幂函数教案(第一课时)
太湖县徐桥高中王志余
教材分析:幂函数模型在生活中是比较常见的,学习时结合生活中的具体实例来引出常见的幂函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x1/2。组织学生画出他们的图象,根据图象观察、总结这几个常见幂函数的性质。然后推广一般幂函数的图象和性质。
学生已经有了学习指数函数和对数函数的学习经历,这为学习幂函数做好了方法上的准备。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。
教学目标:知识目标:(1)掌握幂函数的形式特征,掌握具体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单问题。体会幂函数的变化规律及蕴含其中的对称性并能进行简单的应用.
能力目标:培养学生发现问题,分析问题,解决问题的能力。
情感目标: (1)加深学生对研究函数性质的基本方法和流程的经验。
(2)渗透辨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
教学重点:从五个具体函数归纳认识一般幂函数的一些性质并简单应用
教学难点:画五个幂函数的图象并由图象概括一般性质.
教学方法和教学手段:探索发现法和多媒体教学
教学过程
一、创设情景,引入新课
问题1: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?
(总结:根据函数的定义可知,这里p是w的函数)
问题2:如果正方形的边长为a,那么正方形的面积s=a2,这里S是a的函数。
问题3:如果正方体的边长为a,那么正方体的体积v=a3,这里V是a的函数。
问题4:如果正方形场地面积为S,那么正方形的边长a=s1/2,这里a是S的函数
问题5:如果某人ts内骑车行进了1km,那么他骑车的速度v=t-1,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)
这只是我们生活中常用到的一类函数的几个具体代表,如果让你给他们起一个名字的话,你将会给他们起个什么名字呢?(变量在底数位置,解析式右边都是幂的形式)(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)
二、新课讲解
(一)幂函数的概念
如果设变量为x,函数值为y,你能根据以上的生活实例得到怎样的一些具体的函数式?
这里所得到的函数是幂函数的几个典型代表,你能根据此给出幂函数的定义吗?
幂函数的定义:一般地,我们把形如y=xσ的函数称为幂函数,其中x是自变量,α是常数。
【探究一】幂函数与指数函数有什么区别?(组织学生回顾指数函数的概念)
区别:
对幂函数来说,底数是自变量,指数是常数
对指数函数来说,指数是自变量,底数是常数
试一试:判断下列函数那些是幂函数
(1)y=0.98x(2)y=2x3(3)y=x-2(4)y=x1/6
我们已经对幂函数的概念有了比较深刻的认识,根据我们前面学习指数函数、对数函数的学习经历,你认为我们下面应该研究什么呢?(研究图象和性质)
(二)几个常见幂函数的图象和性质
在初中我们已经学习了幂函数y=x,y=x2,y=x-1的图象和性质,请同学们在同一坐标系中画出它们的图象。
根据你的学习经历,你能在同一坐标系内画出函数y=x3,y=x1/2的图象吗?
【探究二】观察函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x1/2的图象,将你发现的结论写在下表内。
函数 | y=x | y=x2 | y=x3 | y=x1/2 | 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 | 在第Ⅰ象限上单增 | 在第Ⅰ象限上单增 | 在第Ⅰ象限上单增 | 在第Ⅰ象限上单增 | 在第Ⅰ象限上单减 |
定点 | (1,1) | (1,1) | (1,1) | (1,1) | (1,1) |
图象分布 | 第Ⅰ,Ⅲ象限 | 第Ⅰ,Ⅱ象限 | 第Ⅰ,Ⅲ象限 | 第Ⅰ象限 | 第Ⅰ,Ⅲ象限 |
【探究三】根据上表的内容并结合图象,试总结函数:y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x1/2的共同性质。
(1)函数y=x,y=x2,y=x3,y=x-1,y=x1/2的图象都过点(1,1)
(2)函数y=x,y=x2,y=x3,,y=x1/2在(0,+∞)上单调递增;
归纳:幂函数y=xα的性质。
(1)所有的幂函数在(0,+∞)都有定义,并且图象都过(1,1)
(2)当α>0时,幂函数的图象都通过原点,并且在[0,+∞)上增函数
特别地,当α>1时,x∈(0,1),y=xα的图象在y=x的下方
当0<α<1时,x∈(0,1),y=xα的图象在y=x的上方
(3)当 α<0时,幂函数的图象在区间(0,+∞)上是减函数。
(4)幂函数的奇偶性:令α=q/p(其中p与q互质,p,q∈N)
Ⅰ)若p,q都为奇数则y=xσ为奇函数
Ⅱ) 若p奇数,q为偶数则y=xσ为偶函数
Ⅲ) 若p为偶数,q为奇数则y=xσ为非奇非偶函数
【例1】求下列幂函数的定义域,并指出其奇偶性、单调性。
(1)y=x4/5(2)y=x-5/3(3)y=x-4
分析:根据你的学习经历,你觉得求一个函数的定义域应该从哪些方面来考虑?
方法引导: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。
(1)若函数解析式中含有分母,分母不能为0;
(2)若函数解析式中含有根号,要注意偶次根号下非负;
(3)0的0次幂没有意义;
(4)若函数解析式中含有对数式,要注意对数的真数大于0;
求函数的定义域的本质是解不等式或不等式组。
结论: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。
归纳分析如果判断幂函数的单调性(第一象限利用性质,其余象限利用函数奇偶性与单调性的关系)
【例2】比较下列各组数中两个值的大小(在横线上填上“<”或“>”)
(1)0.33________0.43(2) 0.5-2________(-0.6)-2
(3) 31/2__________41/2(4) 0.50.2____________0.20.5
分析:利用考察其相对应的幂函数和指数函数来比较大小
三、课堂小结
1、 幂函数的概念。
2、 幂函数的图象
3、 幂函数的性质的应用。
四、课外作业
㈠课本第79页习题2.3第1、2、3题
(二) 1. 下列命题中正确的是( )
A.当n=0时,函数y=xn的图象是一条直线;
B.幂函数的图象都经过(0,0),(1,1)两点;
C.若幂函数y=xn的图象关于原点对称,则y=xn在定义域内y随x的增大而增大;
D.幂函数的图象不可能在第四象限.
2. 下列函数中不是幂函数的是( )
A.y=x2; B.y=x; C.y=2x; D.y=x-1.
3.已知函数f(x)=x(a-1)
当a= 时,f(x)为正比例函数;
当a= 时,f(x)为反比例函数;
当a= 时,f(x)为二次函数;
4. 函数y=xa(a∈Q)的图象,当0<x<1时,在直线y=x的上方;当x>1时,在直线y=x的下方,则a的取值范围是 .
5.⑴求函数y=(x+2)-2的定义域、值域.讨论当x增大时,函数值如何变化?并画出图象;
⑵问上述函数的图象与函数y=x-2的图象有何关系?
五、教学后记
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,建议扫抓住关键点作图,要会熟练地运用计算机或计算器作图,强化对知识的理解。