高中数学人教版必修1教案2.1.1 指数(2)
河北省石家庄市复兴中学高中人教版数学必修1 2.1.1.1 指数与指数幂的运算 教学案
2.1.1.1 指数与指数幂的运算班级 姓名 小组________第____号【学习目标】1.解释根式的概念及字母含义,会进行根式的化简2.通过探究和思考,培养学生推广的数学思想。
3.加深对n 次方根的理解,加强学生自主探究的能力。
【重点难点】重点:根式的概念及n 次方根的性质。
难点:n 次方根的性质应用。
【学情分析】在中学阶段已经接触过正数指数幂的运算,但是这对我们指数函数是远远不够的,通过本节课使学生对指数幂的运算和理解更加深入。
【导学流程】自主学习内容一.回顾旧知:通过回忆初中的相关知识,填写下列问题。
1.一个正数有 个平方根,它们互为 。
2.0有 个平方根,是 。
3.负数 平方根。
4.一个数的平方运算,在a=x 2中x 叫做 ,2叫做 ,a 叫做 。
5.一个数的平方根运算,在x=a 中a 叫做 ,x 叫做 。
二、基础知识感知1.根式(1)根式的定义:如果x n =a (n >1且n ∈N *),那么x 叫作 .式子 叫作根式.这里n叫作 ,a 叫作 .① 当n 为正奇数时,正数的n 次方根是 ,负数的n 次方根是 . ② 当 时,正数的n 次方根有两个,这两个数互为相反数, 没有偶次方根. ③0的任何次方根都是0,记作 .2.分数指数幂(1)正数的正分数指数幂的意义n a m 是a m 的n 次方根,即n a m =_____(a >0,m ,n ∈N *,且n >1).(2)正数的负分数指数幂和零的分数指数幂. ①n -a m=______(a >0,m ,n ∈N *,且n >1); ②0的正分数指数幂等于 ;③0的负分数指数幂 .二、根式的性质 1. (n a )n =________(n ∈N *,且n >1)2.当n 为奇数时,n a n = ;当n 为偶数时,n a n= .三.探究问题【例1】根式的化简(1)化简5-32+4(3-π)4=________;(2)8(x -3)8=______________.【例2】根式与分数指数幂的互化下列根式与分数指数幂的互化正确的是( )小组讨论问题预设化简-x 3x的结果为( ) A .--x B.x C .-x D.-x提问展示问题预设1.(1)若x 3=-2,则x = .(2)若x 4=2,则x = .2.用根式的形式表示下列各式(a>0)(1)21a = . (2)43a = . (3)53-a= . (4)32-a = . 3.用分数指数幂表示下列各式 (1)32x (x>0)= . (2)()43b a += . (3)32)(n m -(m>n)= . (4)()4m n - (m>n)= .课堂训练问题预设 (1) 6⎝⎛⎭⎪⎫1-π36=________. (2)若b >a ,则化简(5(a -b ))5+(6b -a )6=______.整理内化1.课堂小结2.本节课学习过程中的问题和疑难【课后限时练】限时50分钟第Ⅰ部分 本节知识总结第Ⅱ部分 基础知识达标一.判断题(每题6分,共12分)1.若(n-5)n有意义,则整数n 一定是奇数.( )2. 6(m -2)6=m -2.( )二、选择题(每题6分,共42分)3.下列说法:①16的4次方根是2;②416的运算结果是±2;③当n 为大于1的奇数时,n a 对任意a ∈R 都有意义;④当n 为大于1的偶数时,na 只有当a ≥0时才有意义.其中正确的是( )A .①③④B .②③④C .②③D .③④4.已知x 7=16,则x =( )A .2 2 B.716 C .-716 D .±7165. m 是实数,则下列式子中可能没有意义的是( ) A.4m 2 B.3m C.6m D.5-m6.()442-运算的结果是( )A .2B .-2C .±2D .不确定7.下列各式正确的是( )A .(3a )3=aB .(47)4=-7C .(5a )5=|a | D.6a 6=a8.若3<a <4,化简(3-a )2+4(4-a )4的结果是( )A .7-2aB .2a -7C .1D .-19.化简()23x +-()333x -得( )A .6B .2xC .6或-2xD .6或2x 或-2x二、选择题(每题6分,共12分)10.若x ≤-3,则(x +3)2-(x -3)2=________.11.化简()24-π+()334-π的结果为________. 三.解答题(每题6分,共24分)12.求下列各式的值:(1) ()332-; (2) ()423-;(3) ()883π-; (4) ()2b a -.13.(10分)求使等式()()9a 32--a =(3-a )a +3成立的实数a 的取值范围.第Ⅲ部分 答疑解惑本节课学习过程中的问题和疑难。
人教高中数学必修1课件:2.1.1 指数与指数幂的运算 第2课时 指数幂及运算 探究导学课型
⇓
用符号语言描述:_______(a>0,m,n∈N*且n>1).
m
n am a n
⇓ 分数指数幂的意义:(1)正数的正分数指数幂的意义: __m _____(a>0,m,n∈N*,且n>1). a n n am (2)正数的负分数指数幂的意义:
_a_mn____1m_(a>0,m,n∈N*,且n>1). (3)0的a n正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂________.
3111 1121
a2 6 3b 3 3
ab1
a.
b
6.计算
(a
2 3
b
3
)
(
1
a
1 6
b
5 6
).
(仿照教材P52例4的解析3 过程)
【解析】 (a
2 3
b
1 2
)(3a
1 2
1
b3
)
(
1
a
1 6
b
5 6
)
3
211 115
3 3a 3 2 6b2 3 6 9a.
提示:(1)若a=0,因为0的负数指数幂无意义,所以
a≠0.
(2)若a<0,(ar)s=ars也不一定成立,如
1
1
所以a<0不成立.因此不适用于a=0或a<[(04的)2]情4 况(.4)2 ,
3.公式am÷an=am-n(a>0,m,n∈N*)成立吗?请用有
理数指数幂的运算性质加以证明,并说明是否要限
[3 ,) 2
所以2a-3≠0,即(2a
1
3) 3
3
1 2a 3
,
故a的取值范围为a 3 , 2
人教版高中数学必修一《指数函数及其性质》教案
指数函数及其性质教案一、教学目的1、使学生掌握指数函数的概念、图象和性质;能初步简单应用。
2、使学生理解数形结合的基本数学思想方法,培养学生观察、联想、类比、猜测、归纳的能力。
3、使学生体验从特殊到一般的学习规律,认识事物之间的普遍联系与相互转化,培养学生用联系的观点看问题。
4、通过教学互动促进师生情感,激发学生的学习兴趣,提高学生抽象、概括、分析、综合的能力。
二、教学重点、难点教学重点:指数函数的定义、图象、性质.教学难点:指数函数的定义理解,指数函数的图象特征及指数函数性质的归纳、概括。
三、教具、学具准备:多媒体课件:使用多媒体教学手段,增大教学容量和直观性,提高教学效率与质量。
四、教学方法遵循“以学生为主体、教师是数学课堂活动的组织者、引导者和参与者”的现代教育原则。
依据本节为概念学习的特点,探究发现式教学法、类比学习法,并利用多媒体辅助教学,以问题的提出、问题的解决为主线,始终在学生知识的“最近发展区”设置问题,倡导学生主动参与,通过不断探究、发现,在师生互动、生生互动中,让学习过程成为学生心灵愉悦的主动认知过程。
五、学法指导1.再现原有认知结构。
在引入两个实例后,请学生回忆有关指数的概念,帮助学生再现原有认知结构,为理解指数函数的概念做好准备。
2.领会常见数学思想方法。
在借助图象研究指数函数的性质时会遇到分类讨论、数形结合等基本数学思想方法,这些方法将会贯穿整个高中的数学学习。
3.在互相交流和自主探究中获得发展。
在实例的课堂导入、指数函数的性质研究、例题与训练、课内小结等教学环节中都安排了学生的讨论、分组、交流等活动,让学生变被动的接受和记忆知识为在合作学习的乐趣中主动地建构新知识的框架和体系,从而完成知识的内化过程。
4.注意学习过程的循序渐进。
在概念、图象、性质、应用的过程中按照先易后难的顺序层层递进,让学生感到有挑战、有收获,跳一跳,够得着,不同难度的题目设计将尽可能照顾到课堂学生的个体差异。
高中数学人教版必修指数与指数幂的运算教案(系列一)
2.1.1 指数与指数幂的运算(一)(一)教学目标1.知识与技能(1)理解n次方根与根式的概念;(2)正确运用根式运算性质化简、求值;(3)了解分类讨论思想在解题中的应用.2.过程与方法通过与初中所学的知识(平方根、立方根)进行类比,得出n次方根的概念,进而学习根式的性质.3.情感、态度与价值观(1)通过运算训练,养成学生严谨治学,一丝不苟的学习习惯;(2)培养学生认识、接受新事物的能力.(二)教学重点、难点1.教学重点:(1)根式概念的理解;(2)掌握并运用根式的运算性质.2.教学难点:根式概念的理解.(三)教学方法本节概念性较强,为突破根式概念的理解这一难点,使学生易于接受,故可以从初中已经熟悉的平方根、立方根的概念入手,由特殊逐渐地过渡到一般的n次方根的概念,在得出根式概念后,要引导学生注意它与n次方根的关系,并强调说明根式是n次方根的一种表示形式,加强学生对概念的理解,并引导学生主动参与了教学活动.故本节课可以采用类比发现,学生合作交流,自主探索的教学方法.(四)教学过程备选例题例1 计算下列各式的值. (1)33)(a ;(2 (1n >,且n N *∈) (3)(1n >,且n N *∈) 解析(1)a a =33)(.(2)当n =3π-; 当n =3π-. (3)=||x y -, 当x y ≥时,x y -; 当x y <时,y x -. 小结(1)当n 为奇数时,a a nn=;当n 为偶数时,⎩⎨⎧<-≥==)0()0(||a a a a a a nn(2)不注意n 的奇偶性对式子nna 值的影响,是导致错误出现的一个重要原因.故要在理解的基础上,记准、记熟、会用、活用. 例2 求值:+分析需把各项被开方数变为完全平方形式,然后再利用根式运算性质;== |||2|2=++-2(2=---=小结开方后带上绝对值,然后根据正负去掉绝对值.。
高中数学第二章基本初等函数(Ⅰ)2.1指数函数2.1.2第1课时指数函数的图象及性质课件新人教A版必修1
与指数函数有关的定义域、值域问题
求下列函数的定义域与值域:
(1)y=
;(2)y=23-|x|.
思路点拨:
指数函数y=axa>0, 且a≠1的定义域是R
―→
函数y=afxa>0,且a≠1 与fx的定义域相同
―→
值域
解:(1)由xx+ -11≥0,得 x≤-1 或 x>1.
已知指数函数f(x)的图象过点(3,8),则f(6)=________. 解析:设f(x)=ax(a>0,且a≠1). ∵函数f(x)的图象过点(3,8). ∴8=a3,∴a=2. ∴f(x)=2x. ∴f(6)=26=64. 答案:64
2.指数函数的图象和性质 a>1
图象图象
如图是指数函数:①y=ax,②y=bx,③y=cx,④ y=dx的图象,则a,b,c,d与1的大小关系是( )
A.a<b<1<c<d B.b<a<1<d<c C.1<a<b<c<d D.a<b<1<d<c
思路点拨:
解析:方法一:在①②中底数大于零且小于 1,在 y 轴右 边,底数越小,图象向下越靠近 x 轴,故有 b<a,在③④中底 数大于 1,在 y 轴右边,底数越大,图象向上越靠近 y 轴,故 有 d<c.故选 B.
1.指数函数的图象一定在x轴的上方.( ) 2.当a>1时,对于任意x∈R总有ax>1.( ) 3.函数f(x)=2-x在R上是增函数.( ) 答案:1.√ 2.× 3.×
指数函数的概念
函数y=(a2-3a+3)ax是指数函数,求a的值. 思路点拨: ax的系数为1 ―→ a为常数,a>0且a≠1 ―→ 不等式组 解:∵y=(a2-3a+3)ax 是指数函数, ∴aa>2-03且a+a≠3=1,1, 解得aa= >10或 且2a,≠1. ∴a=2.
人教A版高中数学必修一2.1.1指数与指数幂的运算第一、二、三课时
备用
1.要使
(5x
1
)
3 4
(x
2
1) 3
有意义,则x的取
值范围是 2
2.计算:1
(a 2
1
a2
1
)(a 2
1
a2
)(a
a2
a1)
a2
3.求值: 3 2 5 12 3 2 2
2.1.1 指数与指数幂的运算
第3课时
指数式的计算与化简
指数式的计算与化简,除了掌握定义、法则外,还 要掌握一些变形技巧.根据题目的不同结构特征,灵 活运用不同的技巧,才能做到运算合理准确快捷.
(2)在 根 式n am中,若 根 指 数n与 幂 指 数m有 公 约 数 时, 当a 0时 可约 分.当a 0时 不可 随意 约 分. 如8 32 4 3, 10 (2)2 5 2而15 (2)5 3 2.
课堂练习:课本 P54中练习第3题
课外作业:课本 P59习题2.1中A组第2,3,4题
4.下 列 各 式 中,正 确 的 是( C )
A.6 (2)2 3 2 B.4 (3 )4 3
C .(3 2 )3 2 D.6 (2a 1)6 2a 1
小结
1.n次方根的定义:
一般地,如果xn a,那么x叫做a的n次方根, 其中n 1且n N .
2.根式的简单性质: 1) 当n 1, n N *时,总有 (n a )n a.
(1)a a1 7; (2)a2 a2 47;
3
a2 (3) 1
3
a 2
1
(a
1 2
1
a2
)(a
1
a1
1
1
a2
1
a2
)
高中数学2_1指数与指数幂的运算教案版
黑龙江省鸡西市高中数学 2.1.1 指数与指数幂的运算教案新人教版必修1课题:§2.1.1指数及指数幂的运算模式与方法启发式教学目的使学生理根式的概念,掌握n次方根的性质。
重点指数的运算难点指数的运算教学内容师生活动及时间分配一,引入课题为了讲解指数函数,需要把指数的概念扩充到实数指数幂,本小节主要学习分数指数幂的概念和运算性质,并给出了无理数指数幂的概念和性质。
2.为了学习分数指数的概念,首先要介绍根式的概念,学生在初中已学习了数的开平方、开立方和二次根式,根式的内容是这些已学内容的推广。
因此要结合这些已学内容引入根式的概念和n次方根的性质。
二、探索新知(一)引出根式的概念。
需要注意的是,当n 是奇数时,表示a的n次方根;当n是偶数时,a≥0,表示正的n次方根或0。
在两种情况下,根据n次方根的概念,都有。
也就是.教师引导学生复习初中所学的公式及相关知识引导讨论x的范围加深对于公式的理解及应用说,先开方,再乘方(同次),结果为被开方数,如果先乘方,再开方(同次),结果是什么呢?可让学生分别求出的结果,然后指出,一般地,当n 为奇数时,,当n为偶数时,。
可向学生说明,当n 是偶数时。
的结果为|a|,是因为≥0时,而则是根据绝对值的意义得出的。
课堂练习:1、填空: (1)25的平方根是 (2)27的立方根是(3)-32的五次方根为 (4)16的四次方根是2、若244(),a a a -=-则a 的取值范围是3、求下列各式的值(1)2(5) (2)33(2)- (3)44(2)- (4)2(3)π-.四,小结:教师引导学生总结并补充五、课后作业教科书P 59 4选做:练习册。
高中数学人教A版必修1学案:2.1指数函数知识导学案及答案
2.1 指数函数知识导学在初中代数的学习过程中,我们接触过平方根和立方根的概念.对于平方根的定义我们在上面复习时已经提到了.立方根的定义是:如果x 3=a,那么x 就叫a 的立方根.如此类推,我们便得出了n 次实数方根的定义.当根式的被开方数的指数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式,并由此引出了正数的正分数指数幂的意义,然后依照负整数指数幂的意义规定了负分数指数幂的意义,从而将指数幂的概念推广到有理数.除此之外,还可将有理数指数幂推广到实数指数幂,有理数指数幂的运算性质对实数指数幂同样适用.比较大小是指数函数性质应用的常见题型.当底数相同时,直接比较指数即可;当底数和指数不同时,要借助于中间量进行比较.不同类的函数值的大小常借助中间量0、1等进行比较.指数函数的图象和性质分别从形和数两个方面对指数函数加以剖析,因此在考查指数函数的题目中有关数形结合的思想有着广泛的应用.关于函数的图象和性质,需注意的几个问题:(1)单调性是指数函数的重要性质,特别是由函数图象的无限伸展,x 轴是函数图象的渐近线.当0<a<1时,x →+∞,y →0;当a>1时,x →-∞,y →0.当a>1时,a 的值越大,图象越靠近y 轴,递增速度越快;当0<a<1时,a 的值越小,图象越靠近y 轴,递减的速度越快.(2)熟悉指数函数y=10x ,y=2x ,y=(21)x ,y=(101)x 在同一直角坐标系中的图象的相对位置,由此掌握指数函数图象的位置与底数大小的关系.记忆口诀:(1)方根口诀正数开方要分清,根指奇偶大不同,根指为奇根一个,根指为偶双胞生.负数只有奇次根,算术方根零或正,正数若求偶次根,符号相反值相同.负数开方要慎重,根指为奇才可行,根指为偶无意义,零取方根仍为零.(2)指数函数性质口诀指数增减要看清,抓住底数不放松,反正底数大于0,不等于1已表明;底数若是大于1,图象从下往上增;底数0到1之间,图象从上往下减.无论函数增和减,图象都过(0,1)点.疑难导析用语言叙述这三个公式:(1)非负实数a 的n 次方根的n 次幂是它本身.(2)n 为奇数时,实数a 的n 次幂的n 次方根是a 本身;n 为偶数时,实数a 的n 次幂的n 次方根是a 的绝对值.(3)若一个根式(算术根)的被开方数是一个非负实数的幂,那么这个根式的根指数和被开方数的指数都乘以或者除以同一个正整数,根式的值不变.在指数函数的定义中我们限定底数的范围为a>0,且a ≠1,这主要是使函数的定义域为实数集,且具有单调性.判断一个函数是否是指数函数,关键是看它是否能写成y=a x (a>0,a ≠1)的形式.问题导思指数函数是同学们完全陌生的一类函数,也是一类非常重要的函数,对指数函数的性质的理解和掌握是学习的关键,找出函数的共同特征,把共同的特点和性质归纳和总结出来. 另外,底数a 对图象特征的影响也可这样来叙述:当a>1时,底数越大,函数图象就越靠近y 轴;当0<a<1时,底数越小,函数图象就越靠近y 轴.一定要注意底数a 对函数值变化的影响. 典题导考绿色通道根据第(1)题的思考,在这里把计算中的不同运算形式统一成分数指数幂更方便些. 第(1)题能把式中的数化成3的指数幂的形式来做吗?黑色陷阱做这类带有指数幂和根式的混合运算,容易发生解答过程中的形式混乱,从而影响解题. 典题变式1.计算下列各式(式中字母都是正数): (1)(232a 21b )(-621a 31b )÷(-361a 65b ); (2)(41m 83-n )8. 答案:(1)4a;(2)32nm . 2.已知21a +21-a =3,求a 2+a -2的值. 答案:47.3.已知函数f(x)=a x +a -x (a>0且a ≠1),f(1)=3,则f(0)+f(1)+f(2)的值为_________.答案:12绿色通道比较而言,还是第二种方法更简便些.但对学生的思维要求较高,不仅要求迅速画出略图,而且能对m 、n 的定位进行判断.黑色陷阱如果不注意原题中的条件:1>n>m>0,而取m=2,n=3,将会出现误选B 的情形.典题变式 如图2-1-5,曲线C 1、C 2、C 3、C 4分别是指数函数y=a x 、y=b x 、y=c x 和y=d x 的图象,则a 、b 、c 、d 与1的大小关系是( )图2-1-5A.a<b<1<c<dB.a<b<1<d<cC.b<a<1<c<dD.b<a<1<d<c 答案:D绿色通道1.对同底数幂大小的比较用的是指数函数的单调性.首先,必须要明确所给的两个值是哪个指数函数的两个函数值;其次,必须要明确所给指数函数的底与1的大小关系;再根据指数函数图象的性质来判断.2.对不同底数幂的大小的比较可以与中间值1进行比较.典题变式1.设y 1=40.9,y 2=80.44,y 3=(21)-1.5,则( ) A.y 3>y 1>y 2 B.y 2>y 1>y 3 C.y 1>y 2>y 3 D.y 1>y 3>y 2答案:D2.当x>0时,函数f(x)=(a 2-1)x 的值总大于1,则实数a 的取值范围是( )A.1<|a|<2B.|a|<1C.|a|>1D.|a|>2 答案:D绿色通道本题实际上是一个平均增长率的问题,求解非常简单,但是该题从科学家富兰克林的介绍入手设置了一个情景.这是一个比较典型的模型,背景也可以更换为增长率问题.典题变式1.某商品价格前两年每年递增20%,后两年每年递减20%,则四年后的价格与原来价格比较,变化的情况是( )A.增加7.84%B.减少7.84%C.减少9.5%D.不增不减答案:B2.某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年剩留的这种物质是原来的84%,画出这种物质的剩留量随时间变化的图象,并从图象上求出经过多少年,剩留量是原来的一半(结果保留1个有效数字).答案:约经过4年,剩留量是原来的一半.黑色陷阱解这类题容易出现的问题是,对于个体问题生搬硬套公式,从而导致解题失误.典题变式 家用电器(如冰箱)使用的氟化物的释放破坏了大气上层的臭氧层.臭氧含量Q 呈指数函数型变化,满足关系式Q=Q 0e -0.002 5t ,其中Q 0是臭氧的初始量,t 的单位是年.(1)随时间的增加,臭氧的含量是增加了还是减少了?(2)多少年以后将会有一半的臭氧消失?答案:(1)减少;(2)用计算器完成,大约277年.。
高中数学必修一人教版教案:2.1 指数函数第一课时
4. (1)指数函数的定义
总结本节课解 2、抽签小组展 知 识 储 备
(2)指数函数的图象与性质
总
(3)应用: 比较大小
题方法及注意 示 讨 论 的 结 及 养 成 良 3
结
事项
果。
好的学习 分
提
3 、 提 出 的 问 习惯,加强 钟
升
题。a 1) x 是 1、 巡 视 学 生 1、 小 考 卷 上 检 查 学 生 6
2. 图象过定点_________
特
征 3. 自左向右图象逐渐
3. 自左向右图象逐渐________
________
4. y 2x 与y (1) x 的图象关于______轴对称 2
例:比较下列各题中两个值的大小:
(1) 1.7 2.5 , 1.73 (2) 0.80.1 , 0.80.2 (3)已知2a 2b ,比较a, b的大小
③y x
④y 2 3x
⑤y 3x1 ⑥y 3x 1 ⑦y 3x ⑧y 3x
小结:指数函数的特征__________________________________________________________
练 2.指数函数 f(x)的图像经过点(2,9),求解析式及 f(1) , f(-2)
习。
钟
1
解决预习案中学生存在 展示学生正确 学生评价、挑 解 决 学 生 8
2. 的问题
答案及错误答 错
自主学习 分
承
案
中遇到的 钟
接
困惑,加深
结
学生对知
果
识的印象
导学案
1、巡视学生的 1、 学 生 先 独 在 具 体 问
3.
指数与指数幂的运算(第一课时)教案
2.1 指数函数2.1.1 指数与指数幂的运算(第一课时)一、教材分析:本节是高中数学新人教版必修1的第二章2.1指数函数的内容. 二、学习目标:①理解n 次方根与根式的概念;②正确运用根式运算性质化简、求值; ③了解分类讨论思想在解题中的应用.三、教学重点:理解有理数指数幂的含义及其运算性质.四、教学难点:理解方根和根式的概念,掌握根式的性质,会进行简单的求n 次方根的运算.五、课时安排:2课时 六、教学过程(一)、自主导学(课堂导入)1、设计问题,创设情境问题:当生物死亡后,它机体内原有的碳14会按确定的规律衰减,大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.根据此规律,人们获得了生物体内碳14含量P 与死亡年数t 之间的关系,这个关系式应该怎样表示呢?我们可以先来考虑这样的问题:①当生物死亡了5730,2×5730,3×5730,…年后,它体内碳14的含量P 分别为原来的多少?21,,...)21(,)21(32 ②当生物体死亡了6000年,10000年,100000年后,它体内碳14的含量P 分别为原来的多少?573010000057301000057306000)21(,)21(,)21(③由以上的实例来推断生物体内碳14含量P 与死亡年数t 之间的关系式应该是什么?573021tp ⎪⎭⎫ ⎝⎛=考古学家根据上式可以知道,生物死亡t 年后,体内碳14含量P 的值.那么这些数21,,...)21(,)21(32,573010000057301000057306000)21(,)21(,)21(,573021t p ⎪⎭⎫ ⎝⎛=的意义究竟是什么呢?这正是我们将要学习的知识.2、学生探索,尝试解决问题1:什么是一个数的平方根?什么是一个数的立方根?一个数的平方根有几个,立方根呢?若x2=a,则x叫做a的平方根.同理,若x3=a,则x叫做a的立方根.根据平方根、立方根的定义,正实数的平方根有两个,它们互为相反数.问题2:如果x4=a,x5=a,又有什么样的结论呢?如果一个数的4次方等于a,那么这个数叫做a的4次方根;如果一个数的5次方等于a,那么这个数叫做a的5次方根.问题3:①如果x2=a,那么x叫做a的平方根;②如果x3=a,那么x叫做a的立方根;③如果x4=a,那么x叫做a的4次方根.你能否据此得到一个一般性的结论?一般地,如果x n=a,那么x叫做a的n次方根.问题4:上述结论中的n的取值有没有什么限制呢?方根的定义:一般地,如果x n=a,那么x叫做a的n次方根,其中n>1,且n∈N*.3、信息交流,揭示规律试根据n次方根的定义分别求出下列各数的n次方根.(多媒体显示,学生完成)(1)25的平方根是±5;(2)27的立方根是3;;(3)-32的5次方根是-2;(4)16的4次方根是±2;(5)a6的立方根是a2;(6)0的7次方根是0.问题5:观察并分析以上各数的方根,你能发现什么?①以上各数的对应方根都是整数;②第(1)(4)题的答案有两个,第(2)(3)(5)(6)题的答案只有一个;③第(1)(4)题的答案中的两个根互为相反数.问题6:请仔细分析上述各题,并结合问题5中同学们发现的结论,你能否得到一个一般性的结论?一个数的奇次方根只有一个;一个数的偶次方根有两个,且互为相反数.问题7:是否任何一个数都有偶次方根?0的n次方根如何规定更合理?因为任何一个数的偶次方都是非负数,所以负数没有偶次方根;0的n次方等于0,所以0的n次方根等于0.问题8:同学们能否把所得到的结论再总结得具体一些呢?n次方根的性质实际上是平方根和立方根性质的推广,因此跟立方根和平方根的情况一样,方根也有如下性质:(1)当n是奇数时,正数的n次方根是一个正数,负数的n次方根是一个负数.这时,a的n次.(2)当n是偶数时,正数的n次方根有两个,这两个数互为相反数.这时,正数a的正的n次,负的n.正的n次方根与负的na>0).注:①负数没有偶次方根;②0的任何次方根都是0,记作n 0=0;③当a ≥0时,n a ≥0,所以类似416=±2的写法是错误的. 另外,我们规定:式子n a 叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数. 问题9:利用上面所学n 次方根的知识,能否求出下列各式的值? (1)(5)2;(2)38-;(3)416;(4)33)3(-a (a>0). (1)5;(2)-2;(3)2;(4)a-3.问题10:上面的计算涉及了哪几类问题? 主要涉及了(a)n 与n a 的问题.组织学生结合例题及其解答,进行分析讨论,归纳出以下结论: (1)(n a )n =a.例如,(3)3=27,(-2)5=-32. (2)当n 是奇数时,nn a =a ;当n 是偶数时,nna =|a|=⎩⎨⎧<-≥)0(,)0(,a a a a 例如,33)2(-=-2,442=2;553=3,()883-=|-3|=3.4、类比前面的学习,给出并讲解分数指数幂的定义和运算性质 分数指数幂 正数的分数指数幂的意义 规定:)1,,,0(*>∈>=n N n m a a an m nm)1,,,0(11*>∈>==-n N n m a a aanmnm nm0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义指出:规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数,那么整数指数幂的运算性质也同样可以推广到有理数指数幂.(1).有理指数幂的运算性质①r a ·s r r a a +=),,0(Q s r a ∈>;②rss r a a =)(),,0(Q s r a ∈>;③srra a ab =)( ),0,0(Q r b a ∈>>.引导学生解决本课开头实例问题 让学生先看并一起分析讲解例题.(教材例2、例3、例4、例5)说明:让学生熟练掌握根式与分数指数幂的互化和有理指数幂的运算性质运用. 4. 无理指数幂结合教材实例利用逼近的思想理解无理指数幂的意义.指出:一般地,无理数指数幂),0(是无理数αα>a a 是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.(二) 、合作学习让学生合作做练习,教师巡视指导然后讲解例题.【例1】求下列各式的值:(1)33)8(-;(2)2)10(-; (3)44)3(π-;(4)2)(b a -(a>b ).解:(1)33)8(-=-8;(2)2)10(-=10-=10;(3)44)3(π-=;33-=-ππ(4)2)(b a -=.b a b a -=- 例2、 计算下列各式的值. (1)33)(a ;(2 (1n >,且n N *∈)(3)1n >,且n N *∈) 【解析】(1)a a =33)(.(2)当n =3π-;当n =3π-.(3)||x y -,当x y ≥时,x y -;当x y <时,y x -.【小结】(1)当n 为奇数时,a a nn =;当n 为偶数时,⎩⎨⎧<-≥==)0()0(||a a a a a a nn(2)不注意n 的奇偶性对式子n na 值的影响,是导致错误出现的一个重要原因.故要在理解的基础上,记准、记熟、会用、活用.(三)、当堂检测 1.课本.321,54题、、p2、(P 56,例2)求值:①238;②1225-;③51()2-;④3416()81-.学生思考,口答,教师板演、点评. 2、解:① 223338(2)=2323224⨯===; ② 1122225(5)--=12()121555⨯--===; ③ 5151()(2)2---=1(5)232-⨯-==;④334()44162()()813-⨯-=3227()38-==3、用分数指数幂的形式表或下列各式(a >0)①3a 2a 分析:先把根式化为分数指数幂,再由运算性质来运算.解:①117333222a a a a a +=⋅==②2223a a a =⋅28233aa +==;③421332()a a ====.(四)、课堂小结(教师根据学生具体的的学习接受情况提问并和学生一起做总结概括)先让学生独自回忆,然后师生共同总结.本节主要学习了根式与分数指数幂以及指数幂的运算,分数指数幂是根式的另一种表示形式,根式与分数指数幂可以进行互化.在进行指数幂的运算时,一般地,化指数为正指数,化根式为分数指数幂,化小数为分数进行运算,便于进行乘除、乘方、开方运算,以达到化繁为简的目的,对含有指数式或根式的乘除运算,还要善于利用幂的运算法则. 以下是本节课重要知识点及需要理解的概念: 1.分数指数是根式的另一种写法. 2.无理数指数幂表示一个确定的实数.3. 掌握好分数指数幂的运算性质,其与整数指数幂的运算性质是一致的.1.复习课本P 48~50内容,熟悉巩固有关概念和性质;2.课本P 59习题2.1A 组第1、2、4题. 八、教学反思:。
高中数学第二章基本初等函数§2.1.1指数(第1—2课时)教案新人教A版必修1
第二课时
提问: 1.习初中时的整数指数幂,运算性质?
an a a a a, a0 1 (a 0) ,0 0无意义
an
1 an
(a 0)
a m a n a m n ; (a m )n a mn
(an )m a mn, (ab) n a nb n
什么叫实数?
有理数,无理数统称实数 . 2.观察以下式子,并总结出规律:
三.学法与教具 1 .学法:讲授法、讨论法、类比分析法及发现法 2.教具:多媒体
四、教学设想:
第一课时
一、复习提问:
什么是平方根?什么是立方根?一个数的平方根有几个,立方根呢?
归纳:在初中的时候我们已经知道:若
x2 a ,则 x 叫做 a 的平方根 . 同理,若 x3 a ,则 x 叫做 a
的立方根 .
3、教材对反函数的学习要求仅限于初步知道概念, 目的在于强化指数函数与对数函数这两种函数模
型的学习,教学中不宜对其定义做更多的拓展
.
4. 教材对幂函数的内容做了削减, 仅限于学习五种学生易于掌握的幂函数, 并且安排的顺序向后调
整,教学中应防止增加这部分内容,以免增加学生学习的负担
.
5. 通过运用计算机绘制指数函数的动态图象
思考: a n n ( n a ) n 是否成立,举例说明 .
课堂练习: 1. 求出下列各式的值
(1) 7 ( 2)7
(2) 3 (3a 3)3 ( a 1)
4
(3) (3a
3)4
2.若 a2 2a 1 a 1,求 a的取值范围 .
3.计算 3 ( 8)3 4 (3 2)4 3 (2 3)3
三.归纳小结:
即: a n
1
m
人教版高中数学必修一2-1-2《指数函数及其性质》公开课教案
课题:指数函数及其性质2.1.2 指数函数及其性质一、教学目标:1.理解指数函数的概念,掌握指数函数的图象和性质.2.通过教学,掌握研究函数性质的思路方法,如类比、从特殊到一般等,增强学生识图用图的能力.3.在指数函数的学习过程中,培养学生观察、分析、归纳等思维能力,体会分类讨论思想、数形结合等数学思想. 二、教学重点、难点:教学重点:指数函数的定义、图象和性质.教学难点:指数函数定义、图象和性质的发现总结。
三、教学过程:1.创设情境引例1:某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,……以此类推,1个这样的细胞分裂 x 次后,得到的细胞个数 y 与 x 的函数关系式是什么?生: y 与 x 之间的关系式,可以表示为y =2x ,*x N .引例2:《庄子·天下篇》中写道:“一尺之棰,日取其半,万世不竭.”则截取x 次后,木棰剩余量y 与x 的函数关系式是什么?生: y 与 x 之间的关系式,可以表示为1()2x y = ,*x N ∈.问题1: 观察函数12()2xxy y ==与的解析式,这两个函数是不是我们以前学习的一次、二次、反比例函数?这两个函数的解析式有何共同特征?生:不是以前学习的一次、二次、反比例函数,他们的共同特征都是xy a =的形式. 问题2: 你能模仿以前学习的一次、二次、反比例函数的定义,给出这一新型函数的定义吗?学生回答xy a =,若回答不出,教师因势利导,然后板书课题:指数函数及其性质. 2. 指数函数的定义一般地,函数(0,1)x y a a a =>≠且叫做指数函数,其中x 是自变量,函数的定义域是R .(归纳指数函数的定义,学生可能归纳不全,如想不到限制条件0a >且1a ≠,师直接说即可.)问题3: 在指数函数的定义中,为什么规定底数0a >且1a ≠呢? 生:(1)若0a =,则当0x >时,0xa =;当0x ≤时,xa 无意义;(2)若a <0,则对x 的某些值,可使xa 无意义,如12,2a x =-=; (3)若1a =,则无论x 取何值,它总是1,没有研究的价值.师:以上同学解释得都有一定道理但不够,底数a 范围的确定,是为了保证a 在这个范围内取值时,这一类函数的定义域永远是相同的.师:请大家来看下面一组练习:判断下列函数是不是指数函数?(学生回答)1(1)3x y += (2)3x y = (3)3x y =- 3(4)y x =(5)x y x =(6)x y π= (7)(3)x y =- ()()821xy a =-1(2a >且1)a ≠ 规律总结:指数函数的特征:(1)幂的系数为1;(2)底数是一个正的不等于1常数;(3)指数为自变量x .3. 指数函数的图象师:问题4:要研究一种新函数,如何研究?生:定义—图象—性质-应用师:问题5:研究一个函数,主要研究它的哪些性质呢? 生:定义域、值域、特殊点、单调性、最值、奇偶性.师:既然我们明晰了研究函数的思路和方法,那请你画指数函数(0,1)xy a a a =>≠且的图象.生:不知道底数a ,画不出来.师:那我们先画哪个指数函数的图象呢? 生:画12()2xxy y ==与的图象.师:请大家画出以下四个指数函数的图象.()()()()112 2()2133 4()3x x x xy y y y ==== 由学生分组上黑板画图,然后师生一起订正。
【高中数学必修一】2.1.1指数与指数的运算(2)
新课
拓展:根式的被开方数不能被根指数整除时,根 式也可以写成分数指数幂的形式 。如:
3
a a (a 0)
2
4
2 3
b b (b 0)
1 2
c c (c 0)
5
5 4
* (a>0,m,n ∈ N*, 且 n>1) 即:a a (a 0, n N , n 1) n m
r r
小结
a
n
x
n个
通过本节的学习,我们已经将指数幂的范围推广 到实数的范畴.
整数指数幂
a aa
a , n N , a R.
规定 : a 1, a 0.
0
a
m n
n
1 n , n N , a 0. a
1
m n
有理数指数幂
规定 : a
无理数指数幂
x
例题剖析
1 5 16 例2.求值 : 8 , 25 ,( ) ,( ) . 2 81
2 2 4. 解 : 8 (2 )
2 3 2 3 3
1 2 1 2
2 3
1 2
3 4
25
(5 )
2
1 5 . 5
1
1 5 5 1 5 ( ) (2 ) 2 32. 2
1 2 3 1 2 7 2
a3 a , a2 3 a2 ,
a3 a .
a 3 a (a a 3 ) 2 (a 3 ) 2 a 3 .
2 3 1 2 1 2 1 3 1 6
例4 计算下列各式(式中字母都是正数) : (1) (2a b )( 6a b ) ( 3a b ), (2) ( m n ) .
人教版高中数学必修一第二章教案和练习
高中数学必修一第二章教案和练习§2.1.1 指数与指数幂的运算(1)学习目标1. 了解指数函数模型背景及实用性、必要性;2. 了解根式的概念及表示方法;3. 理解根式的运算性质.学习过程一、课前准备(预习教材P 48~ P 50,找出疑惑之处)复习1:正方形面积公式为 ;正方体的体积公式为 .复习2:(初中根式的概念)如果一个数的平方等于a ,那么这个数叫做a 的 ,记作 ; 如果一个数的立方等于a ,那么这个数叫做a 的 ,记作 .二、新课导学※ 学习探究探究任务一:指数函数模型应用背景探究下面实例及问题,了解指数指数概念提出的背景,体会引入指数函数的必要性.实例1. 某市人口平均年增长率为1.25℅,1990年人口数为a 万,则x 年后人口数为多少万?实例2. 给一张报纸,先实验最多可折多少次?你能超过8次吗?计算:若报纸长50cm ,宽34cm ,厚0.01mm ,进行对折x 次后,求对折后的面积与厚度?问题1:国务院发展研究中心在2000年分析,我国未来20年GDP (国内生产总值)年平均增长率达7.3℅, 则x 年后GDP 为2000年的多少倍?问题2:生物死亡后,体内碳14每过5730年衰减一半(半衰期),则死亡t 年后体内碳14的含量P 与死亡时碳14关系为57301()2t P . 探究该式意义?小结:实践中存在着许多指数函数的应用模型,如人口问题、银行存款、生物变化、自然科学.探究任务二:根式的概念及运算考察: 2(2)4±=,那么2±就叫4的 ;3327=,那么3就叫27的 ;4(3)81±=,那么3±就叫做81的 .依此类推,若n x a =,,那么x 叫做a 的 .新知:一般地,若n x a =,那么x 叫做a 的n 次方根 ( n th root ),其中1n >,n *∈N .例如:328=2=.反思:当n 为奇数时, n 次方根情况如何?33=-, 记:x =当n 为偶数时,正数的n 次方根情况?例如:81的4次方根就是 ,记:.强调:负数没有偶次方根;0的任何次方根都是00=.试试:4b a =,则a 的4次方根为 ;3b a =,则a 的3次方根为 .新知:根式(radical ),这里n 叫做根指数(radical exponent ),a 叫做被开方数(radicand ).试试:计算2.反思:从特殊到一般,n结论:n a =. 当n a =;当n (0)||(0)a a a a a ≥⎧=⎨-<⎩.※ 典型例题例1求下类各式的值:(1) ; (2) ;(3; (4)a b <).变式:计算或化简下列各式.(1 (2推广:=(a ≥0).※ 动手试试练1.练2. 化简三、总结提升※ 学习小结1. n 次方根,根式的概念;2. 根式运算性质.※ 知识拓展1. 整数指数幂满足不等性质:若0a >,则0n a >.2. 正整数指数幂满足不等性质:① 若1a >,则;② 若01a <<,则01n a <<. 其中n ∈N *.1. ).A. 3B. -3C. ±3D. 812. 625的4次方根是( ).A. 5B. -5C. ±5D. 253. 化简2是( ).A. b -B. bC. b ±D. 1b4. = .5. 计算:31. 计算:(1(2)2. 计算34a a-⨯和3(8)a+-,它们之间有什么关系?你能得到什么结论?3. 对比()n n nab a b=与()n nna ab b=,你能把后者归入前者吗?§2.1.1 指数与指数幂的运算(2)1. 理解分数指数幂的概念;2. 掌握根式与分数指数幂的互化;3. 掌握有理数指数幂的运算.一、课前准备(预习教材P50~ P53,找出疑惑之处)复习1:一般地,若n x a=,则x叫做a的,其中1n>,n*∈N. 简记为:.像的式子就叫做,具有如下运算性质:n= ;= ;= .(1)m n a a = ;(2)()m n a = ;(3)()n ab = .二、新课导学※ 学习探究探究任务:分数指数幂引例:a >01025a a ==,则类似可得= ;23a = = .新知:规定分数指数幂如下*(0,,,1)mna a m n N n =>∈>; *1(0,,,1)mnmn a a m n N n a -==>∈>.试试:(1)将下列根式写成分数指数幂形式:= ; = ;= (0,)a m N *>∈.(2)求值:238; 255; 436-; 52a -.反思:① 0的正分数指数幂为 ;0的负分数指数幂为 .② 分数指数幂有什么运算性质?小结:规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数,那么整数指数幂的运算性质也同样可以推广到有理数指数幂.指数幂的运算性质: (0,0,,a b r s Q >>∈)r a ·r r s a a +=; ()r s rs a a =; ()r r s ab a a =.※ 典型例题例1 求值:2327;4316-; 33()5-;2325()49-.变式:化为根式.例2 用分数指数幂的形式表示下列各式(0)b >:(1)2b b ; (2)533b b ; (3例3 计算(式中字母均正): (1)211511336622(3)(8)(6)a b a b a b -÷-; (2)311684()m n .小结:例2,运算性质的运用;例3,单项式运算.例4 计算:(1334a a(0)a >; (2)312103652(2)()m n m n --÷- (,)m n N *∈;(3)÷小结:在进行指数幂的运算时,一般地,化指数为正指数,化根式为分数指数幂,对含有指数式或根式的乘除运算,还要善于利用幂的运算法则.反思:①② 无理数指数幂(0,)a a αα>是无理数是一个确定的实数.实数指数幂的运算性质如何?练1. 把851323x --⎫⎪⎪⎝⎭化成分数指数幂.练2. 计算:(1443327; (2三、总结提升 学习小结①分数指数幂的意义;②分数指数幂与根式的互化;③有理指数幂的运算性质.知识拓展放射性元素衰变的数学模型为:0t m m e λ-=,其中t 表示经过的时间,0m 表示初始质量,衰减后的质量为m ,λ为正的常数.1. 若0a >,且,m n 为整数,则下列各式中正确的是( ).A. m m n na a a ÷= B. m n mn a a a ⋅= C. ()nm m n a a += D. 01n n a a -÷= 2. 化简3225的结果是( ).A. 5B. 15C. 25D. 1253. 计算(122--⎡⎤⎢⎥⎣⎦的结果是( ).A B . C.2 D .2- 4. 化简2327-= .5. 若102,104m n ==,则3210m n -= .1. 化简下列各式:(1)3236()49; (2.2.1⎛-⎝.§2.1.1 指数与指数幂的运算(练习)1. 掌握n次方根的求解;2. 会用分数指数幂表示根式;3. 掌握根式与分数指数幂的运算.一、课前准备(复习教材P48~ P53,找出疑惑之处)复习1:什么叫做根式? 运算性质?像的式子就叫做,具有性质:n=;=;= .复习2:分数指数幂如何定义?运算性质?①mna=;mna-=. 其中*0,,,1a m n N n>∈>②r sa a =;()r sa=;()sab=.复习3:填空.①n为时,(0)||...........(0)xxx≥⎧==⎨<⎩.②求下列各式的值:= ;=;= ;= ;= ;=;= .二、新课导学典型例题例1 已知1122a a-+=3,求下列各式的值:(1)1a a-+;(2)22a a-+;(3)33221122a aa a----.小结:①平方法;②乘法公式;③根式的基本性质=(a≥0)等.注意,a≥0十分重要,无此条件则公式不成立. .变式:已知11223a a--=,求:(1)1122a a-+;(2)3322a a--.例2从盛满1升纯酒精的容器中倒出13升,然后用水填满,再倒出13升,又用水填满,这样进行5次,则容器中剩下的纯酒精的升数为多少?变式:n次后?小结:① 方法:摘要→审题;探究 → 结论; ② 解应用问题四步曲:审题→建模→解答→作答. ※ 动手试试练1. 化简:11112244()()x y x y -÷-.练2. 已知x +x -1=3,求下列各式的值.(1)1122x x -+; (2)3322x x -+.练3. 已知12(),0x f x x x π=⋅>.三、总结提升 学习小结1. 根式与分数指数幂的运算;2. 乘法公式的运用.知识拓展1. 立方和差公式:3322()()a b a b a ab b +=+-+;3322()()a b a b a ab b -=-++.2. 完全立方公式:33223()33a b a a b ab b +=+++;33223()33a b a a b ab b -=-+-.1.).A. B. C. 3 D. 729 2. 354a a (a >0)的值是( ).A. 1B. aC. 15a D. 1710a3. 下列各式中成立的是( ).A .1777()n n m m= B .C 34()x y =+D .4. 化简3225()4-= . 5. 化简2115113366221()(3)()3a b a b a b -÷= .课后作业1. 已知32x a b --=+, .2. 2n a =时, 实数a 和整数n 所应满足的条件.§2.1.2 指数函数及其性质(1)学习目标1. 了解指数函数模型的实际背景,认识数学与现实生活及其他学科的联系;3. 能画出具体指数函数的图象,掌握指数函数的性质(单调性、特殊点).学习过程一、课前准备(预习教材P 54~ P 57,找出疑惑之处)复习1:零指数、负指数、分数指数幂怎样定义的?(1)0a = ;(2)n a -= ;(3)m n a = ;m na -= .其中*0,,,1a m n N n >∈>复习2:有理指数幂的运算性质.(1)m n a a = ;(2)()m n a = ;(3)()n ab = .二、新课导学 学习探究探究任务一:指数函数模型思想及指数函数概念实例:A .细胞分裂时,第一次由1个分裂成2个,第2次由2个分裂成4个,第3次由4个分裂成8个,如此下去,如果第x 次分裂得到y 个细胞,那么细胞个数y 与次数x 的函数关系式是什么?B .一种放射性物质不断变化成其他物质,每经过一年的残留量是原来的84%,那么以时间x 年为自变量,残留量y 的函数关系式是什么?讨论:上面的两个函数有什么共同特征?底数是什么?指数是什么?新知:一般地,函数(0,1)x y a a a =>≠且叫做指数函数(exponential function ),其中x 是自变量,函数的定义域为R .反思:为什么规定a >0且a ≠1呢?否则会出现什么情况呢?试试:举出几个生活中有关指数模型的例子?探究任务二:指数函数的图象和性质引言:你能类比前面讨论函数性质时的思路,提出研究指数函数性质的内容和方法吗?回顾:研究方法:画出函数图象,结合图象研究函数性质.研究内容:定义域、值域、特殊点、单调性、最大(小)值、奇偶性.作图:在同一坐标系中画出下列函数图象: 1()2x y =, 2x y =讨论:(1)函数2x y =与1()2x y =的图象有什么关系?如何由2x y =的图象画出1()2x y =的图象?(2)根据两个函数的图象的特征,归纳出这两个指数函数的性质. 变底数为3或13后呢?a >1 0<a <1图象性 质 (1)定义域:R(2)值域:(0,+∞)(3)过点(0,1),即x =0时,y =1(4)在 R 上是增函数 (4)在R 上是减函数典型例题例1函数()x f x a =(0,1a a >≠且)的图象过点(2,)π,求(0)f ,(1)f -,(1)f 的值.小结:①确定指数函数重要要素是 ;② 待定系数法.例2比较下列各组中两个值的大小:(1)0.60.52,2; (2)2 1.50.9,0.9-- ;(3)0.5 2.12.1,0.5 ; (4)231-与.小结:利用单调性比大小;或间接利用中间数.练1. 已知下列不等式,试比较m 、n 的大小:(1)22()()33m n >; (2) 1.1 1.1m n <.练2. 比较大小:(1)0.70.90.80.8,0.8, 1.2a b c ===;(2)01, 2.50.4,-0.22-, 1.62.5.三、总结提升学习小结①指数函数模型应用思想;②指数函数概念;③指数函数的图象与性质;③单调法.知识拓展因为(01)x y a a a =>≠,且的定义域是R , 所以()(01)f x y a a a =>≠,且的定义域与()f x 的定义域相同. 而()(01)x y a a a ϕ=>≠,且的定义域,由()y t ϕ=的定义域确定.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. 函数2(33)x y a a a =-+是指数函数,则a 的值为( ).A. 1B. 2C. 1或2D. 任意值2. 函数f (x )=21x a -+ (a >0,a ≠1)的图象恒过定点( ).A. (0,1)B. (0,2)C. (2,1)D. (2,2)3. 指数函数①()x f x m =,②()x g x n =满足不等式 01m n <<<,则它们的图象是( ).4. 比较大小:23( 2.5)- 45( 2.5)-.5. 函数1()19x y =-的定义域为 . 课后作业1. 求函数y =1151x x --的定义域.2. 探究:在[m ,n ]上,()(01)x f x a a a =>≠且值域?§2.1.2 指数函数及其性质(2)学习目标1. 熟练掌握指数函数概念、图象、性质;2. 掌握指数型函数的定义域、值域,会判断其单调性;3. 培养数学应用意识.学习过程一、课前准备(预习教材P 57~ P 60,找出疑惑之处)复习1:指数函数的形式是 ,复习2:在同一坐标系中,作出函数图象的草图:2x y =,1()2x y =,5x y =,1()5x y =, 10x y =,1()10x y =.思考:指数函数的图象具有怎样的分布规律?二、新课导学典型例题例1我国人口问题非常突出,在耕地面积只占世界7%的国土上,却养育着22%的世界人口.因此,中国的人口问题是公认的社会问题.2000年第五次人口普查,中国人口已达到13亿,年增长率约为1%.为了有效地控制人口过快增长,实行计划生育成为我国一项基本国策.(1)按照上述材料中的1%的增长率,从2000年起,x 年后我国的人口将达到2000年的多少倍?(2)从2000年起到2020年我国人口将达到多少?小结:学会读题摘要;掌握从特殊到一般的归纳法.试试:2007年某镇工业总产值为100亿,计划今后每年平均增长率为8%, 经过x 年后的总产值为原来的多少倍?多少年后产值能达到120亿?小结:指数函数增长模型.设原有量N ,每次的增长率为p ,则经过x 次增长后的总量y = . 我们把形如x y ka = (,0,1)k R a a ∈>≠且的函数称为指数型函数.例2 求下列函数的定义域、值域:(1)21x y =+; (2)y = (3)110.4x y -=.变式:单调性如何?小结:单调法、基本函数法、图象法、观察法.试试:求函数y =.练1. 求指数函数212x y +=的定义域和值域,并讨论其单调性.练2. 已知下列不等式,比较,m n 的大小.(1)33m n <; (2)0.60.6m n >;(3)(1)m n a a a >> ;(4) (01)m n a a a <<<.练3. 一片树林中现有木材30000 m 3,如果每年增长5%,经过x 年树林中有木材y m 3,写出x ,y 间的函数关系式,并利用图象求约经过多少年,木材可以增加到40000m 3.三、总结提升学习小结1. 指数函数应用模型(,01)x y ka k R a a =∈>≠且;2. 定义域与值域;知识拓展形如()(01)f x y a a a =>≠,且的函数值域的研究,先求得()f x 的值域,再根据t a 的单调性,列出简单的指数不等式,得出所求值域,注意不能忽视()0f x y a =>. 而形如()(01)x y a a a ϕ=>≠,且的函数值域的研究,易知0x a >,再结合函数()t ϕ进行研究. 在求值域的过程中,配合一些常用求值域的方法,例如观察法、单调性法、图象法等.1. 如果函数y =a x (a >0,a ≠1)的图象与函数y =b x (b >0,b ≠1)的图象关于y 轴对称,则有( ).A. a >bB. a <bC. ab =1D. a 与b 无确定关系2. 函数f (x )=3-x -1的定义域、值域分别是( ).A. R , RB. R , (0,)+∞C. R ,(1,)-+∞D.以上都不对3. 设a 、b 均为大于零且不等于1的常数,则下列说法错误的是( ).A. y =a x 的图象与y =a -x 的图象关于y 轴对称B. 函数f (x )=a 1-x (a >1)在R 上递减C. 若a 2>a 21-,则a >1D. 若2x >1,则1x >4. 比较下列各组数的大小:122()5- 320.4-(); 0.763() 0.753-(). 5. 在同一坐标系下,函数y =a x ,y =b x , y =c x , y =d x 的图象如右图,则a 、b 、c 、d 、1之间从小到大的顺序是 .课后作业1. 已知函数f (x )=a -221x +(a ∈R ),求证:对任何a R ∈, f (x )为增函数.2. 求函数2121x x y -=+的定义域和值域,并讨论函数的单调性、奇偶性.§2.2.1 对数与对数运算(1)学习目标1. 理解对数的概念;3. 掌握对数式与指数式的相互转化.学习过程一、课前准备(预习教材P 62~ P 64,找出疑惑之处)复习1:庄子:一尺之棰,日取其半,万世不竭.(1)取4次,还有多长?(2)取多少次,还有0.125尺?复习2:假设2002年我国国民生产总值为a 亿元,如果每年平均增长8%,那么经过多少年国民生产 是2002年的2倍? (只列式)二、新课导学学习探究探究任务:对数的概念问题:截止到1999年底,我国人口约13亿. 如果今后能将人口年平均增长率控制在1%,那么多少年后人口数可达到18亿,20亿,30亿?讨论:(1)问题具有怎样的共性?(2)已知底数和幂的值,求指数怎样求呢?例如:由1.01x m =,求x .新知:一般地,如果x a N =(0,1)a a >≠,那么数 x 叫做以a 为底 N 的对数(logarithm ).记作 log a x N =,其中a 叫做对数的底数,N 叫做真数试试:将复习2及问题中的指数式化为对数式.新知:我们通常将以10为底的对数叫做常用对数(common logarithm ),并把常用对数log N 简记为lg Nlog e N 简记作ln N试试:分别说说lg5 、lg3.5、ln10、ln3的意义.反思:(1)指数与对数间的关系?0,1a a >≠时,x a N =⇔ .(2)负数与零是否有对数?为什么?(3)log 1a = , log a a = .典型例题例1下列指数式化为对数式,对数式化为指数式.(1)35125= ;(2)712128-=;(3)327a =; (4) 2100.01-=; (5)12log 325=-;(6)lg0.001=3-; (7)ln100=4.606.变式:12log 32?= lg0.001=?小结:注意对数符号的书写,与真数才能构成整体. 例2求下列各式中x 的值:(1)642log 3x =; (2)log 86x =-; (3)lg 4x =; (4)3ln e x =.练1. 求下列各式的值.(1)5log 25 ; (2)21log 16; (3)lg 10000.练2. 探究log ?n a a = log ?a N a =三、总结提升①对数概念;②lg N 与ln N ;③指对互化;④如何求对数值知识拓展对数是中学初等数学中的重要内容,那么当初是谁首创“对数”这种高级运算的呢?在数学史上,一般认为对数的发明者是十六世纪末到十七世纪初的苏格兰数学家——纳皮尔(Napier ,1550-1617年)男爵. 在纳皮尔所处的年代,哥白尼的“太阳中心说”刚刚开始流行,这导致天文学成为当时的热门学科. 可是由于当时常量数学的局限性,天文学家们不得不花费很大的精力去计算那些繁杂的“天文数字”,因此浪费了若干年甚至毕生的宝贵时间. 纳皮尔也是当时的一位天文爱好者,为了简化计算,他多年潜心研究大数字的计算技术,终于独立发明了对数.:1. 若2log 3x =,则x =( ).A. 4B. 6C. 8D. 92.log = ( ).A. 1B. -1C. 2D. -23. 对数式2log (5)a a b --=中,实数a 的取值范围是( ).A .(,5)-∞B .(2,5)C .(2,)+∞D . (2,3)(3,5)4. 计算:1(3+= .5. 若log 1)1x =-,则x =________,若y =,则y =___________.课后作业1. 将下列指数式化成对数式,对数式化成指数式.(1)53243=; (2)51232-=; (3)430a = (4)1() 1.032m =; (5)12log 164=-; (6)2log 1287=; (7)3log 27a =.2. 计算:(1)9log 27; (2)3log 243; (3);(3)(2log (2; (4).§§2.2.1 对数与对数运算(2)学习目标1. 掌握对数的运算性质,并能理解推导这些法则的依据和过程;2. 能较熟练地运用对数运算法则解决问题..学习过程一、课前准备(预习教材P 64~ P 66,找出疑惑之处)复习1:(1)对数定义:如果x a N =(0,1)a a >≠,那么数 x 叫做 ,记作 .(2)指数式与对数式的互化:x a N =⇔ .复习2:幂的运算性质.(1)m n a a = ;(2)()m n a = ;(3)()n ab = .复习3:根据对数的定义及对数与指数的关系解答:(1)设log 2a m =,log 3a n =,求m n a +;(2)设log a M m =,log a N n =,试利用m 、n 表示log (a M ·)N .二、新课导学学习探究探究任务:对数运算性质及推导问题:由p q p q a a a +=,如何探讨log a MN 和log a M 、log a N 之间的关系?问题:设log a M p =, log a N q =,由对数的定义可得:M =p a ,N =a∴MN =p a q a =p q a +,∴log a MN =p +q ,即得log a MN =log a M + log a N根据上面的证明,能否得出以下式子?如果 a > 0,a ≠ 1,M > 0, N > 0 ,则(1)log ()log log a a a MN M N =+;(2)log log log a a a M M N N=-; (3) log log ()n a a M n M n R =∈.反思:自然语言如何叙述三条性质? 性质的证明思路?(运用转化思想,先通过假设,将对数式化成指数式,并利用幂运算性质进行恒等变形;然后再根据对数定义将指数式化成对数式)典型例题例1用log a x , log a y , log a z 表示下列各式:(1)2log a xy z ; (2) log a .例2计算:(1)5log 25; (2)0.4log 1;(3)852log (42)⨯; (4)探究:根据对数的定义推导换底公式log log log c a c b b a=(0a >,且1a ≠;0c >,且1c ≠;0b >).试试:2000年人口数13亿,年平均增长率1℅,多少年后可以达到18亿?动手试试练1. 设lg2a =,lg3b =,试用a 、b 表示5log 12.变式:已知lg2=0.3010,lg3=0.4771,求lg6、.练2. 运用换底公式推导下列结论.(1)log log m n a a n b b m=;(2)1log log a b b a =.练3. 计算:(1)7lg142lg lg7lg183-+-;(2)lg 243lg9.三、总结提升学习小结①对数运算性质及推导;②运用对数运算性质;③换底公式.※ 知识拓展① 对数的换底公式log log log b a b N N a=; ② 对数的倒数公式1log log a b b a=. ③ 对数恒等式:log log n n a a N N =,log log m n a a n N N=,log log log 1a b c b c a =. ※ 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. 下列等式成立的是( ) A .222log (35)log 3log 5÷=-B .222log (10)2log (10)-=-C .222log (35)log 3log 5+=D .3322log (5)log 5-=-2. 如果lgx =lga +3lgb -5lgc ,那么( ).A .x =a +3b -cB .35ab x c= C .35ab x c= D .x =a +b 3-c 3 3. 若()2lg 2lg lg y x x y -=+,那么( ).A .y x =B .2y x =C .3y x =D .4y x =4. 计算:(1)99log 3log 27+=;(2)2121log log 22+= . 5. 计算:15lg 23=.1. 计算:(1; (2)2lg 2lg 2lg5lg5+⋅+.2. 设a 、b 、c 为正数,且346a b c ==,求证:1112c a b-=.§2.2.1 对数与对数运算(3)1. 能较熟练地运用对数运算性质解决实践问题;2. 加强数学应用意识的训练,提高解决应用问题的能力.一、课前准备(预习教材P 66~ P 69,找出疑惑之处)复习1:对数的运算性质及换底公式.如果 a > 0,a ≠ 1,M > 0, N > 0 ,则(1)log ()a MN = ;(2)log a M N= ; (3) log n a M = .换底公式log a b = .复习2:已知 2log 3 = a , 3log 7 = b ,用 a ,b 表示42log 56.复习3:1995年我国人口总数是12亿,如果人口的年自然增长率控制在1.25℅,问哪一年我国人口总数将超过14亿? (用式子表示)二、新课导学※ 典型例题例1 20世纪30年代,查尔斯.里克特制订了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大. 这就是我们常说的里氏震级M ,其计算公式为:0lg lg M A A =-,其中A 是被测地震的最大振幅,0A 是“标准地震”的振幅(使用标准地震振幅是为了修正测震仪距实际震中距离造成的偏差).(1)假设在一次地震中,一个距离震中100千米的测震仪记录的地震最大振幅是20,此时标准地震的振幅是0.001, 计算这次地震的震级(精确到0.1);(2)5级地震给人的振感已比较明显,计算7.6级地震最大振幅是5级地震最大振幅的多少倍?(精确到1)小结:读题摘要→寻找数量关系→利用对数计算.例2当生物死亡后,它机体内原有的碳14会按确定的规律衰减,大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.根据些规律,人们获得了生物体碳14含量P 与生物死亡年数t 之间的关系.回答下列问题:(1)求生物死亡t 年后它机体内的碳14的含量P ,并用函数的观点来解释P 和t 之间的关系,指出是我们所学过的何种函数?(2)已知一生物体内碳14的残留量为P ,试求该生物死亡的年数t ,并用函数的观点来解释P 和t 之间的关系,指出是我们所学过的何种函数?(3)长沙马王墓女尸出土时碳14的余含量约占原始量的76.7%,试推算古墓的年代?反思:① P 和t 之间的对应关系是一一对应;② P 关于t 的指数函数(x P =,则t 关于P 的函数为 . ※ 动手试试练1. 计算:(1)0.21log 35-; (2)4912log 3log 2log ⋅-练2. 我国的GDP 年平均增长率保持为7.3%,约多少年后我国的GDP 在2007年的基础上翻两番?三、总结提升※ 学习小结1. 应用建模思想(审题→设未知数→建立x 与y 之间的关系→求解→验证);2. 用数学结果解释现象.※ 知识拓展在给定区间内,若函数()f x 的图象向上凸出,则函数()f x 在该区间上为凸函数,结合图象易得到1212()()()22x x f x f x f ++≥; 在给定区间内,若函数()f x 的图象向下凹进,则函数()f x 在该区间上为凹函数,结合图象易得到1212()()()x x f x f x f ++≤.※ 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. 25()a -(a ≠0)化简得结果是( ).A .-aB .a 2C .|a |D .a2. 若 log 7[log 3(log 2x )]=0,则12x =( ).A. 3B.C.D.3. 已知35a b m ==,且112a b+=,则m 之值为( ).A .15BC .D .2254. 若3a =2,则log 38-2log 36用a 表示为 .5. 已知lg20.3010=,lg1.07180.0301=,则lg2.5= ;1102= .1. 化简:(1)222lg5lg8lg5lg20(lg2)3+++; (2)()()24525log 5+log 0.2log 2+log 0.5.2. 若()()lg lg 2lg 2lg lg x y x y x y -++=++,求x y的值.§2.2.2 对数函数及其性质(1)1. 通过具体实例,直观了解对数函数模型所刻画的数量关系,初步理解对数函数的概念,体会对数函数是一类重要的函数模型;2. 能借助计算器或计算机画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的单调性与特殊点;3. 通过比较、对照的方法,引导学生结合图象类比指数函数,探索研究对数函数的性质,培养数形结合的思想方法,学会研究函数性质的方法.一、课前准备(预习教材P 70~ P 72,找出疑惑之处)复习1:画出2x y =、1 ()2x y =的图象,并以这两个函数为例,说说指数函数的性质.复习2:生物机体内碳14的“半衰期”为5730年,湖南长沙马王堆汉墓女尸出土时,碳14的残余量约占原始含量的76.7%,试推算马王堆古墓的年代.(列式)二、新课导学※ 学习探究探究任务一:对数函数的概念讨论:t 与P 的关系?(对每一个碳14的含量P 的取值,通过对应关系logt P =,生物死亡年数t 都有唯一的值与之对应,从而t 是P 的函数)新知:一般地,当a >0且a ≠1时,函数log a y x =叫做对数函数(logarithmic function),自变量是x ; 函数的定义域是(0,+∞).反思:对数函数定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别,如:22log y x =,5log (5)y x = 都不是对数函数,而只能称其为对数型函数;对数函数对底数的限制 (0a >,且1)a ≠.探究任务二:对数函数的图象和性质问题:你能类比前面讨论指数函数性质的思路,提出研究对数函数性质的内容和方法吗?研究方法:画出函数图象,结合图象研究函数性质.研究内容:定义域、值域、特殊点、单调性、最大(小)值、奇偶性.试试:同一坐标系中画出下列对数函数的图象.2log y x =;0.5log y x =.反思:((2)图象具有怎样的分布规律?※ 典型例题例1求下列函数的定义域: (1)2log a y x =;(2)log (3)a yx =-;变式:求函数y =的定义域.例2比较大小:(1)ln3.4,ln8.5; (2)0.30.3log 2.8,log 2.7; (3)log 5.1,log 5.9a a .小结:利用单调性比大小;注意格式规范.※ 动手试试练1. 求下列函数的定义域.(1)0.2log (6)y x =--; (2)y .练2. 比较下列各题中两个数值的大小.(1)22log 3log 3.5和; (2)0.30.2log 4log 0.7和; (3)0.70.7log 1.6log 1.8和; (4)23log 3log 2和.三、总结提升※ 学习小结1. 对数函数的概念、图象和性质;2. 求定义域;3. 利用单调性比大小.※ 知识拓展对数函数凹凸性:函数()log ,(0,1)a f x x a a =>≠,12,x x 是任意两个正实数.当1a >时,1212()()()22f x f x x xf ++≤;当01a <<时,1212()()()22f x f x x xf ++≥.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. 当a >1时,在同一坐标系中,函数x y a -=与log a y x =的图象是( ).2. 函数22log (1)y x x =+≥的值域为( ). A. (2,)+∞ B. (,2)-∞ C. [)2,+∞ D. [)3,+∞3. 不等式的41log 2x >解集是( ). A. (2,)+∞ B. (0,2)B. 1(,)2+∞ D. 1(0,)24. 比大小:(1)log 67 log 7 6 ; (2)log 31.5 log 2 0.8. 5. 函数(-1)log (3-)x y x =的定义域是 .1. 已知下列不等式,比较正数m 、n 的大小:(1)3log m <3log n ; (2)0.3log m >0.3log n ; (3)log a m >log a n (a >1)2. 求下列函数的定义域:(1)y =(2)y =§2.2.2 对数函数及其性质(2)1. 解对数函数在生产实际中的简单应用;2. 进一步理解对数函数的图象和性质;3. 学习反函数的概念,理解对数函数和指数函数互为反函数,能够在同一坐标上看出互为反函数的两个函数的图象性质.一、课前准备(预习教材P 72~ P 73,找出疑惑之处)复习1:对数函数log (0,1)a y x a a =>≠且图象和性质.复习2:比较两个对数的大小.(1)10log 7与10log 12 ; (2)0.5log 0.7与0.5log 0.8.复习3:求函数的定义域.(1)311log 2y x=- ; (2)log (28)a y x =+.二、新课导学※ 学习探究探究任务:反函数问题:如何由2x y =求出x ?反思:函数2log x y =由2x y =解出,是把指数函数2x y =中的自变量与因变量对调位置而得出的. 习惯上我们通常用x 表示自变量,y 表示函数,即写为2log y x =.新知:当一个函数是一一映射时, 可以把这个函数的因变量作为一个新函数的自变量, 而把这个函数的自变量新的函数的因变量. 我们称这两个函数为反函数(inverse function ) 例如:指数函数2x y =与对数函数2log y x =互为反函数.试试:在同一平面直角坐标系中,画出指数函数2x y =及其反函数2log y x =图象,发现什么性质?反思: (1)如果000(,)P x y 在函数2x y =的图象上,那么P 0关于直线y x =的对称点在函数2log y x =的图象上吗?为什么?(2)由上述过程可以得到结论:互为反函数的两个函数的图象关于 对称.※ 典型例题例1求下列函数的反函数:(1) 3x y =; (2)log (1)a y x =-.小结:求反函数的步骤(解x →习惯表示→定义域)变式:点(2,3)在函数log (1)a y x =-的反函数图象上,求实数a 的值.例2溶液酸碱度的测量问题:溶液酸碱度pH 的计算公式lg[]pH H +=-,其中[]H +表示溶液中氢离子的浓度,单位是摩尔/升.(1)分析溶液酸碱度与溶液中氢离子浓度之间的变化关系? (2)纯净水7[]10H +-=摩尔/升,计算其酸碱度.小结:抽象出对数函数模型,然后应用对数函数模型解决问题,这就是数学应用建模思想.※ 动手试试练1. 己知函数()x f x a k =-的图象过点(1,3)其反函数的图象过点(2,0),求()f x 的表达式.练2. 求下列函数的反函数.(1) y =x (x ∈R );(2)y =log a 2x(a >0,a ≠1,x >0)三、总结提升※ 学习小结① 函数模型应用思想;② 反函数概念.※ 知识拓展函数的概念重在对于某个范围(定义域)内的任意一个自变量x 的值,y 都有唯一的值和它对应. 对于一个单调函数,反之对应任意y 值,x 也都有惟一的值和它对应,从而单调函数才具有反函数. 反函数的定义域是原函数的值域,反函数的值域是原函数的定义域,即互为反函数的两个函数,定义域与值域 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. 函数0.5log y x =的反函数是( ). A. 0.5log y x =- B. 2log y x =C. 2x y =D. 1()2x y =2. 函数2xy =的反函数的单调性是( ). A. 在R 上单调递增 B. 在R 上单调递减C. 在(0,)+∞上单调递增D. 在(0,)+∞上单调递减3. 函数2(0)y x x =<的反函数是( ). A. (0)y x x =±> B. (0)y x x => C. (0)y x x =-> D. y x =±4. 函数x y a =的反函数的图象过点(9,2),则a 的值为 .5. 右图是函数1log a y x =,2log a y x =3log a y x =, 4log a y x =的图象,则底数之间的关系为 .课后作业有占总数12的细胞每小时分裂一次,即由1个细1. 现有某种细胞100个,其中胞分裂成2个细胞,按这种规律发展下去,经过多少小时,细胞总数可以超过1010个?(参考数据:lg30.477,lg20.301==).。
高中数学第二章基本初等函数(Ⅰ)2.1指数函数2.1.2指数函数及其性质教学设计新人教A版必修1
2.1.2 指数函数及其性质整体设计教学内容分析本节课是《普通高中课程标准实验教科书·数学(1)》(人教A版)第二章第一节第二课(2.1.2)《指数函数及其性质》.根据实际情况,将《指数函数及其性质》划分为三节课〔指数函数的图象及其性质,指数函数及其性质的应用(1),指数函数及其性质的应用(2)〕,这是第一节课“指数函数的图象及其性质”.指数函数是重要的基本初等函数之一,作为常见函数,它不仅是今后学习对数函数和幂函数的基础,同时在生活及生产实际中有着广泛的应用,所以指数函数应重点研究.学生学习情况分析指数函数是在学生系统学习了函数概念,基本掌握了函数性质的基础上进行研究的,是学生对函数概念及性质的第一次应用.教材在之前的学习中给出了两个实际例子(GDP的增长问题和碳14的衰减问题),已经让学生感受到了指数函数的实际背景,但这两个例子的背景对于学生来说有些陌生.本节课先设计一个看似简单的问题,通过超出想象的结果来激发学生学习新知的兴趣和欲望.设计思想1.函数及其图象在高中数学中占有很重要的位置.如何突破这个既重要又抽象的内容,其实质就是将抽象的符号语言与直观的图象语言有机地结合起来,通过具有一定思考价值的问题,激发学生的求知欲望——持久的好奇心.我们知道,函数的表示法有三种:列表法、图象法、解析法,以往的函数的学习大多只关注到图象的作用,这其实只是借助了图象的直观性,只是从一个角度看函数,是片面的.本节课力图让学生从不同的角度去研究函数,对函数进行一个全方位的研究,并通过对比总结得到研究的方法,让学生去体会这种研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去.2.在本节课的教学中我努力实践以下两点:(1)在课堂活动中通过同伴合作、自主探究培养学生积极主动、勇于探索的学习方式.(2)在教学过程中努力做到生生对话、师生对话,并且在对话之后重视体会、总结、反思,力图在培养和发展学生数学素养的同时让学生掌握一些学习、研究数学的方法.3.通过课堂教学活动向学生渗透数学思想方法.教学目标根据学生的实际情况,本节课的教学目标是:理解指数函数的概念,能画出具体指数函数的图象;在理解指数函数概念、性质的基础上,能应用所学知识解决简单的数学问题;在教学过程中通过类比,回顾归纳从图象和解析式这两种不同角度研究函数性质的数学方法,加深对指数函数的认识,让学生在数学活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要;同时通过本节课的学习,使学生获得研究函数的规律和方法;培养学生主动学习、合作交流的意识.重点难点教学重点:指数函数的概念、图象和性质.教学难点:对底数的分类,如何由图象、解析式归纳指数函数的性质.教学过程一、创设情境、提出问题(约3分钟)师:如果让1号同学准备2粒米,2号同学准备4粒米,3号同学准备6粒米,4号同学准备8粒米,5号同学准备10粒米,……,按这样的规律,51号同学该准备多少粒米?学生回答后教师公布事先估算的数据:51号同学该准备102粒米,大约5克重.师:如果改成让1号同学准备2粒米,2号同学准备4粒米,3号同学准备8粒米,4号同学准备16粒米,5号同学准备32粒米,……,按这样的规律,51号同学该准备多少粒米?学情预设学生可能说出很多或能算出具体数目.师:大家能否估计一下51号同学该准备的米有多重吗?教师公布事先估算的数据:51号同学所需准备的大米约重1.2亿吨.师:1.2亿吨是一个什么概念?根据2007年9月13日美国农业部发布的最新数据显示,2007~2008年度我国大米产量预计为1.27亿吨.这就是说51号同学所需准备的大米相当于2007~2008年度我国全年的大米产量!设计意图用一个看似简单的实例,为引出指数函数的概念做准备;同时通过与一次函数的对比让学生感受指数函数的爆炸增长,激发学生学习新知的兴趣和欲望.在以上两个问题中,每位同学所需准备的米粒数用y表示,每位同学的座号数用x表示,y与x之间的关系分别是什么?学生很容易得出y=2x(x∈N*)和y=2x(x∈N*).学情预设学生可能会漏掉x的取值范围,教师要引导学生思考具体问题中x的取值范围.二、师生互动、探究新知1.指数函数的定义师:其实,在本章开头的问题中,也有一个与y=2x类似的关系式y=1.073x(x∈N*,x≤20).(1)让学生思考讨论以下问题(问题逐个给出,约3分钟):①y=2x(x∈N*)和y=1.073x(x∈N*,x≤20)这两个解析式有什么共同特征?②它们能否构成函数?③是我们学过的哪个函数?如果不是,你能否根据该函数的特征给它起个恰当的名字? 设计意图引导学生从具体问题、实际问题中抽象出数学模型.学生对比已经学过的一次函数、反比例函数、二次函数,发现y =2x ,y =1.073x 是一个新的函数模型,再让学生给这个新的函数命名,由此激发学生的学习兴趣.引导学生观察,两个函数中,底数是常数,指数是自变量.师:如果可以用字母a 代替其中的底数,那么上述两式就可以表示成y =a x 的形式.自变量在指数位置,所以我们把它称作指数函数.(2)让学生讨论并给出指数函数的定义(约6分钟).对于底数的分类,可将问题分解为:①若a <0,会有什么问题?(如a =-2,x =12,则在实数范围内相应的函数值不存在) ②若a =0,会有什么问题?(对于x ≤0,a x 都无意义)③若a =1又会怎么样?(1x 无论x 取何值,它总是1,对它没有研究的必要)师:为了避免上述各种情况的发生,所以规定a >0且a ≠1.在这里要注意生生之间、师生之间的对话.①若学生从教科书中已经看到指数函数的定义,教师可以问,为什么要求a >0,且a ≠1;a =1为什么不行?②若学生只给出y =a x ,教师可以引导学生通过类比一次函数(y =kx +b ,k ≠0)、反比例函数(y =k x ,k ≠0)、二次函数(y =ax 2+bx +c ,a ≠0)中的限制条件,思考指数函数中底数的限制条件.学情预设设计意图①对指数函数中底数限制条件的讨论可以引导学生研究一个函数应注意它的实际意义和研究价值;②讨论出a >0,且a ≠1,也为下面研究性质时对底数的分类做准备.接下来教师可以问学生是否明确了指数函数的定义,能否写出一两个指数函数?教师也在黑板上写出一些解析式让学生判断,如y =2×3x ,y =32x ,y =-2x.学情预设学生可能只是关注指数是否是变量,而不考虑其他的.设计意图加深学生对指数函数定义和呈现形式的理解.2.指数函数的性质(1)提出两个问题(约3分钟)①目前研究函数一般可以包括哪些方面?设计意图让学生在研究指数函数时有明确的目标:函数三要素(对应法则、定义域、值域)和函数的基本性质(单调性、奇偶性).②研究函数(比如今天的指数函数)可以怎么研究?用什么方法、从什么角度研究? 可以从图象和解析式这两个不同的角度进行研究;可以从具体的函数入手(即底数取一些数值);当然也可以用列表法研究函数,只是今天我们所学的函数用列表法不易得出此函数的性质,可见具体问题要选择适当的方法来研究才能事半功倍!还可以借助一些数学思想方法来思考.设计意图①让学生知道图象法不是研究函数的唯一方法,由此引导学生可以从图象和解析式(包括列表)两个不同的角度对函数进行研究;②对学生进行数学思想方法(从一般到特殊再到一般、数形结合、分类讨论)的有机渗透.(2)分组活动,合作学习(约8分钟)师:下面我们就从图象和解析式这两个不同的角度对指数函数进行研究.①让学生分为两大组,一组从解析式的角度入手(不画图)研究指数函数,一组借助电脑通过几何画板的操作从图象的角度入手研究指数函数;②每一大组再分为若干合作小组(建议4人一小组);③每组都将研究所得到的结论或成果写出来以便交流.学情预设考虑到各组的水平可能有所不同,教师应巡视,对个别组可做适当的指导.通过自主探索、合作学习,不仅让学生充当学习的主人更可加深对所得到结论的理解.设计意图(3)交流、总结(约10~12分钟)师:下面我们开一个成果展示会!教师在巡视过程中应关注各组的研究情况,此时可选一些有代表性的小组上台展示研究成果,并对比从两个角度入手研究的结果.教师可根据上课的实际情况对学生发现、得出的结论进行适当的点评或要求学生分析.这里除了研究定义域、值域、单调性、奇偶性外,再引导学生注意是否还有其他性质?师:各组在研究过程中除了定义域、值域、单调性、奇偶性外是否还得到一些有价值的副产品呢?〔〕如过定点(0,1),y =a x 与y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a x 的图象关于y 轴对称学情预设①首先选一个从解析式的角度研究的小组上台汇报;②对于从图象的角度研究的,可先选没对底数进行分类的小组上台汇报;③问其他小组有没有不同的看法,上台补充,让学生对底数进行分类,引导学生思考哪个量决定着指数函数的单调性,以什么为分界,教师可以马上通过电脑操作看函数图象的变化.设计意图①函数的表示法有三种:列表法、图象法、解析法,通过这个活动,让学生知道研究一个具体的函数可以从多个角度入手,从图象角度研究只是能直观的看出函数的一些性质,而具体的性质还是要通过对解析式的论证;特别是定义域、值域更是可以直接从解析式中得到的.②让学生上台汇报研究成果,使学生有种成就感,同时还可训练其对数学问题的分析和表达能力,培养其数学素养;③对指数函数的底数进行分类是本课的一个难点,让学生在讨论中自己解决分类问题,使该难点的突破显得自然.师:从图象入手我们很容易看出函数的单调性、奇偶性,以及过定点(0,1),但定义域、值域却不可确定;从解析式(结合列表)可以很容易得出函数的定义域、值域,但对底数的分类却很难想到.教师通过几何画板中改变参数a的值,追踪y=a x的图象,在变化过程中,让全体学生进一步观察指数函数的变化规律.师生共同总结指数函数的图象和性质,教师可以边总结边板书.0<a<1a>1(0,+∞)过定点(0,1)1.例:已知指数函数f(x)=a x(a>0,且a≠1)的图象经过点(3,π),求f(0),f(1),f(-3)的值.解:因为f(x)=a x的图象经过点(3,π),所以f(3)=π,即a 3=π.解得13πa =,于是f (x )=3πx . 所以f (0)=1,f (1)=3π,f (-3)=1π. 设计意图通过本题加深学生对指数函数的理解.师:根据本题,你能说出确定一个指数函数需要什么条件吗?师:从方程思想来看,求指数函数就是确定底数,因此只要一个条件,即布列一个方程就可以了.设计意图让学生明确底数是确定指数函数的要素,同时向学生渗透方程的思想.2.练习:(1)在同一平面直角坐标系中画出y =3x 和y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 的大致图象,并说出这两个函数的性质;(2)求下列函数的定义域:①y =112xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭. 3.师:通过本节课的学习,你对指数函数有什么认识?你有什么收获?学情预设学生可能只是把指数函数的性质总结一下,教师要引导学生谈谈对函数研究的学习,即怎么研究一个函数.设计意图①让学生再一次复习对函数的研究方法(可以从多个角度进行),让学生体会本节课的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去.②总结本节课中所用到的数学思想方法.③强调各种研究数学的方法之间有区别又有联系,相互作用,才能融会贯通.4.作业:课本习题2.1A 组 5.教学反思1.本节课改变了以往常见的函数研究方法,让学生从不同的角度去研究函数,对函数进行一个全方位的研究,不仅仅是通过对比总结得到指数函数的性质,更重要的是让学生体会到对函数的研究方法,以便能将其迁移到其他函数的研究中去,教师可以真正做到“授之以渔”而非“授之以鱼”.2.教学中借助信息技术可以弥补传统教学在直观感、立体感和动态感方面的不足,可以很容易的化解教学难点、突破教学重点、提高课堂效率,本节课使用几何画板可以动态地演示出指数函数的底数的变化过程,让学生直观地观察底数对指数函数单调性的影响.3.在教学过程中不断向学生渗透数学思想方法,让学生在活动中感受数学思想方法之美、体会数学思想方法之重要,部分学生还能自觉地运用这些数学思想方法去分析、思考问题.指数函数及其性质的应用整体设计三维目标1.知识与技能理解指数函数的图象和性质,会利用性质来解决问题.2.过程与方法能利用指数函数的图象和性质来比较两个值的大小,图象间的平移,去探索利用指数函数的单调性来求未知字母的取值范围.3.情感、态度与价值观在解决简单实际问题的过程中,体会指数函数是一类重要的函数模型,激发学生学习数学的兴趣,努力培养学生的创新意识.重点难点教学重点:指数函数的图象和性质.教学难点:指数函数的性质应用.教学过程第2课时指数函数及其性质的应用(1)作者:王建波导入新课思路1.复习导入:我们前一节课学习了指数函数的概念和性质,下面我们一起回顾一下指数函数的概念、图象和性质.如何利用指数函数的图象和性质来解决一些问题,这就是本堂课要讲的主要内容.教师板书课题.思路2.我们在学习指数函数的性质时,利用了指数函数的图象的特点,并且是用类比和归纳的方法得出,在理论上,我们能否严格的证明(特别是指数函数的单调性),以便于我们在解题时应用这些性质,本堂课我们要解决这个问题.教师板书课题:指数函数及其性质的应用(1).应用示例例1 比较下列各题中的两个值的大小:(1)1.72.5与1.73;(2)0.8-0.1与0.8-0.2;(3)1.70.3与0.93.1.活动:学生自己思考或讨论,回忆比较数的大小的方法,结合题目实际,选择合理的方法,再写出答案(最好用实物投影仪展示写得正确的答案).比较数的大小,一是作差,看两个数差的符号,若为正,则前面的数大;图1二是作商,但必须是同号数,看商与1的大小,再决定两个数的大小;三是计算出每个数的值,再比较大小;四是利用图象;五是利用函数的单调性.教师在学生中巡视其他学生的解答,发现问题及时纠正并评价.解法一:用数形结合的方法,如第(1)小题,用图形计算器或计算机画出y=1.7x的图象,如图1.在图象上找出横坐标分别为2.5,3的点,显然,图象上横坐标为3的点在横坐标为2.5的点的上方,所以1.72.5<1.73,同理0.8-0.1<0.8-0.2,1.70.3>0.93.1.解法二:用计算器直接计算:1.72.5≈3.77,1.73≈4.91,所以1.72.5<1.73.同理0.8-0.1<0.8-0.2,1.70.3>0.93.1.解法三:利用函数单调性,(1)1.72.5与1.73的底数是1.7,它们可以看成函数y=1.7x,当x=2.5和3时的函数值;因为1.7>1,所以函数y=1.7x在R上是增函数,而2.5<3,所以1.72.5<1.73;(2)0.8-0.1与0.8-0.2的底数是0.8,它们可以看成函数y=0.8x,当x=-0.1和-0.2时的函数值;因为0<0.8<1,所以函数y=0.8x在R上是减函数,而-0.1>-0.2,所以0.8-0.1<0.8-0.2;(3)因为1.70.3>1.70=1,0.93.1<0.90=1,所以1.70.3>0.93.1.点评:在第(3)小题中,可以用解法一、解法二解决,但解法三不适合.由于1.70.3与0.93.1不能直接看成某个函数的两个值,因此,在这两个数值间找到1,把这两数值分别与1比较大小,进而比较1.70.3与0.93.1的大小,这里的1是中间值.思考在上面的解法中,你认为哪种方法更实用?活动:学生对上面的三种解法作比较,解题有法但无定法,我们要采取多种解法,在多种解法中选择最优解法,这要通过反复练习强化来实现.例活动:教师点拨提示定义法判断函数单调性的步骤,单调性的定义证明函数的单调性,要按规定的格式书写.证法一:设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,则y 2-y 1=21121(1)x x x x a a a a x -=--.因为a >1,x 2-x 1>0,所以21>1x x a-,即21x x a --1>0. 又因为1x a >0,所以y 2-y 1>0,即y 1<y 2.所以当a >1时,y =a x,x ∈R 是增函数.同理可证,当0<a <1时,y =a x 是减函数. 证法二:设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,则y 2与y 1都大于0,则y 2y 1=2211x x x x a a a -=. 因为a >1,x 2-x 1>0,所以21>1x x a->1,即y 2y 1>1,y 1<y 2. 所以当a >1时,y =a x ,x ∈R 是增函数.同理可证,当0<a <1时,y =a x是减函数.例1%,那么经过20年后,我国人口数最多为多少(精确到亿)?活动:师生共同讨论,将实际问题转化为数学表达式,建立目标函数,常采用特殊到一般的方式,教师引导学生注意题目中自变量的取值范围,可以先考虑一年一年增长的情况,再从中发现规律,最后解决问题:1999年底 人口约为13亿;经过1年 人口约为13(1+1%)亿;经过2年 人口约为13(1+1%)(1+1%)=13(1+1%)2亿;经过3年 人口约为13(1+1%)2(1+1%)=13(1+1%)3亿;……经过x 年 人口约为13(1+1%)x亿;经过20年 人口约为13(1+1%)20亿.解:设今后人口年平均增长率为1%,经过x 年后,我国人口数为y 亿,则 y =13(1+1%)x ,当x =20时,y =13(1+1%)20≈16(亿).答:经过20年后,我国人口数最多为16亿.点评:类似此题,设原值为N ,平均增长率为p ,则对于经过时间x 后总量y =N (1+p )x (x ∈N ),像y =N (1+p )x 等形如y =ka x (k ∈R ,且k ≠0;a >0,且a ≠1)的函数称为指数型函数.知能训练1.函数y =a |x |(a >1)的图象是( )图2解析:当x ≥0时,y =a |x |=a x 的图象过(0,1)点,在第一象限,图象下凸,是增函数. 答案:B2.下列关系中正确的是( )A .221333111252⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭B .122333111225⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭C .212333111522⎛⎫⎛⎫⎛⎫<< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭D .221333111522⎛⎫⎛⎫⎛⎫<<⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭答案:D3.已知函数f (x )的定义域是(0,1),那么f (2x)的定义域是( )A .(0,1)B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1 C .(-∞,0) D .(0,+∞) 解析:由题意得0<2x <1,即0<2x <20,所以x <0,即x ∈(-∞,0). 答案:C4.若集合A ={y |y =2x,x ∈R },B ={y |y =x 2,x ∈R },则( ) A .AB B .AB C .A =B D .A ∩B =∅解析:A ={y |y >0},B ={y |y ≥0},所以A B .答案:A5.对于函数f (x )定义域中的任意的x 1、x 2(x 1≠x 2),有如下的结论: ①f (x 1+x 2)=f (x 1)·f (x 2);②f (x 1·x 2)=f (x 1)+f (x 2); ③f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0;④f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22<f (x 1)+f (x 2)2.当f (x )=10x时,上述结论中正确的是__________. 解析:因为f (x )=10x,且x 1≠x 2,所以f (x 1+x 2)=1212101010x x xx +=⋅=f (x 1)·f (x 2),所以①正确;因为f (x 1·x 2)=1212101010x x xx ⋅≠+=f (x 1)+f (x 2),②不正确;因为f (x )=10x是增函数,所以f (x 1)-f (x 2)与x 1-x 2同号, 所以f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,所以③正确.因为函数f (x )=10x图象如图3所示是上凹下凸的,可解得④正确.图3答案:①③④另解:④.∵10x 1>0,10x 2>0,x 1≠x 2,∴1210102xx +>1210102xx +>即121221010102x x x x ++>.∴f (x 1)+f (x 2)2>f ⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22.拓展提升在同一坐标系中作出下列函数的图象,讨论它们之间的联系. (1)①y =3x,②y =3x +1,③y =3x -1;(2)①y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,②y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,③y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1.活动:学生动手画函数图象,教师点拨,学生没有思路,教师可以提示.学生回忆函数作图的方法与步骤,按规定作出图象,特别是关键点.解:如图4及图5.观察图4可以看出,y =3x,y =3x +1,y =3x -1的图象间有如下关系:y =3x +1的图象由y =3x 的图象左移1个单位得到; y =3x -1的图象由y =3x 的图象右移1个单位得到; y =3x -1的图象由y =3x +1的图象向右移动2个单位得到.观察图5可以看出,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1的图象间有如下关系:y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1的图象由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象左移1个单位得到;y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1的图象由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 的图象右移1个单位得到; y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1的图象由y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +1的图象向右移动2个单位得到. 你能推广到一般的情形吗?同学们留作思考.课堂小结思考本节课我们主要学习了哪些知识,你有什么收获?把你的收获写在笔记本上.活动:教师用多媒体显示以下内容,学生互相交流学习心得,看是否与多媒体显示的内容一致.本节课,在复习旧知识的基础上学习了数形结合的思想、函数与方程的思想,加深了对问题的分析能力,形成了一定的能力与方法.作业课本习题2.1 B组1,3,4.设计感想本节课主要是复习巩固指数函数及其性质,涉及的内容较多,要首先组织学生回顾指数函数的性质,为此,必须利用函数图象,数形结合,通过数与形的相互转化,借助形的直观性解决问题,本节课要训练学生能够恰当地构造函数,根据函数的单调性比较大小,有时要分a>1,0<a<1,这是分类讨论的思想,因此加大了习题和练习的量,目的是让学生在较短的时间内,掌握学习的方法,提高分析问题和解决问题的能力,要加快速度,多运用现代化的教学手段.第3课时指数函数及其性质的应用(2)作者:刘玉亭导入新课思路1.我们在学习指数函数的性质时,利用了指数函数的图象的特点,并且是用类比和归纳的方法得出,在上节课的探究中我们知道,函数①y=3x,②y=3x+1,③y=3x-1的图象之间的关系,由其中的一个可得到另外两个的图象,那么,对y=a x与y=a x+m(a>0,m∈R)有着怎样的关系呢?在理论上,含有指数函数的复合函数是否具有奇偶性呢?这是我们本堂课研究的内容.教师点出课题:指数函数及其性质的应用(2).思路2.我们在第一章中,已学习了函数的性质,特别是单调性和奇偶性是某些函数的重要特点,我们刚刚学习的指数函数,严格地证明了指数函数的单调性,便于我们在解题时应用这些性质,在实际生活中,往往遇到的不单单是指数函数,还有其他形式的函数,有的是指数函数的复合函数,我们需要研究它的单调性和奇偶性,这是我们面临的问题,也是我们本节课要解决的问题——指数函数及其性质的应用(2).推进新课新知探究提出问题(1)指数函数有哪些性质?(2)利用单调性的定义证明函数单调性的步骤有哪些?(3)对复合函数,如何证明函数的单调性?(4)如何判断函数的奇偶性,有哪些方法?活动:教师引导,学生回忆,教师提问,学生回答,积极交流,及时评价学生,学生有困惑时加以解释,可用多媒体显示辅助内容.讨论结果:(1)指数函数的图象和性质一般地,指数函数y=a x在底数a>1及0<a<1这两种情况下的图象和性质如下表所示:图象分布在一、二象限,与轴相交,落在x轴的上方都过点(0,1)第一象限的点的纵坐标都大于1第二象限的点的纵坐标都大于第一象限的点的纵坐标都大于0且小于1;第二象限的点①取值.即设x1,x2是该区间内的任意两个值且x1<x2.②作差变形.即求f(x2)-f(x1),通过因式分解、配方、有理化等方法,向有利于判断差的符号的方向变形.③定号.根据给定的区间和x2-x1的符号确定f(x2)-f(x1)的符号,当符号不确定时,可以进行分类讨论.④判断.根据单调性定义作出结论.(3)对于复合函数y=f(g(x))可以总结为:当函数f(x)和g(x)的单调性相同时,复合函数y=f(g(x))是增函数;当函数f(x)和g(x)的单调性相异即不同时,复合函数y=f(g(x))是减函数;又简称为口诀“同增异减”.(4)判断函数的奇偶性:一是利用定义法,即首先是定义域关于原点对称,再次是考查式子f(x)与f(-x)的关系,最后确定函数的奇偶性;二是作出函数图象或从已知图象观察,若图象关于原点或y轴对称,则函数具有奇偶性.应用示例例 1 在同一坐标系下作出下列函数的图象,并指出它们与指数函数y=2x的图象的关系.(1)y=2x+1与y=2x+2;(2)y=2x-1与y=2x-2.活动:教师适当时候点拨,学生回想作图的方法和步骤,特别是指数函数图象的作法,学生回答并到黑板上作图,教师指点学生,列出对应值表,抓住关键点,特别是(0,1)点,或用计算机作图.解:(1)列出函数数据表作出图象如图6.图6比较可知函数y=2x+1、y=2x+2与y=2x的图象的关系为:将指数函数y=2x的图象向左平行移动1个单位长度,就得到函数y=2x+1的图象;将指数函数y=2x的图象向左平行移动2个单位长度,就得到函数y=2x+2的图象.(2)列出函数数据表作出图象如图7.图7比较可知函数y =2x -1、y =2x -2与y =2x的图象的关系为:将指数函数y =2x的图象向右平行移动1个单位长度,就得到函数y =2x -1的图象;将指数函数y =2x的图象向右平行移动2个单位长度,就得到函数y =2x -2的图象.点评:类似地,我们得到y =a x与y =ax +m(a >0,a ≠1,m ∈R )之间的关系:y =a x +m (a >0,m ∈R )的图象可以由y =a x 的图象变化而来.当m >0时,y =a x的图象向左移动m 个单位得到y =ax +m的图象; 当m <0时,y =a x 的图象向右移动|m |个单位得到y =a x +m的图象.上述规律也简称为“左加右减”.例2 已知定义域为R 的函数f (x )=2x +1+a 是奇函数.(1)求a ,b 的值;(2)若对任意的t ∈R ,不等式f (t 2-2t )+f (2t 2-k )<0恒成立,求k 的取值范围. 活动:学生审题,考虑解题思路.求值一般是构建方程,求取值范围一般要转化为不等式,如果有困难,教师可以提示,(1)从条件出发,充分利用奇函数的性质,由于定义域为R ,所以f (0)=0,f (-1)=-f (1),(2)在(1)的基础上求出f (x ),转化为关于k 的不等式,利用恒成立问题再转化.(1)解:因为f (x )是奇函数,所以f (0)=0,即b -1a +2=0⇒b =1.所以f (x )=1-2xa +2x +1;。
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第二课时
提问:
1.复习初中时的整数指数幂,运算性质?
00,1(0),0n a a a a a a a =⋅⋅⋅⋅⋅=≠无意义
1
(0)n n a a a -=≠
;()m n m n m n mn a a a a a +⋅==
(),()n m mn n n n a a ab a b ==
什么叫实数?
有理数,无理数统称实数.
2.观察以下式子,并总结出规律:a >0
①
1051025255()a a a a === ② 884242()a a a a === ③ 1212343444()a a a a === ④5105102525
()a a a a === 小结:当根式的被开方数的指数能被根指数整除时,根式可以写成分数作为指数的形式,(分数指数幂形式).
根式的被开方数不能被根指数整除时,根式是否也可以写成分数指数幂的形式.如: 2323
(0)a a a ==>
1
2(0)b b b ==> 5544(0)c c c ==> 即:*(0,,1)m n m n a
a a n N n =>∈> 为此,我们规定正数的分数指数幂的意义为: *(0,,)m
n m n a a a m n N =>∈
正数的定负分数指数幂的意义与负整数幂的意义相同. 即:*1
(0,,)m
n m
n a a m n N a -=>∈
规定:0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义.
说明:规定好分数指数幂后,根式与分数指数幂是可以互换的,分数指数幂只是根式的一种新的写法,而不是1
11(0)n
m m m m
a a a a a =⋅⋅⋅⋅> 由于整数指数幂,分数指数幂都有意义,因此,有理数指数幂是有意义的,整数指数幂的运算性质,可以推广到有理数指数幂,即:
(1)(0,,)r s r s a a a a r s Q +⋅=>∈
(2)()(0,,)r S rs a a a r s Q =>∈
(3)()(0,0,)r r r a b a b Q b r Q ⋅=>>∈
若a >0,P 是一个无理数,则P 该如何理解?为了解决这个问题,引导学生先阅读课本P 62——P 62. 即:2的不足近似值,从由小于2的方向逼近2,2的过剩近似值从大于2的方向逼近2.
所以,当2不足近似值从小于2的方向逼近时,25的近似值从小于25的方向逼近25. 当2的过剩似值从大于2的方向逼近2时,25的近似值从大于25的方向逼近25,(如课本图所示) 所以,25是一个确定的实数.
一般来说,无理数指数幂(0,)p a a p >是一个无理数是一个确定的实数,有理数指数
幂的性质同样适用于无理数指数幂.无理指数幂的意义,是用有理指数幂的不足近似值和过剩近似值无限地逼近以确定大小. 思考:3
2的含义是什么?
由以上分析,可知道,有理数指数幂,无理数指数幂有意义,且它们运算性质相同,实数指数幂有意义,也有相同的运算性质,即: (0,,)r s r s a a a a r R s R +⋅=>∈∈
()(0,,)r s rs a a a r R s R =>∈∈
()(0,)r r r a b a b a r R ⋅=>∈
3.例题
(1).(P 51,例2)求值
解:① 2223323338(2)2
24⨯==== ② 1
1
12()21222125(5)555
--⨯--==== ③ 5151(5)1
()(2)2322----⨯-===
④
33
4()3
44
162227 ()()() 81338 -⨯--
===
(2).(P51,例3)用分数指数幂的形式表或下列各式(a>0)
解:
117
3
33222
.
a a a a a a
+
=⋅==
228
2
3
222333
a a a a a a
+
⋅⋅⋅==
3
1442
1
3333
2
()
a a a a a a a
=⋅===
分析:先把根式化为分数指数幂,再由运算性质来运算.课堂练习:P54练习第1,2,3题
补充练习:
1.计算:
1221
2
1
(2)()
2
48
n n
n
++
-
⋅
的结果
2.若
1
3
107
3103
3
3,384,[()]n
a
a a a
a
-
==⋅
求的值
小结:
1.分数指数是根式的另一种写法.
2.无理数指数幂表示一个确定的实数.
3.掌握好分数指数幂的运算性质,其与整数指数幂的运算性质是一致的.作业:P59习题2.1 第2题。