燃了我们沸腾的热血;青春是一面旗帜,她召唤着我们勇敢前行;青春是一本教科书,她启迪着我们的智慧和心灵。