高中数学 幂函数教学设计1 新人教A版必修1
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1 《幂函数》教案
一、教学目的:
使学生掌握幂函数的概念,会画幂函数的图象,能判定一个幂函数是增函 数还是减函数,能判断一个幂函数的奇偶性。
二、教学重难点:
1.教学重点:幂函数的图象、幂函数的增减性的证明。
2.教学难点:幂函数增减性的证明。
三、教学过程:
(一)新课引入
课本P90,p=w, S=a 2, V=a 3 ,a=S 21,v=t -1,
上述问题中的函数具有什么共同特征?
(二)新课讲授:
上述问题中涉及的函数,都是形如y =x a 的函数。
一般地,函数y =x a 叫做幂函数(power function )。
其中x 是自变量,a 是常数。
当a =1,2,3,2
1,-1时,得到下列的幂函数,画出它们的图象,并观察图象, 将你发现的结论写在下表中:
y =x y =x 2 y =x 3 y =x 2
1
y =x -1 定义域 R R R [0,+∞) (-∞,0)∪(0,+∞) 值域 R [0,+∞) R [0,+∞) (-∞,0)∪(0,+∞) 奇偶性 奇 偶 奇 非奇非偶 奇
单调性 增 [0,+∞)增 增 增 (-∞,0)减
(-∞,0)减 [0,+∞)减
定点 (1,1) (1,1) (1,1) (1,1) (1,1)
例1、证明幂函数f (x )=x 在[0,+∞)上是增函数。
2.3 幂函数整体设计 教学分析幂函数作为一类重要的函数模型,是学生在系统地学习了指数函数、对数函数之后研究的又一类基本的初等函数.学生已经有了学习指数函数和对数函数的图象和性质的学习经历,幂函数概念的引入以及图象和性质的研究便水到渠成.因此,学习过程中,引入幂函数的概念之后,尝试放手让学生自己进行合作探究学习.本节通过实例,让学生认识到幂函数同样也是一种重要的函数模型,通过研究y =x,y =x 2,y =x 3,y =x -1,y =x 21等函数的性质和图象,让学生认识到幂指数大于零和小于零两种情形下,幂函数的共性:当幂指数α>0时,幂函数的图象都经过点(0,0)和(1,1),且在第一象限内函数单调递增;当幂指数α<0时,幂函数的图象都经过点(1,1),且在第一象限内函数单调递减且以两坐标轴为渐近线.在方法上,我们应注意从特殊到一般地去进行类比研究幂函数的性质,并注意与指数函数进行对比学习.将幂函数限定为五个具体函数,通过研究它们来了解幂函数的性质.其中,学生在初中已经学习了y=x,y=x 2,y=x -1等三个简单的幂函数,对它们的图象和性质已经有了一定的感性认识.现在明确提出幂函数的概念,有助于学生形成完整的知识结构.学生已经了解了函数的基本概念、性质和图象,研究了两个特殊函数:指数函数和对数函数,对研究函数已经有了基本思路和方法.因此,教材安排学习幂函数,除内容本身外,掌握研究函数的一般思想方法是另一目的,另外,应让学生了解利用信息技术来探索函数图象及性质是一个重要途径.学习中学生容易将幂函数和指数函数混淆,因此在引出幂函数的概念之后,可以组织学生对两类不同函数的表达式进行辨析. 三维目标1.通过生活实例引出幂函数的概念,会画幂函数的图象,通过观察图象,了解幂函数图象的变化情况和性质,加深学生对研究函数性质的基本方法和流程的经验,培养学生概括抽象和识图能力,使学生体会到生活中处处有数学,激发学生的学习兴趣.2.了解几个常见的幂函数的性质,通过这几个幂函数的性质,总结幂函数的性质,通过画图比较,使学生进一步体会数形结合的思想,利用计算机等工具,了解幂函数和指数函数的本质差别,使学生充分认识到现代技术在人们认识世界的过程中的作用,从而激发学生的学习欲望.3.应用幂函数的图象和性质解决有关简单问题,培养学生观察分析归纳能力,了解类比法在研究问题中的作用,渗透辩证唯物主义观点和方法论,培养学生运用具体问题具体分析的方法去分析和解决问题的能力. 重点难点教学重点:从五个具体的幂函数中认识幂函数的概念和性质. 教学难点:根据幂函数的单调性比较两个同指数的指数式的大小. 课时安排 1课时教学过程导入新课 思路11.如果张红购买了每千克1元的水果w 千克,那么她需要付的钱数p (元)和购买的水果量w (千克)之间有何关系?根据函数的定义可知,这里p 是w 的函数.2.如果正方形的边长为a,那么正方形的面积S=a 2,这里S 是a 的函数.3.如果正方体的边长为a,那么正方体的体积V=a 3,这里V 是a 的函数. 4.如果正方形场地面积为S,那么正方形的边长a=S 21,这里a 是S 的函数.5.如果某人t s 内骑车行进了1 km,那么他骑车的速度v=t -1km/s,这里v 是t 的函数. 以上是我们生活中经常遇到的几个数学模型,你能发现以上几个函数解析式有什么共同点吗?(右边指数式,且底数都是变量).(适当引导:从自变量所处的位置这个角度)(引入新课,书写课题:幂函数).思路2.我们前面学习了三类具体的初等函数:二次函数、指数函数和对数函数,这一节课我们再学习一种新的函数——幂函数,教师板书课题:幂函数. 推进新课 新知探究 提出问题问题①:给出下列函数:y=x,y=x 21,y=x 2,y=x -1,y=x 3,考察这些解析式的特点,总结出来,是否为指数函数?问题②:根据①,如果让我们起一个名字的话,你将会给他们起个什么名字呢?请给出一个一般性的结论.问题③:我们前面学习指对数函数的性质时,用了什么样的思路?研究幂函数的性质呢? 问题④:画出y=x,y=x 21,y=x 2,y=x -1,y=x 3五个函数图象,完成下列表格.问题⑤:通过对以上五个函数图象的观察,哪个象限一定有幂函数的图象?哪个象限一定没有幂函数的图象?哪个象限可能有幂函数的图象,这时可以通过什么途径来判断? 问题⑥:通过对以上五个函数图象的观察和填表,你能类比出一般的幂函数的性质吗?活动:考虑到学生已经学习了指数函数与对数函数,对函数的学习、研究有了一定的经验和基本方法,所以教学流程又分两条线,一条以内容为明线,另一条以研究函数的基本内容和方法为暗线,教学过程中同时展开,学生相互讨论,必要时,教师将解析式写成指数幂形式,以启发学生归纳,学生作图,教师巡视,学生小组讨论,得到结论,必要时,教师利用几何画板演示. 讨论结果:①通过观察发现这些函数的变量在底数位置,解析式右边都是幂,因为它们的变量都在底数位置上,不符合指数函数的定义,所以都不是指数函数.②由于函数的指数是一个常数,底数是变量,类似于我们学过的幂的形式,因此我们称这种类型的函数为幂函数,如果我们用字母α来表示函数的指数,就能得到一般的式子,即幂函数的定义:一般地,形如y=x α(x∈R )的函数称为幂函数,其中x 是自变量,α是常数.如y=x 2,y=x 21,y=x 3等都是幂函数,幂函数与指数函数、对数函数一样,都是基本初等函数. ③我们研究指对数函数时,根据图象研究函数的性质,由具体到一般;一般要考虑函数的定义域、值域、单调性、奇偶性;有时也通过画函数图象,从图象的变化情况来看函数的定义域、值域、单调性、奇偶性等性质,研究幂函数的性质也应如此.④学生用描点法,也可应用函数的性质,如奇偶性、定义域等,画出函数图象.利用描点法,在同一坐标系中画出函数y=x,y=x 21,y=x 2,y=x 3,y=x -1的图象. 列表:图2-3-1让学生通过观察图象,分组讨论,探究幂函数的性质和图象的变化规律,教师注意引导学生用类比研究指数函数、对数函数的方法研究幂函数的性质.⑤第一象限一定有幂函数的图象;第四象限一定没有幂函数的图象;而第二、三象限可能有,也可能没有图象,这时可以通过幂函数和定义域和奇偶性来判断.⑥幂函数y=x α的性质.(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1)(原因:1x=1); (2)当α>0时,幂函数的图象都通过原点,并且在\[0,+∞)上是增函数(从左往右看,函数图象逐渐上升).特别地,当α>1时,x∈(0,1),y=x 2的图象都在y=x 图象的下方,形状向下凸,α越大,下凸的程度越大.当0<α<1时,x∈(0,1),y=x 2的图象都在y=x 的图象上方,形状向上凸,α越小,上凸的程度越大.(3)当α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.在第一象限内,当x 向原点靠近时,图象在y 轴的右方无限逼近y 轴正半轴,当x 慢慢地变大时,图象在x 轴上方并无限逼近x 轴的正半轴. 应用示例思路1例1判断下列函数哪些是幂函数. ①y=0.2x;②y=x -3;③y=x -2;④y=x 51.活动:学生独立思考,讨论回答,教师巡视引导,及时评价学生的回答.根据幂函数的定义判别,形如y=x α(x∈R )的函数称为幂函数,变量x 的系数为1,指数α是一个常数,严格按这个标准来判断.解:①y=0.2x的底数是0.2,因此不是幂函数;②y=x -3的底数是变量,指数是常数,因此是幂函数;③y=x -2的底数是变量,指数是常数,因此是幂函数; ④y=x 51的底数是变量,指数是常数,因此是幂函数. 点评:判断函数是否是幂函数要严格按定义来判断. 变式训练判别下列函数中有几个幂函数?①y=x 31;②y=2x 2;③y=x 32;④y=x 2+x;⑤y=-x 3.解:①③的底数是变量,指数是常数,因此①③是幂函数;②的变量x 2的系数为2,因此不是幂函数;④的变量是和的形式,因此也不是幂函数;⑤的变量x 3的系数为-1,因此不是幂函数.例2求下列幂函数的定义域,并指出其奇偶性、单调性. (1)y=x 32,(2)y=x23 ,(3)y=x -2.活动:学生思考,小组讨论,教师引导,学生展示思维过程,教师评价.根据你的学习经历,回顾求一个函数的定义域的方法,判断函数奇偶性、单调性的方法.判断函数奇偶性、单调性的方法,一般用定义法.解决有关函数求定义域的问题时,可以从以下几个方面来考虑:列出相应不等式或不等式组,解不等式或不等式组即可得到所求函数的定义域.解:(1)要使函数y=x 32有意义,只需y=32x 有意义,即x∈R .所以函数y=x 32的定义域是x∈R.又f(-x)=f(x),所以函数y=x 32是偶函数,它在(-∞,0]上是减函数,在[0,+∞)上是增函数.(2)要使函数y=x23-有意义,只需y=231x 有意义,即x∈R +,所以函数y=x23-的定义域是R +,由于函数y=x23-的定义域不关于原点对称,所以函数y=x23-是非奇非偶的函数,它在(0,+∞)上是减函数.(3)要使函数y=x -2有意义,只需y=21x有意义,即x≠0,所以函数y=x -2的定义域是x≠0,又f(-x)=f(x),所以函数y=x -2是偶函数,它在(-∞,0)上是增函数,在(0,+∞)上是减函数. 点评:在函数解析式中含有分数指数时,可以把它们的解析式化成根式,根据“偶次根号下非负”这一条件来求出对应函数的定义域;当函数解析式的幂指数为负数时,根据负指数幂的意义将其转化为分式形式,根据分式的分母不能为0这一限制条件来求出对应函数的定义域,求函数的定义域的本质是解不等式或不等式组. 例3证明幂函数f(x)=x 在[0,+∞)上是增函数.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. 证明函数的单调性一般用定义法,有时利用复合函数的单调性. 证明:任取x 1,x 2∈[0,+∞),且x 1<x 2,则 f(x 1)-f(x 2)=21x -x =212121))((x x x x x x ++-=2121x x x x +-,因为x 1-x 2<0,x 1+x 2>0,所以2121x x x x +-<0.所以f(x 1)<f(x 2),即f(x)=x 在[0,+∞)上是增函数.点评:证明函数的单调性要严格按步骤和格式书写,利用作商的方法比较大小,f(x 1)与f(x 2)的符号要一致. 思路2例1函数y =(x 2-2x )21-的定义域是( )A.{x|x≠0或x≠2}B.(-∞,0)∪(2,+∞)C.(-∞,0]∪[2,+∞)D.(0,2) 分析:函数y =(x 2-2x )21-化为y=xx 212-,要使函数有意义需x 2-2x >0,即x >2或x <0,所以函数的定义域为{x|x >2或x <0}. 答案:B 变式训练函数y =(1-x 2)21的值域是( )A.[0,+∞)B.(0,1]C.(0,1)D.[0,1] 活动:学生独立解题,先思考,然后上黑板板演,教师巡视指导. 函数的值域要根据函数的定义域来求.函数可化为根式形式,偶次方根号的被开方数大于零,转化为等式或不等式来解,可得定义域,这是复合函数求值域问题,利用换元法. 分析:令t =1-x 2,则y =t ,因为函数的定义域是{x|-1≤x≤1},所以0≤t≤1.所以0≤y≤1. 答案:D点评:注意换元法在解题中的应用. 例2 比较下列各组数的大小:(1)1.10.1,1.20.1;(2)0.24-0.2,0.25-0.2;(3)0.20.3,0.30.3,0.30.2. 活动:学生先思考或回忆,然后讨论交流,教师适时提示点拨. 比较数的大小,常借助于函数的单调性. 对(1)(2)可直接利用幂函数的单调性.对(3)只利用幂函数的单调性是不够的,还要利用指数函数的单调性,事实上,这里0.30.3可作为中间量.解:(1)由于要比较的数的指数相同,所以利用幂函数的单调性,考察函数y=x 0.1的单调性,在第一象限内函数单调递增,又因为1.1<1.2,所以1.10.1<1.20.1.(2)由于要比较的数的指数相同,所以利用幂函数的单调性,考察函数y=x -0.2的单调性,在第一象限内函数单调递减,又因为0.24<0.25,所以0.24-0.2>0.25-0.2.(3)首先比较指数相同的两个数的大小,考察函数y=x 0.3的单调性,在第一象限内函数单调递增,又因为0.2<0.3,所以0.20.3<0.30.3.再比较同底数的两个数的大小,考察函数y=0.3x的单调性,它在定义域内函数单调递减,又因为0.2<0.3,所以0.30.3<0.30.2.所以0.20.3<0.30.3<0.30.2.另外,本题还有图象法,计算结果等方法,留作同学们自己完成. 点评:指数相同的幂的大小比较可以利用幂函数的单调性;底数相同的幂的大小比较可以利用指数函数的单调性. 知能训练1.下列函数中,是幂函数的是( )A.y=2xB.y=2x 3C.y=x1 D.y=2x2.下列结论正确的是( )A.幂函数的图象一定过原点B.当α<0时,幂函数y=x α是减函数C.当α>0时,幂函数y=x α是增函数D.函数y=x 2既是二次函数,也是幂函数 3.下列函数中,在(-∞,0)是增函数的是( )A.y=x 3B.y=x 2C.y=x1D.y=x 234.已知某幂函数的图象经过点(2,2),则这个函数的解析式为. 答案:1.C 2.D 3.A 4.y=x 21拓展提升分别在同一坐标系中作出下列函数的图象,通过图象说明它们之间的关系.①y=x -1,y =x -2,y=x -3;②y=x21-,y =x31-;③y=x,y=x 2,y=x 3;④y=x 21,y =x 31.活动:学生思考或交流,探讨作图的方法,教师及时提示,必要时,利用几何画板演示. 解:利用描点法,在同一坐标系中画出上述四组函数的图象如图2-3-2、图2-3-3,图2-3-4、图2-3-5.图2-3-2 图2-3-3图2-3-4 图2-3-5①观察图2-3-2得到:函数y =x -1、y =x -2、y=x -3的图象都过点(1,1),且在第一象限随x 的增大而下降,函数在区间(0,+∞)上是单调减函数,且向右无限接近x 轴,向上无限接近y 轴,指数越小,向右无限接近x 轴的图象在下方,向上离y 轴越远. ②观察图2-3-3得到: 函数y =x21-、y =x31-的图象都过点(1,1),且在第一象限随x 的增大而下降,函数在区间(0,+∞)上是单调减函数,且向右无限接近x 轴,向上无限接近y 轴,指数越小,向右无限接近x 轴的图象在下方,向上离y 轴越远. ③观察图2-3-4得到:函数y=x 、y=x 2、y=x 3的图象过点(1,1)、(0,0),且在第一象限随x 的增大而上升,函数在区间[0,+∞)上是单调增函数,指数越大图象下凸越大,在第一象限来看,图象向上离y 轴近,向下离y 轴近.④观察图2-3-5得到:函数y=x 21、y =x 31的图象过点(1,1)、(0,0),且在第一象限随x 的增大而上升,函数在区间[0,+∞)上是单调增函数,指数越大图象上凸越大,在第一象限来看,图象在点(1,1)的左边离y 轴近,在点(1,1)的右边离x 轴近.根据上述规律可以判断函数图象的分布情况. 课堂小结1.幂函数的概念.2.幂函数的性质.3.幂函数的性质的应用. 作业课本P 87习题2.3 1、2、3.设计感想幂函数作为一类重要的函数模型,是学生在系统地学习了指数函数、对数函数之后研究的又一类基本的初等函数,课本内容较少,但高考内容不少,应适当引申,所以设计了一些课本上没有的题目类型,以扩展同学们的视野,同时由于作图的内容较多,建议抓住关键点作图,要会熟练地运用计算机或计算器作图,强化对知识的理解.习题详解(课本第79页习题2.3) 1.函数y=21x 是幂函数. 2.解析:设幂函数的解析式为f (x )=x α, 因为点(2,2)在图象上,所以2=2α.所以α=21,即幂函数的解析式为f (x )=x 21,x≥0.3.(1)因为流量速率v 与管道半径r 的四次方成正比,所以v=k·r 4; (2)把r=3,v=400代入v=k·r 4中,得k=43400=81400,即v=81400r 4;(3)把r=5代入v=81400r 4,得v=81400×54≈3 086(cm 3/s ),即r=5 cm 时,该气体的流量速率为3 086 cm 3/s.。
高中数学(幂函数)示范教案新人教A版必修一、教学目标1. 知识与技能:(1)理解幂函数的定义和性质;(2)会求幂函数的导数;(3)能够运用幂函数解决实际问题。
2. 过程与方法:(1)通过观察、分析、归纳幂函数的性质,培养学生的逻辑思维能力;(2)利用信息技术手段,展示幂函数的图象,提高学生的直观认知能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对数学的兴趣和好奇心;(2)培养学生勇于探索、积极思考的科学精神。
二、教学重点与难点1. 重点:幂函数的定义和性质,幂函数的导数。
2. 难点:幂函数在实际问题中的应用。
三、教学过程1. 导入新课:(1)复习指数函数、对数函数的性质;(2)提问:幂函数是什么?它的图象和性质是怎样的?2. 自主学习:(1)学生自主探究幂函数的定义和性质;3. 课堂讲解:(1)讲解幂函数的定义和性质;(2)讲解幂函数的导数;(3)举例说明幂函数在实际问题中的应用。
4. 课堂练习:(1)学生独立完成练习题;(2)教师点评答案,解答疑问。
5. 课堂小结:(2)教师点评并补充。
四、课后作业1. 完成教材课后练习题;2. 选取两个不同的幂函数,分析它们的性质和图象;五、教学反思1. 反思教学目标是否达成,学生掌握情况如何;2. 反思教学过程中是否存在问题,如何改进;3. 针对学生的反馈,调整教学策略,为下一节课做好准备。
六、教学评价1. 评价内容:学生对幂函数的定义、性质和导数的掌握程度,以及运用幂函数解决实际问题的能力。
2. 评价方式:课堂练习、课后作业、课堂讨论、小组合作等。
3. 评价指标:准确性、逻辑性、创新性、合作精神等。
七、教学拓展1. 对比分析幂函数、指数函数和对数函数的性质及其应用;2. 探讨幂函数在其他学科领域的应用,如物理学、化学等;3. 引入复合幂函数的概念,引导学生进一步探究。
八、教学资源1. 教材:新人教A版高中数学必修教材;2. 课件:幂函数的定义、性质和导数的课件;3. 练习题:幂函数相关练习题及答案;4. 信息技术手段:多媒体投影、网络资源等。
2023高中数学幂函数教学教案(7篇)高中数学必修1《幂函数》教案篇一1、教学目标学问目标:(1)把握幂函数的形式特征,把握详细幂函数的图象和性质。
(2)能应用幂函数的图象和性质解决有关简洁问题。
力量目标:培育学生发觉问题,分析问题,解决问题的力量。
情感目标:(1)加深学生对讨论函数性质的根本方法和流程的阅历。
(2)渗透辨证唯物主义观点和方法论,培育学生运用详细问题详细分析的方法分析问题、解决问题的力量。
2、教学重点:从详细函数归纳熟悉幂函数的一些性质并简洁应用。
教学难点:引导学生概括出幂函数的性质。
3、教学方法和教学手段:探究发觉法和多媒体教学4、教学过程:问题情境问题1写出以下y关于x的函数解析式:①正方形边长x、面积y②正方体棱长x、体积y③正方形面积x、边长y④某人骑车x秒内匀速前进了1m,骑车速度为y⑤一物体位移y与位移时间x,速度1m/s问题2是否为指数函数?上述函数解析式有什么共同特征?(教师将解析式写成指数幂形式,以启发学生归纳,)板书课题并归纳幂函数的定义。
(二)新课讲解幂函数的定义:一般地,我们把形如的函数称为幂函数(powerfunction),其中是自变量,是常数。
为了加深对定义的理解,请同学们判别以下函数中有几个幂函数?①y=②y=2x2我们了解了幂函数的概念以后我们一起来讨论幂函数的性质。
问题3幂函数具有哪些性质?用什么方法讨论这些性质的呢?我们请同学们回忆一下在前面学习指数函数、对数函数我们一起讨论了哪些性质呢?(学生争论,教师引导)(引发学生作图讨论函数性质的兴趣。
函数单调性的推断,既可以使用定义,也可以通过图象解决,直观,易理解。
)在初中我们已经学习了幂函数的图象和性质,请同学们在同一坐标系中画出它们的图象。
依据你的学习经受,你能在同一坐标系内画出函数的图象吗?(学生作图,教师巡察。
将学生作图用实物投影仪演示,指出优点和错误之处。
教师利用几何画板演示,通过超级链接几何画板演示。
《幂函数》教学设计一、教学目标1、了解幂函数概念,借助对具体幂函数图像与性质的探索,体会研究一类函数的基本方法;2、通过作图、观察、归纳具体幂函数的性质,培养学生的抽象概括能力及识图能力,体会从特殊到一般、数形结合的数学思想方法,提高学生的数学观察和表达能力,发展数学抽象、直观想象、逻辑推理的核心素养;3、通过师生、生生间的交流、讨论,培养学生合作、交流、探究的意识品质,让学生在探索、解决问题中获得学习的成就感及自我价值的体现;二、教学重难点1、重点:探索5个具体幂函数的图像与性质,体会研究函数的一般思路;2、难点:将函数图像的感性认识上升到理性认识,归纳概括出共性;三、教学过程(一)新课导入播放一段函数图像舞蹈视频,激发学生热情,快速引入本节课题。
(二)自主学习,构建概念阅读教材P89页五个实际问题,若统一用x表示自变量,请你把它们写成y 关于x的函数解析式?教师活动:y=x,y=x2,y=x3,y=x 12,y=x−1思考问题:观察以上5个具体函数解析式,从形式上看有什么共同的结构特征?【归纳幂函数概念】:一般地,形如y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数问题1:在视频中涉及的幂函数有哪些?请你在列举出一些幂函数。
(三)自主探索,归纳性质为了深入了解幂函数,结合初中一次函数、二次函数的学习经历,你认为我们应该从哪些方面入手?思路1:借助图象---研究性质(顺应初中的研究思路)思路2:从解析式角度研究性质----作图象探究一:探索y=x,y=x2,y=x3,y=x 12,y=x−15个具体幂函数的图象与性质1、在平面直角坐标系中画出函数y=x3、y=x 12与的图像;2、看图像完成表格内容;3、小组之间交流讨论,整体分析这五个具体幂函数的图像的共性与差异;(1)图像均经过(1,1);(2)图像均经过第一象限;(3)y=x,y=x−1,y=x3是奇函数,y=x2是偶函数;(4)在(0,+∞)上y=x,y=x2,y=x3,y=x 1 2单调递增,y=x−1单调递减探究二:根据5个具体幂函数的性质,你能猜想出一般幂函数具有哪些性质?猜想1:幂函数的图像均经过(1,1);猜想2:幂函数的图像均经过第一象限;猜想3:当α是奇数时,幂函数是奇函数,当α是偶数时,幂函数是偶函数;猜想4:在(0,+∞)上,当α>0时,幂函数单调递增,当α<0时,幂函数单调递减;...师生活动:利用几何画板动态展示当指数变化时,观察幂函数图像的变化规律,直观验证猜想的正确性。
人教版高中必修一《幂函数》教案一、教学目标1.了解幂函数的定义和特点;2.学习叠加思想,并掌握简单的幂函数叠加方法;3.能够解决一些实际问题。
二、教学重难点1.幂函数的定义及其特点;2.幂函数的叠加思想;3.幂函数的绘图方法;三、教学过程1.引入幂函数的定义:$y=x^p(p\\in \\mathbb{R})$让学生发现x的取值范围对函数图象的影响,并对函数图象进行描述。
2. 概念讲解1.首先讲解幂函数的定义,指出它是一种基本函数;2.介绍幂函数的性质,让学生知道幂函数的图像不可能横切x轴;3.引入幂函数的叠加思想,让学生知道可以将不同的函数图像叠加在一起。
3. 具体例子讲解1.书写公式,说明函数图象的性质;2.给出幂函数的图象,描出函数的图象;3.确定函数图象的性质,让学生明白函数图象的变化。
4. 例题解析1.给出实际问题,提供数据;2.根据实际问题列出函数式,确定函数图象;3.通过实际问题,解释函数图象的意义。
5. 分组讨论1.将学生分成若干小组,每组做一道练习题;2.每组向其他组展示自己的想法、方法及结果;3.学生之间相互交流,共同探讨出最佳答案。
四、教学方法1.板书法:结合具体例子进行讲解;2.案例法:让学生通过实际问题练习解题思路;3.分组讨论法:提高学生探究问题、思考问题和解决问题的能力。
五、教学帮助1.帮助学生理解定义和性质;2.尤其帮助学生掌握幂函数的叠加思想,找出函数图象的变化规律。
六、课堂反馈1.倾听学生提出的疑问和问题;2.鼓励并指导学生提出自己的解决方案;3.搜集学生反馈,及时调整教学进度和方法。
七、课堂作业1.完成教师布置的作业;2.阅读教材给出的例题;3.自己找出一些幂函数的例子进行探究。
第2章:函数的概念与基本初等函数Ⅰ教学案§2.4幂函数 总第 36课时教学目标:1.了解幂函数概念,会画常见幂函数的图象,并结合图象了解幂函数的变化情况和性质。
2.了解常见幂函数的性质,会用它们的单调性比较两个底数不同而指数相同的幂的大小。
3. 使学生进一步体会数形结合的思想。
教学重点:幂函数的图象、性质、应用。
教学难点:幂函数性质的应用。
教学过程: 一、问题情境二、学生活动问题1:这两个函数解析式有什么共同特点?三、建构数学幂函数的定义:问题2:你还知道那些幂函数?问题3: 2353,(1),1y x y x y x -==+=+是不是幂函数? 问题4:作出下列函数的图象并说明函数的单调性(1)y = x ,(2)y = x 2,(3) y = x 3.问题5:作出下列函数的图象并说明函数的单调性:0y x αα>=小结时函数图象有什么共同的特点问题6:作出下列函数的图象并说明函数的单调性(1)y = x -1 (2) y = x -2.:0y x αα<=小结时函数图象有什么共同的特点四、数学运用:例1:已知幂函数2223(1)0m m y m m x --=--+∞是幂函数,在(,)是减函数求m 的值。
12(1) y x=13(2)y x=例2:如图所示曲线是函数y=x α 在第一象限内的图象,已知α 分别取-1,1,1,22四个值,则相应的图象依次为_________例3:比较下列各组数的大小。
1122(1)3.14,π 11(2)1.25,1.22--a2334(3)3.6,2.5-小结:比较幂的大小常用的方法五、回顾反思:六、课后作业。
导学P58 2.7.1幂函数补充1已知幂函数322--=m m x y (m ∈Z)的图象与x 轴,y 轴都无交点, (1)关于原点对称,求m 的值。
(2)关于y 轴对称,求m 的值。
2.作出下列函数图象并由图象研究函数的单调性23(1)y x = 32(2)y x = 3(3)y x -=。
普通高中教科书数学必修第一册(人教A版2019)3.3幂函数一、教学目标:(一)了解幂函数的概念,会求幂函数的解析式.(二)通过具体实例,会画y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x12的图象,描述它们的变化规律,总结掌握幂函数的性质.(三)能利用幂函数的单调性比较指数幂的大小.二、教学重难点重点:幂函数的概念、图象和性质.难点:利用幂函数的性质解决有关问题.三、教学用具:ppt、geogebra软件四、教学过程:(一)情境导入前面学习了函数的概念,利用函数概念和对函数的观察,研究了函数的一些性质.本节我们利用这些知识研究一类新的函数.先看几个实例. 1.如果张红以1元/kg的价格购买了某种蔬菜wkg,那么她需要支付 p=w元,这里p是w的函数;2.如果正方形的边长为x,那么正方形的面积y=x2,这里y是x的函数; 3.如果立方体的棱长为b,那么立方体的体积V=b3,这里V是b的函数; 4.如果一个正方形场地的面积为S,那么正方形场地的边长c=√S,这里c是S的函数;5.如果某人t s内骑车行进了1km,那么他骑车的平均速度v=1km/s,t 即v=t−1,这里v是t的函数.(二)探究活动1:请观察1—5中的函数解析式,讨论它们有何共同特征.1.p=w;2.y=x2;3.V=b3;,即v=t−1.4.c=√S,即c=s12;5.v=1t实际上,这些函数的解析式都有幂的形式,而且都是以幂的底数为自,-1;它们都是形如y=xα的变量;幂的指数都是常数,分别是1,2,3,12函数.【设计意图】将实际问题转化为数学问题,引导学生经历从实例中用函数思维方式抽象出幂函数的形式,进而引出新知识的定义和形式. (三)概念新知幂函数的定义:一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.1.练习:(1)下列函数哪些是幂函数()①y=x3②y=(1)x③y=4x2④y=x5+12⑤y=(x-1)2 ⑥y=x ⑦y=2x(2)若f(x)=(m2-4m-4)x m是幂函数,则m=_____.结论:底数只能是自变量x,指数只能是常数,幂的系数只能是1, 解析式只能是一项;判断一个函数是不是幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)的形式;反过来,若一个函数为幂函数,那么它也一定具有这个形式.在我们解决某些问题的时候这个结论有奇效.【设计意图】通过引导学生从函数的思维方式归纳出幂函数的定义,然后再通过练习和思考,学生进一步理解幂函数的定义.(四)探究活动2(数到形),−1时的图象与性质.现对于幂函数,我们只研究α=1,2,3,12请同学们尝试在同一坐标系中画出这五个函数的大致图象.(取点要具有代表性)老师用geogebra软件进行展示【设计意图】通过课前预习的网络作业让学生先独立画出三个幂函数的图像,然后课堂上在同一直角坐标系中通过描点法画出另外两个幂函数,在画的过程中体会图像的变化趋势,掌握幂函数的特征.(五)探究活动3(形到数)结合幂函数图像和解析式,将你发现的结论填写在下表.【设计意图】由形到数,发现并归纳5个常见幂函数的图像性质. (六)性质探究探究活动4:观察α=1,2,3,1/2 ,-1时幂函数的图形,填写以下研究报告1.特殊幂函数的性质(1) y=x,y=x2,y=x3,y=x12,y=x-1主要分布在第象限,第象限无图像.(2)函数y=x,y=x2,y=x3,y=x12和y=x-1的图像都通过点;(3)函数y=x,y=x3,y=x-1是,函数y=x2是;(4)在区间(0,+∞)上,函数y=x,y=x2,y=x3,y=x12,函数y=x-1;(5)在第一象限内,函数y=x-1的图像向上与y轴,向右与x轴.2.一般幂函数的性质:(1)第一象限均有图像,第四象限均无图像(2)幂函数图像都过点(1,1);α>0,函数过(0,0)(3)α为偶数时,幂函数是偶函数;α为奇数时,幂函数是奇函数.(4)当α>0时,幂函数在区间(0,+∞)上单调递增;当α<0时,幂函数在区间(0,+∞)上单调递减(5)一般地,幂函数的图像在直线x=1的右侧,指数大的在上,指数小的在下(指大图高),在y轴与直线x=1之间正好相反(指大图低).【设计意图】引导学生通过观察函数的图像,分析归纳出五个函数图像各自性质的基础上,再归纳幂函数的共性和差异性,进而得出幂函数的基本性质.(七)应用提升例1.在下列四个图形中,y =x-12的大致图像是( )例2 比较下列各组数的大小.(1) (2) (3)(八)当堂检测1.下列函数是幂函数的是( )A .y =5x 2B .y =x 5−1 C .y =x 8D.y =(x +1)22.若 f (x )=(m 2-2m -2)x m是幂函数,且在第一象限为增函数,则m =( )A .−1 B. 3 C. -1或3 D.13.已知幂函数y =f(x)的图像经过点(4, 12 ),则 f (2)=( )A .14B.4C.√22D.√24.下列正确的是( )A.(1.5)3<(1.4)3B. (0.1)0.3>(0.2)0.3C. (11.5)−3<(11.6)−3D. (0.6)3<(0.6)0.5111.5 1.4--,1.23,1.330.53 ,0.50.55.若(3-2m)12>(m+1)12,求实数m的取值范围.五.归纳总结1.幂函数概念:一般地,函数y=xα叫做幂函数,其中x是自变量,α是常数.2.幂函数性质:(1)幂函数图象都过点(1,1).(2)α为偶数时,幂函数是偶函数。
幂函数一.教学目标: 1.知识技能(1)理解幂函数的概念;(2)通过具体实例了解幂函数的图象和性质,并能进行初步的应用. 2.过程与方法类比研究一般函数,指数函数、对数函数的过程与方法,后研幂函数的图象和性质.3.情感、态度、价值观(1)进一步渗透数形结合与类比的思想方法; (2)体会幂函数的变化规律及蕴含其中的对称性. 二.重点、难点重点:从五个具体的幂函数中认识的概念和性质 难点:从幂函数的图象中概括其性质 5.学法与教具(1)学法:通过类比、思考、交流、讨论,理解幂函数的定义和性质 ; (2)教学用具:多媒体 三.教学过程: 引入新知阅读教材P 90的具体实例(1)~(5),思考下列问题. (1)它们的对应法则分别是什么? (2)以上问题中的函数有什么共同特征?让学生独立思考后交流,引导学生概括出结论答:1、(1)乘以1 (2)求平方 (3)求立方(4)求算术平方根 (5)求-1次方2、上述的问题涉及到的函数,都是形如:y x α=,其中x 是自变量,α是常数.探究新知1.幂函数的定义一般地,形如y x α=(x ∈R )的函数称为幂孙函数,其中x 是自变量,α是常数. 如11234,,y x y x y x -===等都是幂函数,幂函数与指数函数,对数函数一样,都是基本初等函数.2.研究函数的图像(1)y x = (2)12y x = (3)2y x = (4)1y x -= (5)3y x =一.提问:如何画出以上五个函数图像引导学生用列表描点法,应用函数的性质,如奇偶性,定义域等,画出函数图像,最后,教师利用电脑软件画出以上五个数数的图像.2y x =3.幂函数性质(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过点(1,1)(原因:11x=);(2)x >0时,幂函数的图象都通过原点,并且在[0,+∞]上,是增函数(从左往右看,函数图象逐渐上升).特别地,当x >1,x >1时,x ∈(0,1),2y x =的图象都在y x =图象的下方,形状向下凸越大,下凸的程度越大(你能找出原因吗?)当∠α<1时,x ∈(0,1),2y x =的图象都在y x =的图象上方,形状向上凸,α越小,上凸的程度越大(你能说出原因吗?)(3)α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数.在第一家限内,当x 向原点靠近时,图象在y 轴的右方无限逼近y 轴正半轴,当x 慢慢地变大时,图象在x 轴上方并无限逼近x 轴的正半轴. 例题:1.证明幂函数()[0,]f x =+∞上是增函数证:任取121,[0,),x x x ∈+∞且<2x 则12()()f x f x -=因12x x -<0所以12()()f x f x <,即()[0,]f x =+∞上是增函数.思考:我们知道,若12()()0,1()f x y f x f x =><若得12()()f x f x <,你能否用这种作比的方法来证明()[0,]f x =+∞上是增函数,利用这种方法需要注意些什么?2.利用函数的性质 ,判断下列两个值的大小 (1)11662,3 (2)3322(1),(0)x xx +> (3)22244(4),4a --+分析:利用幂函数的单调性来比较大小.5.课堂练习画出23y x =的大致图象,并求出其定义域、奇偶性,并判断和证明其单调性. 6.归纳小结:提问方式(1)我们今天学习了哪一类基本函数,它们定义是怎样描述的? (2)你能根据函数图象说出有关幂函数的性质吗? 作业:P 92 习题 2.3 第2、3 题。
云南省昆明市艺卓高级中学2014高中数学幂函数教学设计1 新
人教A版必修1
质来解决一些实际问题。
二、目标及其解析
(一)教学目标
1.掌握幂函数的概念;熟悉幂函数的图像与性质;能利用幂函数的性质来解决一些实际问题。
2.通过学生对情境的观察、思考、归纳、总结形成结论,培养学生的发现问题、解决问题的能力。
(二)解析
幂函数是高中引进的第三个初等函数,是本章的重点内容。
学生在前面的函数性质、对数函数学习的基础上,用研究函数的方法,进一步研究和学习幂函数的概念、图象和性质以及初步运用,有利于学生进一步完善初等函数的认识的系统性,加深幂函数的思想方法的理解,在教学过程中,虽然学生的认知水平有限,但只要让学生体验幂函数的概念和性质,通过教师课件的演示,通过数形结合,让学生感受幂函数的的图象与性质。
三、问题诊断分析
学生在理解幂函数的概念、图像与性质的过程中可能会遇到困难,具体表现在幂函数的理解.因为从通过指数式的变化引出幂函数的概念,学生难以理解幂函数的概念。
因此,教师要通过生活实例引出幂函数的概念,使学生体会到数学在实际生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
同时,通过一些具体的例子,不断的观察,判断,从而理解幂函数的图像与性质,能够运用幂函数的性质来解决生活中的实际问题,从而克服教学中遇到的困难。
四、教学过程设计
【学习导航】
知识网络
学习要求
1.了解幂函数的概念,会画出幂函数1
23
1
2
,,,,y x y x y x y x y x -=====的图象,根
据上述幂函数的图象,了解幂函数的变化情况和性质;
2.了解几个常见的幂函数的性质,会用它们的单调性比较两个底数不同而指数相同的指数值的大小;
3.进一步体会数形结合的思想. 自学评价
1.幂函数的概念:一般地,我们把形如y x α
=的函数称为幂函数,其中x 是自变量,
α是常数;
注意:幂函数与指数函数的区别. 2.幂函数的性质:
(1)幂函数的图象都过点(1,1);
(2)当0α>时,幂函数在[0,)+∞上单调递增;当0α<时,幂函数在(0,)+∞上 单调递减;
(3)当2,2α=-时,幂函数是 偶函数 ;
当
1
1,1,3,
3α=-时,幂函数是 奇函数 .
【精典范例】
例1:写出下列函数的定义域,并指出它们的奇偶性: (1)3
y x = (2)1
2
y x =
(3)2y x -= (4)22
y x x -=+
(5)112
2
y x x
-
=+ (6)1124
()3()f x x x =+-
分析:求幂函数的定义域,宜先将分数指数幂写成根式,再确定定义域; 【解】(1)此函数的定义域为R ,
33()()()f x x x f x -=-=-=-
∴此函数为奇函数. (2
)
1
2
y x ==∴此函数的定义域为[0,)+∞ 此函数的定义域不关于原点对称
∴此函数为非奇非偶函数.
(3)
221y x x -==
∴此函数的定义域为(,0)(0,)-∞⋃+∞
22
11
()()()f x f x x x -=
==-
∴此函数为偶函数
(4)
22221y x x x x -=+=+
∴此函数的定义域为(,0)(0,)-∞⋃+∞
22
22
11()()()()f x x x f x x x -=-+
=+=- ∴此函数为偶函数
(5
)
112
2
y x x
-=+=∴此函数的定义域为[0,)+∞ 此函数的定义域不关于原点对称 ∴此函数为非奇非偶函数
(6
)
1
12
4
()3()f x x x =+-=00x x ≥⎧∴⎨
-≥⎩ 0x ∴=
∴此函数的定义域为{0} ∴此函数既是奇函数又是偶函数
点评: 熟练进行分数指数幂与根式的互化,是研究幂函数性质的基础. 例2:比较大小:
(1)1
122
1.5,1.7 (2)33
( 1.2),( 1.25)-- (3)1125.25,5.26,5.26---
(4)
30.530.5,3,log 0.5
分析:抓住各数的形式特点,联想相应函数的性质,是比较大小的基本思路.
【解】(1)∵12
y x =在[0,)+∞上是增函数,1.5 1.7<,∴1122
1.5 1.7<
(2)∵3
y x =在R 上是增函数, 1.2 1.25->-,∴33
( 1.2)( 1.25)->-
(3)∵1
y x -=在(0,)+∞上是减函数,
5.25 5.26<,∴115.25 5.26-->;
∵ 5.26x
y =是增函数,12->-,
∴1
25.26
5.26-->;
综上,1
125.25
5.26 5.26--->>
(4)∵3
00.51<<,0.5
31>,3log 0.50<,
∴
30.5
3log 0.50.53<<
点评: 若两个数是同一个函数的两个函数值,则可用函数的单调性比较大小;若两个数不是同一个函数的函数值,则可利用0,1等数架设桥梁来比较大小. 追踪训练一
1.在函数(1)
2
1
,y x =
(2)22,y x =(3)2y x x =+,(4)1y =中,是幂函数序
号为 (1) .
2.已知幂函数()y f x =的图象过
,试求出这个函数的解析式;
答案:1
2
y x =
3.求函数132
2
(1)(3)y x x -
=-+-的定义域.
答案:[1,3) 【选修延伸】 一、幂函数图象的运用
例3:已知12
2
x x <,求x 的取值范围.
【解】在同一坐标系中作出幂函数2
y x =和12
y x =的图象,可得x 的取值范围为(0,1). 点评:数形结合的运用是解决问题的关键.
二、幂函数单调性的证明
例4: 证明幂函数12
()f x x =在[0,)+∞上是增函数. 分析:直接根据函数单调性的定义来证明. 【解】证:设120x x ≤<, 则112
21212()()f x f x x x -=-
==
12x x <
120x x ∴-<
0>
12()()0f x f x ∴-< 即12()()f x f x < ∴此函数在[0,)+∞上是增函数
追踪训练二
1.下列函数中,在区间(0,2)上是单调增函数的是 ( B )
A .
12
log (1)
y x =+ B .12
y x =
C .1
2
y x =- D .
1()2x
y = 2.函数122
(1)y x =-的值域是 ( D ) A .[0,)+∞ B .(0,1] C .(0,1) D .[0,1] 3.若112
2
a a
-<,则a 的取值范围是 ( C )
A .1a ≥
B .0a >
C .01a <<
D .01a ≤≤
4.证明:函数
3
()1f x x =--在(,)-∞+∞上是减函数. 证:略.。