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视频课题:人教A版必修第一册第三章3.1.1函数的概念_合肥 第2课时
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人教A版必修第一册第三章3.1.1函数的概念_合肥市一中13.1.1函数的概念第2课时
教材:人教A版高中数学必修第一册
课题:3.1.1函数的概念(第二课时)
一、课时教学内容与内容解析
1.内容
区间的概念;函数定义域求解;函数相等.
2.内容解析
内容的本质:用区间表示特殊集合,简化部分定义域的表示;通过判断函数是否相同来认识函数的整体性,以进一步加深学生对函数概念的理解.
蕴含的思想方法:介绍区间的概念使用数形结合的方法帮助学生理解概念;在求解定义域以及判断函数相等的过程中借助函数与图象之间的对应关系,培养学生数学抽象和直观想象核心素养.
知识的上下位关系:初中给出的函数定义与高中的函数定义在实质上是一致的,两个定义都会涉及到变量的变化范围,对应关系的实质也一样,只不过叙述的出发点不同.初中是从运动变化的观点出发,自变量的每一个取值与唯一确定的函数值对应,实际上就能确定一个对应关系;高中是从集合、对应的观点出发,其中的对应关系是两个实数集之间的元素对应,高中的函数定义是初中函数定义进一步严密和一般化的结果.这一节是上一节课内容的延续,构建了学生自己对函数概念的进一步理解.
育人价值:本节内容可以帮助学生认识问题的多面性,去研究、发现事物变化的规律,掌握事物本身的性质,这对于提高人们的思想认识,指导日常行为有着重要的意义与价值.
教学的重点:用区间表示定义域;能够根据函数的三要素判断函数的相等.
二、课时教学目标与目标解析
1.课时教学目标
(1)经历用区间表示定义域的过程,发展学生逻辑推理的核心素养.
(2)经历利用函数的三要素来判断函数相等的过程,发展学生的逻辑推理、数学运算等核心素养.
2.目标解析
达成上述目标的标志是:
(1)学生通过区间的概念,认识区间也是表示集合的方法,并能熟练的用区间表示定义域.
(2)学生在上一节函数的概念学习之后,已经知道确定函数的三个要素.由于值域可以由定义域和对应关系决定,所以只要两个函数定义域和对应关系完全一致,这两个函数就相同.进一步加深对函数概念的理解,掌握同一函数的标准,理解定义域对函数的限定性作用.
三、课时教学问题诊断分析
学生在初中学习函数概念时,定义来源于物理公式,最初的函数概念几乎等同于解析式.后来,人们逐渐意识到定义域和值域的重要性,而要说清楚变量以及两个变量间相依变化的关系,往往先要弄清各个变量的物理意义,这就使得研究受到了不必要的限制.如果只根据变量观点,那么有些函数就很难进行深入研究.但用集合和对应的观点来解释,就十分自然.有了集合的观点,那么就会想到用区间表示集合,这是初中没有的,对学生也是陌生的.而集合和对应的观点就会得到函数的三要素,这也是判断函数相等的依据.
教学难点:用区间表示定义域;判断函数相等的依据.
四、教学支持条件分析
本节课的教学重点是用区间表示定义域和判断函数的相等.会涉及不等式的求解、数轴和图象的应用,因此可以借助于信息技术或者几何画板解决以上问题,让学生从更多的角度理解概念并解决问题,也为后面函数性质的探究建立数形结合的思想基础.
五、教学方法与教学手段
问题引导教学法、启发式教学、小组合作学习.
六、教学过程设计
引导语:同学们好!第一章我们学习了集合和常用逻辑用语,第二章学习了一元二次函数、方程、不等式,这些内容为本章函数的学习奠定了基础.上一节课已经学习了构成函数的三个要素,本节课将继续研究定义域的求解,区间的概念以及函数相等的判断.本章的知识框图如下:
(一)回顾情境、建构概念
情境回顾:这是上一节课我们研究过的情境问题1,列车行进的路程S与时间t的关系如何表示呢?
预设答案:对应关系S=350t,定义域为,值域为.
思考:我们知道定义域和值域都是非空数集,那么数学中有表示非空数集的较为简单的形式吗?请大家先阅读课本的内容,再总结归纳并完成对应的表格.
设计意图:通过回顾上一节课的内容,了解到定义域和值域都是非空数集,引出有没有更加简单的表示集合的方法.
(二)建构概念、表示概念
区间的概念:
设a,b是两个实数,且a<b.我们规定:
(1)满足不等式的实数的集合叫做闭区间,表示为.
(2)满足不等式的实数的集合叫做闭区间,表示为.
(3)满足不等式或的实数的集合叫做半开半闭区间,表示为.这里的实数a,b都是区间的端点.
师生互动:教师先让学生预习并独立思考,尝试理解有关概念和相应记法,然后归纳总结区间的概念,检验学生自主阅读和理解能力.之后让学生把满足的实数的集合,用区间形式表示填入表中,之后再与书上第65页表3.1-3进行对照,检验结果.
定义 |
名称 |
符号 |
数轴表示 |
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闭区间 |
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开区间 |
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半开半闭区间 |
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半开半闭区间 |
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问题1:从区间的概念中,我们应该注意什么问题?
学生活动:小组之间进行讨论,关注区间的概念以及在使用区间时的注意事项.一个小组成员汇报,其他小组进行补充.
预设答案:(1)区间是集合;(2)区间的左端点必须小于右端点;(3)区间中的元素都是数,并且含有无限个;(4)任何区间都可在数轴上表示出来,区间中的每一个元素对应数轴的一个点;(5)以“+∞”、“-∞”为一个端点时,这一端必须是圆括号.
设计意图: 让学生是强化概念名称,明确区间的本质;强调区间左、右端点的大小关系,明确区间一定是“非空”的实数集,这样利用区间研究函数才会更严谨;为了阐述“无穷大”的含义,解释带有“无穷大”的区间端点一定要用小括号的原因,帮助学生理解”无穷大”的意义.
(三)理解概念、应用升华
例1:已知函数
.
(1)求
的定义域;
(2)求
的值;
(3)
一定有意义吗?
应该满足什么条件?若有意义,求
的值.
师生活动:学生阅读题目回答第一小问,教师根据情况做出适当修正,函数的定义域是指能使这个式子有意义的实数
的集合,加深对定义域的理解.并强调:函数的定义域是一个集合,必须要用集合表示出来.前面学习了区间的概念,这里的定义域可以用区间表示.
设计意图:问题(1)引导学生由给定的函数解析式,求解函数的定义域.熟悉定义域的求解过程并熟练具体区间的书写,明确区间的交、并运算符号与集合完全一致(因为区间是集合的一种特殊形式).问题(2)(3)让学生认识到自变量不仅可以取具体实数,也可以取字母,
表示当
时函数
的值,并且
的范围要使得
有意义.
练习1 求下列函数的定义域:
师生活动:在例题的基础上,再完成两个练习:函数的定义域的求解和函数值的求解,学生先独立思考,再请两个同学到黑板上演示过程,最后小组之间讨论交流答案.
设计意图:加强对函数的理解,给出不同形式下定义域的求解方法,同时回顾前面章节学习的一元二次不等式的求解,培养学生逻辑推理、数学计算的核心素养.
追问1:通过例题和练习的求解过程,你能总结函数定义域的常用求法吗?
师生活动:给学生适当时间思考,然后提问一名同学,视情况找其他同学补充,最后教师进行完善.
预设答案:(1)负数不能开平方(负数不能开偶次方);(2)分母不能为零;(3)有限个函数的四则运算得到的新函数,它的定义域是这有限个函数定义域的交集.
设计意图:通过具体例子,进一步熟悉求函数定义域的过程,并总结函数定义域的常用求法,形成结论,培养学生的抽象概括能力.
问题2:(1)在上节课的问题1和问题2中,
,
是同一个函数吗?
(2)函数
是同一个函数吗?
追问2:如果两个函数仅有对应关系相同,但定义域不相同,那么它们是同一个函数吗?如果两个函数的定义域相同,并且对应关系完全一致,那么这两个函数是同一个函数吗?
学生互动:小组之间讨论,请学生代表解释,教师引导学生总结判断函数相等的条件.
设计意图: 问题2的关键是让学生发现对应关系本质上与字母的选取无关,而是要看定义域和对应关系;(1)尽管两个函数对应关系一样,但它们的定义域不一样,因此不是同一个函数;但是(2)这三个函数定义域显然相同,对应关系本质上也相同,它们是同一个函数.通过(1)(2)的具体实例的分析,可自然地想到追问2,即可归纳出判断两个函数是否为同一个函数的条件.并且启发学生积极思考并将知识内化,从而掌握知识点,为后面例题2函数相等的判断做好理论依据.
例2:下列函数中哪个与函数
是同一个函数?
(1)
(2)
(3)
(4)
探究:是否存在函数
,
满足条件:
(1) 定义域相同,值域相同,但对应关系不同;
(2) 值域相同,对应关系相同,但定义域不同.
师生活动:教师出示问题后,给学生充分思考的时间,让学生讨论交流,最终获得正确结论.最后教师展示用图象法直接观察函数的相等判断,为后面一节函数的表示法做好铺垫.
设计意图:通过例题2检验学生能否掌握判断两个函数是否为同一个函数的方法,其中涉及函数定义域的求解,以及对函数解析式表示的对应关系的本质认识.在学生自主解题的过程中,会有学生弄不清先求定义域还是先化简解析式.由实际问题得到的函数,其定义域通常由问题的实际意义确定.一般求函数定义域的基本原则是根据解析式或实际问题的实际意义,先指出定义域,再进行其它的研究.探究性问题是开发性问题,也是本节课升华的部分,。不仅要求学生理解函数的定义,还能自己举出符合条件的例子,也为下一节课函数的表示法做好铺垫.
(四)收获感悟、总结提高
小结:回顾本节课的教学流程,我们学习了哪些内容?我们又是如何研究这些内容的?
学生活动:学生小组之间进行讨论,请一个小组同学回答,其他小组进行补充.初中给出的定义是从运动变化的观点出发,高中给出的定义是从集合、对应的观点出发.实际上,高中的函数概念与初中的函数概念在本质上是一致的,不同点在于表述的方式不同,进一步明确了集合、对应的方法,引入了抽象符号,使得高中概念跟初中概念相比更具有一般性.
设计意图:通过回顾本节课的内容,让学生整体把握函数的概念,让学生通过对初中、高中的函数定义进行比较,理解引入新定义的必要性,对函数的概念有更加深刻的理解.
(五)布置作业
1.基础巩固 教科书习题3.1 第1,2,3,,4题
2.素养提升 预习教科书 3.1.2函数的表示法
3.拓广探究 函数
的函数值表示不超过
的最大整数,例如
.当
时,写出函数
的解析式,并画出函数的图象.
(六)教学设计板书
3.1.1函数的概念(第二课时) |
一、区间 |
例1: |
例2: |
二、函数的定义域求解 |
练习1: |
练习3: |
三、函数的相等 |
练习2: |
七、目标检测设计
-
组 适用普通高中学生
1.求下列函数的定义域:
(1)
(2)
2.判断下列函数是否为同一个函数,并说明理由;
(1)表示炮弹飞行的高度
与时间
关系的函数
和二次函数
(2)
与
B组 适用重点高中学生
1.若
,且
求
的值.
2.画出下列函数的图象,并说出函数的定义域和值域:
(1)
(2)
(3)
(4)
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