作为一位杰出的教职工,很有必要精心设计一份教学设计,教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。教学设计要怎么写呢?以下是小编整理的高中数学教学设计,仅供参考,希望能够帮助到大家。
重点难点教学:
1.正确理解映射的概念;
2.函数相等的两个条件;
3.求函数的定义域和值域。
一.教学过程:
1. 使学生熟练掌握函数的概念和映射的定义;
2. 使学生能够根据已知条件求出函数的定义域和值域; 3. 使学生掌握函数的三种表示方法。
二.教学内容:
1.函数的定义
设A、B是两个非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数()fx和它对应,那么称:fAB?为从集合A到集合B的一个函数(function),记作:
(),yf_A
其中,x叫自变量,x的取值范围A叫作定义域(domain),与x的值对应的y值叫函数值,函数值的集合{()|}f_A?叫值域(range)。显然,值域是集合B的子集。
注意:
① “y=f(x)”是函数符号,可以用任意的字母表示,如“y=g(x)”;
②函数符号“y=f(x)”中的f(x)表示与x对应的函数值,一个数,而不是f乘x.
2.构成函数的三要素 定义域、对应关系和值域。
3、映射的定义
设A、B是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系f,使对于集合A中的任意
一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素y与之对应,那么就称对应f:A→B为从 集合A到集合B的一个映射。
4. 区间及写法:
设a、b是两个实数,且a
(1) 满足不等式axb??的实数x的集合叫做闭区间,表示为[a,b];
(2) 满足不等式axb??的实数x的集合叫做开区间,表示为(a,b);
5.函数的三种表示方法 ①解析法 ②列表法 ③图像法
教学目标:
1.掌握基本事件的概念;
2.正确理解古典概型的两大特点:有限性、等可能性;
3.掌握古典概型的概率计算公式,并能计算有关随机事件的概率.
教学重点:
掌握古典概型这一模型.
教学难点:
如何判断一个实验是否为古典概型,如何将实际问题转化为古典概型问题.
教学方法:
问题教学、合作学习、讲解法、多媒体辅助教学.
教学过程:
一、问题情境
1.有红心1,2,3和黑桃4,5这5张扑克牌,将其牌点向下置于桌上,现从中任意抽取一张,则抽到的牌为红心的概率有多大?
二、学生活动
1.进行大量重复试验,用“抽到红心”这一事件的频率估计概率,发现工作量较大且不够准确;
2.(1)共有“抽到红心1” “抽到红心2” “抽到红心3” “抽到黑桃4” “抽到黑桃5”5种情况,由于是任意抽取的,可以认为出现这5种情况的可能性都相等;
(2)6个;即“1点”、“2点”、“3点”、“4点”、“5点”和“6点”,
这6种情况的可能性都相等;
三、建构数学
1.介绍基本事件的概念,等可能基本事件的'概念;
2.让学生自己总结归纳古典概型的两个特点(有限性)、(等可能性);
3.得出随机事件发生的概率公式:
四、数学运用
1.例题.
例1
有红心1,2,3和黑桃4,5这5张扑克牌,将其牌点向下置于桌上,现从中任意抽取2张共有多少个基本事件?(用枚举法,列举时要有序,要注意“不重不漏”)
探究(1):一只口袋内装有大小相同的5只球,其中3只白球,2只黑球,从中一次摸出2只球,共有多少个基本事件?该实验为古典概型吗?(为什么对球进行编号?)
探究(2):抛掷一枚硬币2次有(正,反)、(正,正)、(反,反)3个基本事件,对吗?
学生活动:探究(1)如果不对球进行编号,一次摸出2只球可能有两白、一黑一白、两黑三种情况,“摸到两黑”与“摸到两白”的可能性相同;而事实上“摸到两白”的机会要比“摸到两黑”的机会大.记白球为1,2,3号,黑球为4,5号,通过枚举法发现有10个基本事件,而且每个基本事件发生的可能性相同.
探究(2):抛掷一枚硬币2次,有(正,正)、(正,反)、(反,正)、(反,反)四个基本事件.
(设计意图:加深对古典概型的特点之一等可能基本事件概念的理解.)
例2
一只口袋内装有大小相同的5只球,其中3只白球,2只黑球,从中
一次摸出2只球,则摸到的两只球都是白球的概率是多少?
问题:在运用古典概型计算事件的概率时应当注意什么?
①判断概率模型是否为古典概型
②找出随机事件A中包含的基本事件的个数和试验中基本事件的总数.
教师示范并总结用古典概型计算随机事件的概率的步骤
例3
同时抛两颗骰子,观察向上的点数,问:
(1)共有多少个不同的可能结果?
(2)点数之和是6的可能结果有多少种?
(3)点数之和是6的概率是多少?
问题:如何准确的写出“同时抛两颗骰子”所有基本事件的个数?
学生活动:用课本第102页图3-2-2,可直观的列出事件A中包含的基本事件的个数和试验中基本事件的总数.
问题:点数之和是3的倍数的可能结果有多少种?
(介绍图表法)
例4
甲、乙两人作出拳游戏(锤子、剪刀、布),求:
(1)平局的概率;(2)甲赢的概率;(3)乙赢的概率.
设计意图:进一步提高学生对将实际问题转化为古典概型问题的能力.
2.练习.
(1)一枚硬币连掷3次,只有一次出现正面的概率为_________.
(2)在20瓶饮料中,有3瓶已过了保质期,从中任取1瓶,取到已过保质期的饮料的概率为_________..
(3)第103页练习1,2.
(4)从1,2,3,…,9这9个数字中任取2个数字,
①2个数字都是奇数的概率为_________;
②2个数字之和为偶数的概率为_________.
五、要点归纳与方法小结
本节课学习了以下内容:
1.基本事件,古典概型的概念和特点;
2.古典概型概率计算公式以及注意事项;
3.求基本事件总数常用的方法:列举法、图表法.
一、教材分析
本小节选自《普通高中课程标准数学教科书-数学必修(一)》(人教版)第二章基本初等函数(1)2.2.2对数函数及其性质(第一课时),主要内容是学习对数函数的定义、图象、性质及初步应用。对数函数是继指数函数之后的又一个重要初等函数,无论从知识或思想方法的角度对数函数与指数函数都有许多类似之处。与指数函数相比,对数函数所涉及的知识更丰富、方法更灵活,能力要求也更高。学习对数函数是对指数函数知识和方法的巩固、深化和提高,也为解决函数综合问题及其在实际上的应用奠定良好的基础。虽然这个内容十分熟悉,但新教材做了一定的改动,如何设计能够符合新课标理念,是人们十分关注的,正因如此,本人选择这课题立求某些方面有所突破。
二、学生学习情况分析
刚从初中升入高一的学生,仍保留着初中生许多学习特点,能力发展正处于形象思维向抽象思维转折阶段,但更注重形象思维。由于函数概念十分抽象,又以对数运算为基础,同时,初中函数教学要求降低,初中生运算能力有所下降,这双重问题增加了对数函数教学的难度。教师必须认识到这一点,教学中要控制要求的拔高,关注学习过程。
三、设计理念
本节课以建构主义基本理论为指导,以新课标基本理念为依据进行设计的,针对学生的学习背景,对数函数的教学首先要挖掘其知识背景贴近学生实际,其次,激发学生的学习热情,把学习的主动权交给学生,为他们提供自主探究、合作交流的机会,确实改变学生的学习方式。
四、教学目标
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,培养学生运用函数的观点解决实际问题。
五、教学重点与难点
重点是掌握对数函数的图象和性质,难点是底数对对数函数值变化的影响.
六、教学过程设计
教学流程:背景材料→引出课题→函数图象→函数性质→问题解决→归纳小结
(一)熟悉背景、引入课题
1.让学生看材料:
材料1(幻灯):马王堆女尸千年不腐之谜:一九七二年,马王堆考古发现震惊世界,专家发掘西汉辛追遗尸时,形体完整,全身润泽,皮肤仍有弹性,关节还可以活动,骨质比现在六十岁的正常人还好,是世界上发现的首例历史悠久的湿尸。大家知道,世界发现的不腐之尸都是在干燥的环境风干而成,譬如沙漠环境,这类干尸虽然肌肤未腐,是因为干燥不利细菌繁殖,但关节和一般人死后一样,是僵硬的,而马王堆辛追夫人却是在湿润的环境中保存二千多年,而且关节可以活动。人们最关注有两个问题,第一:怎么鉴定尸体的年份?第二:是什么环境使尸体未腐?其中第一个问题与数学有关。
图4—1 (如图4—1在长沙马王堆“沉睡”近2200年的古长沙国丞相夫人辛追,日前奇迹般地“复活”了)那么,考古学家是怎么计算出古长沙国丞相夫人辛追“沉睡”近2200年?上面已经知道考古学家是通过提取尸体的残留物碳14的残留量p,利用t?logp 57302估算尸体出土的年代,不难发现:对每一个碳14的含量的取值,通过这个对应关系,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;
如图4—2材料2(幻灯):某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个??,如果要求这种细胞经过多少次分裂,大约可以得到细胞1万个,10万个??,不难发现:分裂次数y就是要得到的细胞个数x的函数,即y?log2x;
图4—2 1.引导学生观察这些函数的特征:含有对数符号,底数是常数,真数是变量,从而得出对数函数的定义:函数y?logax(a?0,且a?1)叫做对数函数,其中x是自变量,函数的定义域是(0,+∞).
1对数函数的定义与指数函数类似,都是形式定义,注意辨别.如:注意:○ x2对数函数对底数的限制:(a?0,都不是对数函数.○5y?2log2x,y?log5且a?1).
3.根据对数函数定义填空;
例1 (1)函数y=logax的定义域是___________ (其中a>0,a≠1) (2)函数y=loga(4-x)的定义域是___________ (其中a>0,a≠1)说明:本例主要考察对数函数定义中底数和定义域的限制,加深对概念的理
解,所以把教材中的解答题改为填空题,节省时间,点到为止,以避免挖深、拓展、引入复合函数的概念。
[设计意图:新课标强调“考虑到多数高中生的认知特点,为了有助于他们对函数概念本质的.理解,不妨从学生自己的生活经历和实际问题入手”。因此,新课引入不是按旧教材从反函数出发,而是选择从两个材料引出对数函数的概念,让学生熟悉它的知识背景,初步感受对数函数是刻画现实世界的又一重要数学模型。这样处理,对数函数显得不抽象,学生容易接受,降低了新课教学的起点] 2
(二)尝试画图、形成感知1.确定探究问题
教师:当我们知道对数函数的定义之后,紧接着需要探讨什么问题?学生1:对数函数的图象和性质
教师:你能类比前面研究指数函数的思路,提出研究对数函数图象和性质的方
法吗?
学生2:先画图象,再根据图象得出性质
教师:画对数函数的图象是否象指数函数那样也需要分类?学生3:按a?1和0?a?1分类讨论
教师:观察图象主要看哪几个特征?
学生4:从图象的形状、位置、升降、定点等角度去识图
教师:在明确了探究方向后,下面,按以下步骤共同探究对数函数的图象:步骤一:(1)用描点法在同一坐标系中画出下列对数函数的图象y?log2xy?log1x 2 (2)用描点法在同一坐标系中画出下列对数函数的图象y?log3xy?log1x 3步骤二:观察对数函数y?log2x、y?log3x与y?log1x、y?log1x的图象特23征,看看它们有那些异同点。
步骤三:利用计算器或计算机,选取底数a(a?0,且a?1)的若干个不同的值,
在同一平面直角坐标系中作出相应对数函数的图象。观察图象,它们有哪些共同特征?
步骤四:规纳出能体现对数函数的代表性图象
步骤五:作指数函数与对数函数图象的比较2.学生探究成果
(1)如图4—3、4—4较为熟练地用描点法画出下列对数函数y?log2x、 y?log1x、 y?log3x、y?log1x的图象23图4—3图4—4 (2)如图4—5学生选取底数a=1/4、1/5、1/6、1/10、4、5、6、10,并推荐几位代表上台演示‘几何画板’,得到相应对数函数的图象。由于学生自己动手,加上‘几何画板’的强大作图功能,学生非常清楚地看到了底数a是如何影响函数y?logax(a?0,且a?1)图象的变化。
图4—5 (3)有了这种画图感知的过程以及学习指数函数的经验,学生很明确y = loga x (a>1)、y = loga x (0(中部)
教学目标:
1。通过生活中优化问题的学习,体会导数在解决实际问题中的作用,促进
学生全面认识数学的科学价值、应用价值和文化价值。
2。通过实际问题的研究,促进学生分析问题、解决问题以及数学建模能力的提高。
教学重点:
如何建立实际问题的目标函数是教学的重点与难点。
教学过程:
一、问题情境
问题1把长为60cm的铁丝围成矩形,长宽各为多少时面积最大?
问题2把长为100cm的铁丝分成两段,各围成正方形,怎样分法,能使两个正方形面积之各最小?
问题3做一个容积为256L的方底无盖水箱,它的高为多少时材料最省?
二、新课引入
导数在实际生活中有着广泛的应用,利用导数求最值的方法,可以求出实际生活中的某些最值问题。
1。几何方面的应用(面积和体积等的最值)。
2。物理方面的应用(功和功率等最值)。
3。经济学方面的应用(利润方面最值)。
三、知识建构
例1在边长为60cm的正方形铁片的四角切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起(如图),做成一个无盖的方底箱子,箱底的边长是多少时,箱底的容积最大?最大容积是多少?
说明1解应用题一般有四个要点步骤:设——列——解——答。
说明2用导数法求函数的最值,与求函数极值方法类似,加一步与几个极
值及端点值比较即可。
例2圆柱形金属饮料罐的容积一定时,它的高与底与半径应怎样选取,才
能使所用的材料最省?
变式当圆柱形金属饮料罐的`表面积为定值S时,它的高与底面半径应怎样选取,才能使所用材料最省?
说明1这种在定义域内仅有一个极值的函数称单峰函数。
说明2用导数法求单峰函数最值,可以对一般的求法加以简化,其步骤为:
S1列:列出函数关系式。
S2求:求函数的导数。
S3述:说明函数在定义域内仅有一个极大(小)值,从而断定为函数的最大(小)值,必要时作答。
例3在如图所示的电路中,已知电源的内阻为,电动势为。外电阻为
多大时,才能使电功率最大?最大电功率是多少?
说明求最值要注意验证等号成立的条件,也就是说取得这样的值时对应的自变量必须有解。
例4强度分别为a,b的两个光源A,B,它们间的距离为d,试问:在连接这两个光源的线段AB上,何处照度最小?试就a=8,b=1,d=3时回答上述问题(照度与光的强度成正比,与光源的距离的平方成反比)。
例5在经济学中,生产单位产品的成本称为成本函数,记为;出售单位产品的收益称为收益函数,记为;称为利润函数,记为。
(1)设,生产多少单位产品时,边际成本最低?
(2)设,产品的单价,怎样的定价可使利润最大?
四、课堂练习
1。将正数a分成两部分,使其立方和为最小,这两部分应分成____和___。
2。在半径为R的圆内,作内接等腰三角形,当底边上高为 时,它的面积最大。
3。有一边长分别为8与5的长方形,在各角剪去相同的小正方形,把四边折起做成一个无盖小盒,要使纸盒的容积最大,问剪去的小正方形边长应为多少?
4。一条水渠,断面为等腰梯形,如图所示,在确定断面尺寸时,希望在断面ABCD的面积为定值S时,使得湿周l=AB+BC+CD最小,这样可使水流阻力小,渗透少,求此时的高h和下底边长b。
五、回顾反思
(1)解有关函数最大值、最小值的实际问题,需要分析问题中各个变量之间的关系,找出适当的函数关系式,并确定函数的定义区间;所得结果要符合问题的实际意义。
(2)根据问题的实际意义来判断函数最值时,如果函数在此区间上只有一个极值点,那么这个极值就是所求最值,不必再与端点值比较。
(3)相当多有关最值的实际问题用导数方法解决较简单。
六、课外作业
课本第38页第1,2,3,4题。
一、概述
教材内容:等比数列的概念和通项公式的推导及简单应用 教材难点:灵活应用等比数列及通项公式解决一般问题 教材重点:等比数列的概念和通项公式
二、教学目标分析
1. 知识目标
1)
2) 掌握等比数列的定义 理解等比数列的通项公式及其推导
2.能力目标
1)学会通过实例归纳概念
2)通过学习等比数列的.通项公式及其推导学会归纳假设
3)提高数学建模的能力
3、情感目标:
1)充分感受数列是反映现实生活的模型
2)体会数学是来源于现实生活并应用于现实生活
3)数学是丰富多彩的而不是枯燥无味的
三、教学对象及学习需要分析
1、 教学对象分析:
1)高中生已经有一定的学习能力,对各方面的知识有一定的基础,理解能力较强。并掌握了函数及个别特殊函数的性质及图像,如指数函数。之前也刚学习了等差数列,在学习这一章节时可联系以前所学的进行引导教学。
2)对归纳假设较弱,应加强这方面教学
2、学习需要分析:
四. 教学策略选择与设计
1.课前复习
1)复习等差数列的概念及通向公式
2)复习指数函数及其图像和性质
2.情景导入
整体设计
教学分析
我们在初中的学习过程中,已了解了整数指数幂的概念和运算性质。从本节开始我们将在回顾平方根和立方根的基础上,类比出正数的n次方根的定义,从而把指数推广到分数指数。进而推广到有理数指数,再推广到实数指数,并将幂的运算性质由整数指数幂推广到实数指数幂。
教材为了让学生在学习之外就感受到指数函数的实际背景,先给出两个具体例子:GDP的增长问题和碳14的衰减问题。前一个问题,既让学生回顾了初中学过的整数指数幂,也让学生感受到其中的函数模型,并且还有思想教育价值。后一个问题让学生体会其中的函数模型的同时,激发学生探究分数指数幂、无理数指数幂的兴趣与欲望,为新知识的学习作了铺垫。
本节安排的内容蕴涵了许多重要的数学思想方法,如推广的思想(指数幂运算律的推广)、类比的思想、逼近的思想(有理数指数幂逼近无理数指数幂)、数形结合的思想(用指数函数的图象研究指数函数的性质)等,同时,充分关注与实际问题的结合,体现数学的应用价值。
根据本节内容的特点,教学中要注意发挥信息技术的力量,尽量利用计算器和计算机创设教学情境,为学生的数学探究与数学思维提供支持。
三维目标
1、通过与初中所学的知识进行类比,理解分数指数幂的概念,进而学习指数幂的性质。掌握分数指数幂和根式之间的互化,掌握分数指数幂的运算性质。培养学生观察分析、抽象类比的能力。
2、掌握根式与分数指数幂的互化,渗透“转化”的数学思想。通过运算训练,养成学生严谨治学,一丝不苟的学习习惯,让学生了解数学来自生活,数学又服务于生活的哲理。
3、能熟练地运用有理指数幂运算性质进行化简、求值,培养学生严谨的思维和科学正确的计算能力。
4、通过训练及点评,让学生更能熟练掌握指数幂的运算性质。展示函数图象,让学生通过观察,进而研究指数函数的性质,让学生体验数学的简洁美和统一美。
重点难点
教学重点
(1)分数指数幂和根式概念的理解。
(2)掌握并运用分数指数幂的运算性质。
(3)运用有理指数幂的性质进行化简、求值。
教学难点
(1)分数指数幂及根式概念的理解。
(2)有理指数幂性质的灵活应用。
课时安排
3课时
教学过程
第1课时
作者:路致芳
导入新课
思路1.同学们在预习的过程中能否知道考古学家如何判断生物的发展与进化,又怎样判断它们所处的年代?(考古学家是通过对生物化石的研究来判断生物的发展与进化的,第二个问题我们不太清楚)考古学家是按照这样一条规律推测生物所处的年代的。教师板书本节课题:指数函数——指数与指数幂的运算。
思路2.同学们,我们在初中学习了平方根、立方根,那么有没有四次方根、五次方根…n次方根呢?答案是肯定的,这就是我们本堂课研究的课题:指数函数——指数与指数幂的运算。
推进新课
新知探究
提出问题
(1)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?
(2)如x4=a,x5=a,x6=a,根据上面的结论我们又能得到什么呢?
(3)根据上面的结论我们能得到一般性的结论吗?
(4)可否用一个式子表达呢?
活动:教师提示,引导学生回忆初中的时候已经学过的平方根、立方根是如何定义的,对照类比平方根、立方根的定义解释上面的式子,对问题(2)的结论进行引申、推广,相互交流讨论后回答,教师及时启发学生,具体问题一般化,归纳类比出n次方根的概念,评价学生的思维。
讨论结果:(1)若x2=a,则x叫做a的平方根,正实数的平方根有两个,它们互为相反数,如:4的平方根为±2,负数没有平方根,同理,若x3=a,则x叫做a的立方根,一个数的立方根只有一个,如:-8的立方根为-2.
(2)类比平方根、立方根的定义,一个数的四次方等于a,则这个数叫a的四次方根。一个数的五次方等于a,则这个数叫a的五次方根。一个数的六次方等于a,则这个数叫a的六次方根。
(3)类比(2)得到一个数的n次方等于a,则这个数叫a的n次方根。
(4)用一个式子表达是,若xn=a,则x叫a的n次方根。
教师板书n次方根的意义:
一般地,如果xn=a,那么x叫做a的n次方根(n th root),其中n>1且n∈正整数集。
可以看出数的平方根、立方根的概念是n次方根的概念的特例。
提出问题
(1)你能根据n次方根的意义求出下列数的n次方根吗?(多媒体显示以下题目)。
①4的平方根;②±8的立方根;③16的4次方根;④32的5次方根;⑤-32的5次方根;⑥0的7次方根;⑦a6的立方根。
(2)平方根,立方根,4次方根,5次方根,7次方根,分别对应的方根的指数是什么数,有什么特点?4,±8,16,-32,32,0,a6分别对应什么性质的数,有什么特点?
(3)问题(2)中,既然方根有奇次的也有偶次的,数a有正有负,还有零,结论有一个的,也有两个的,你能否总结一般规律呢?
(4)任何一个数a的偶次方根是否存在呢?
活动:教师提示学生切实紧扣n次方根的概念,求一个数a的n次方根,就是求出的那个数的n次方等于a,及时点拨学生,从数的分类考虑,可以把具体的数写出来,观察数的特点,对问题(2)中的结论,类比推广引申,考虑要全面,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±2的平方等于4,±2的立方等于±8,±2的4次方等于16,2的5次方等于32,-2的5次方等于-32,0的7次方等于0,a2的立方等于a6,所以4的平方根,±8的立方根,16的4次方根,32的5次方根,-32的5次方根,0的7次方根,a6的立方根分别是±2,±2,±2,2,-2,0,a2.
(2)方根的指数是2,3,4,5,7…特点是有奇数和偶数。总的来看,这些数包括正数,负数和零。
(3)一个数a的奇次方根只有一个,一个正数a的偶次方根有两个,是互为相反数。0的任何次方根都是0.
(4)任何一个数a的偶次方根不一定存在,如负数的偶次方根就不存在,因为没有一个数的偶次方是一个负数。
类比前面的平方根、立方根,结合刚才的讨论,归纳出一般情形,得到n次方根的性质:
①当n为偶数时,正数a的n次方根有两个,是互为相反数,正的n次方根用na表示,如果是负数,负的n次方根用-na表示,正的n次方根与负的n次方根合并写成±na(a>0)。
②n为奇数时,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次方根用符号na表示。
③负数没有偶次方根;0的任何次方根都是零。
上面的文字语言可用下面的式子表示:
a为正数:n为奇数,a的n次方根有一个为na,n为偶数,a的n次方根有两个为±na.
a为负数:n为奇数,a的n次方根只有一个为na,n为偶数,a的n次方根不存在。
零的n次方根为零,记为n0=0.
可以看出数的平方根、立方根的性质是n次方根的性质的特例。
思考
根据n次方根的性质能否举例说明上述几种情况?
活动:教师提示学生对方根的性质要分类掌握,即正数的奇偶次方根,负数的奇次方根,零的任何次方根,这样才不重不漏,同时巡视学生,随机给出一个数,我们写出它的平方根,立方根,四次方根等,看是否有意义,注意观察方根的形式,及时纠正学生在举例过程中的问题。
解:答案不,比如,64的立方根是4,16的'四次方根为±2,-27的5次方根为5-27,而-27的4次方根不存在等。其中5-27也表示方根,它类似于na的形式,现在我们给式子na一个名称——根式。
根式的概念:
式子na叫做根式,其中a叫做被开方数,n叫做根指数。
如3-27中,3叫根指数,-27叫被开方数。
思考
nan表示an的n次方根,式子nan=a一定成立吗?如果不一定成立,那么nan等于什么?
活动:教师让学生注意讨论n为奇偶数和a的符号,充分让学生多举实例,分组讨论。教师点拨,注意归纳整理。
〔如3(-3)3=3-27=-3,4(-8)4=|-8|=8〕。
解答:根据n次方根的意义,可得:(na)n=a.
通过探究得到:n为奇数,nan=a.
n为偶数,nan=|a|=a,-a,a≥0,a
因此我们得到n次方根的运算性质:
①(na)n=a.先开方,再乘方(同次),结果为被开方数。
②n为奇数,nan=a.先奇次乘方,再开方(同次),结果为被开方数。
n为偶数,nan=|a|=a,-a,a≥0,a
应用示例
思路1
例求下列各式的值:
(1)3(-8)3;(2)(-10)2;(3)4(3-π)4;(4)(a-b)2(a>b)。
活动:求某些式子的值,首先考虑的应是什么,明确题目的要求是什么,都用到哪些知识,关键是啥,搞清这些之后,再针对每一个题目仔细分析。观察学生的解题情况,让学生展示结果,抓住学生在解题过程中出现的问题并对症下药。求下列各式的值实际上是求数的方根,可按方根的运算性质来解,首先要搞清楚运算顺序,目的是把被开方数的符号定准,然后看根指数是奇数还是偶数,如果是奇数,无需考虑符号,如果是偶数,开方的结果必须是非负数。
解:(1)3(-8)3=-8;
(2)(-10)2=10;
(3)4(3-π)4=π-3;
(4)(a-b)2=a-b(a>b)。
点评:不注意n的奇偶性对式子nan的值的影响,是导致问题出现的一个重要原因,要在理解的基础上,记准,记熟,会用,活用。
变式训练
求出下列各式的值:
(1)7(-2)7;
(2)3(3a-3)3(a≤1);
(3)4(3a-3)4.
解:(1)7(-2)7=-2,
(2)3(3a-3)3(a≤1)=3a-3,
(3)4(3a-3)4=
点评:本题易错的是第(3)题,往往忽视a与1大小的讨论,造成错解。
思路2
例1下列各式中正确的是()
A.4a4=a
B.6(-2)2=3-2
C.a0=1
D.10(2-1)5=2-1
活动:教师提示,这是一道选择题,本题考查n次方根的运算性质,应首先考虑根据方根的意义和运算性质来解,既要考虑被开方数,又要考虑根指数,严格按求方根的步骤,体会方根运算的实质,学生先思考哪些地方容易出错,再回答。
解析:(1)4a4=a,考查n次方根的运算性质,当n为偶数时,应先写nan=|a|,故A项错。
(2)6(-2)2=3-2,本质上与上题相同,是一个正数的偶次方根,根据运算顺序也应如此,结论为6(-2)2=32,故B项错。
(3)a0=1是有条件的,即a≠0,故C项也错。
(4)D项是一个正数的偶次方根,根据运算顺序也应如此,故D项正确。所以答案选D.
答案:D
点评:本题由于考查n次方根的运算性质与运算顺序,有时极易选错,选四个答案的情况都会有,因此解题时千万要细心。
例2 3+22+3-22=__________.
活动:让同学们积极思考,交流讨论,本题乍一看内容与本节无关,但仔细一想,我们学习的内容是方根,这里是带有双重根号的式子,去掉一层根号,根据方根的运算求出结果是解题的关键,因此将根号下面的式子化成一个完全平方式就更为关键了,从何处入手?需利用和的平方公式与差的平方公式化为完全平方式。正确分析题意是关键,教师提示,引导学生解题的思路。
解析:因为3+22=1+22+(2)2=(1+2)2=2+1,
3-22=(2)2-22+1=(2-1)2=2-1,
所以3+22+3-22=22.
答案:22
点评:不难看出3-22与3+22形式上有些特点,即是对称根式,是A±2B形式的式子,我们总能找到办法把其化成一个完全平方式。
思考
上面的例2还有别的解法吗?
活动:教师引导,去根号常常利用完全平方公式,有时平方差公式也可,同学们观察两个式子的特点,具有对称性,再考虑并交流讨论,一个是“+”,一个是“-”,去掉一层根号后,相加正好抵消。同时借助平方差,又可去掉根号,因此把两个式子的和看成一个整体,两边平方即可,探讨得另一种解法。
另解:利用整体思想,x=3+22+3-22,
两边平方,得x2=3+22+3-22+2(3+22)(3-22)=6+232-(22)2=6+2=8,所以x=22.
点评:对双重二次根式,特别是A±2B形式的式子,我们总能找到办法将根号下面的式子化成一个完全平方式,问题迎刃而解,另外对A+2B±A-2B的式子,我们可以把它们看成一个整体利用完全平方公式和平方差公式去解。
变式训练
若a2-2a+1=a-1,求a的取值范围。
解:因为a2-2a+1=a-1,而a2-2a+1=(a-1)2=|a-1|=a-1,
即a-1≥0,
所以a≥1.
点评:利用方根的运算性质转化为去绝对值符号,是解题的关键。
知能训练
(教师用多媒体显示在屏幕上)
1、以下说法正确的是()
A.正数的n次方根是一个正数
B.负数的n次方根是一个负数
C.0的n次方根是零
D.a的n次方根用na表示(以上n>1且n∈正整数集)
答案:C
2、化简下列各式:
(1)664;(2)4(-3)2;(3)4x8;(4)6x6y3;(5)(x-y)2.
答案:(1)2;(2)3;(3)x2;(4)|x|y;(5)|x-y|。
3、计算7+40+7-40=__________.
解析:7+40+7-40
=(5)2+25?2+(2)2+(5)2-25?2+(2)2
=(5+2)2+(5-2)2
=5+2+5-2
=25.
答案:25
拓展提升
问题:nan=a与(na)n=a(n>1,n∈N)哪一个是恒等式,为什么?请举例说明。
活动:组织学生结合前面的例题及其解答,进行分析讨论,解决这一问题要紧扣n次方根的定义。
通过归纳,得出问题结果,对a是正数和零,n为偶数时,n为奇数时讨论一下。再对a是负数,n为偶数时,n为奇数时讨论一下,就可得到相应的结论。
解:(1)(na)n=a(n>1,n∈N)。
如果xn=a(n>1,且n∈N)有意义,则无论n是奇数或偶数,x=na一定是它的一个n次方根,所以(na)n=a恒成立。
例如:(43)4=3,(3-5)3=-5.
(2)nan=a,|a|,当n为奇数,当n为偶数。
当n为奇数时,a∈R,nan=a恒成立。
例如:525=2,5(-2)5=-2.
当n为偶数时,a∈R,an≥0,nan表示正的n次方根或0,所以如果a≥0,那么nan=a.例如434=3,40=0;如果a
即(na)n=a(n>1,n∈N)是恒等式,nan=a(n>1,n∈N)是有条件的。
点评:实质上是对n次方根的概念、性质以及运算性质的深刻理解。
课堂小结
学生仔细交流讨论后,在笔记上写出本节课的学习收获,教师用多媒体显示在屏幕上。
1、如果xn=a,那么x叫a的n次方根,其中n>1且n∈正整数集。用式子na表示,式子na叫根式,其中a叫被开方数,n叫根指数。
(1)当n为偶数时,a的n次方根有两个,是互为相反数,正的n次方根用na表示,如果是负数,负的n次方根用-na表示,正的n次方根与负的n次方根合并写成±na(a>0)。
(2)n为奇数时,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次方根用符号na表示。
(3)负数没有偶次方根。0的任何次方根都是零。
2、掌握两个公式:n为奇数时,(na)n=a,n为偶数时,nan=|a|=a,-a,a≥0,a
作业
课本习题2.1A组1.
补充作业:
1、化简下列各式:
(1)681;(2)15-32;(3)6a2b4.
解:(1)681=634=332=39;
(2)15-32=-1525=-32;
(3)6a2b4=6(|a|?b2)2=3|a|?b2.
2、若5
解析:因为5
答案:2a-13
3.5+26+5-26=__________.
解析:对双重二次根式,我们觉得难以下笔,我们考虑只有在开方的前提下才可能解出,由此提示我们想办法去掉一层根式,
不难看出5+26=(3+2)2=3+2.
同理5-26=(3-2)2=3-2.
所以5+26+5-26=23.
答案:23
设计感想
学生已经学习了数的平方根和立方根,根式的内容是这些内容的推广,本节课由于方根和根式的概念和性质难以理解,在引入根式的概念时,要结合已学内容,列举具体实例,根式na的讲解要分n是奇数和偶数两种情况来进行,每种情况又分a>0,a
第2课时
作者:郝云静
导入新课
思路1.碳14测年法。原来宇宙射线在大气层中能够产生放射性碳14,并与氧结合成二氧化碳后进入所有活组织,先为植物吸收,再为动物吸收,只要植物和动物生存着,它们就会不断地吸收碳14在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后,即会停止吸收碳14,其组织内的碳14便以约5 730年的半衰期开始衰变并消失。对于任何含碳物质只要测定剩下的放射性碳14的含量,便可推断其年代(半衰期:经过一定的时间,变为原来的一半)。引出本节课题:指数与指数幂的运算之分数指数幂。
思路2.同学们,我们在初中学习了整数指数幂及其运算性质,那么整数指数幂是否可以推广呢?答案是肯定的。这就是本节的主讲内容,教师板书本节课题——指数与指数幂的运算之分数指数幂。
推进新课
新知探究
提出问题
(1)整数指数幂的运算性质是什么?
(2)观察以下式子,并总结出规律:a>0,
①;
②a8=(a4)2=a4=,;
③4a12=4(a3)4=a3=;
④2a10=2(a5)2=a5= 。
(3)利用(2)的规律,你能表示下列式子吗?
,,,(x>0,m,n∈正整数集,且n>1)。
(4)你能用方根的意义来解释(3)的式子吗?
(5)你能推广到一般的情形吗?
活动:学生回顾初中学习的整数指数幂及运算性质,仔细观察,特别是每题的开始和最后两步的指数之间的关系,教师引导学生体会方根的意义,用方根的意义加以解释,指点启发学生类比(2)的规律表示,借鉴(2)(3),我们把具体推广到一般,对写正确的同学及时表扬,其他学生鼓励提示。
讨论结果:(1)整数指数幂的运算性质:an=a?a?a?…?a,a0=1(a≠0);00无意义;
a-n=1an(a≠0);am?an=am+n;(am)n=amn;(an)m=amn;(ab)n=anbn.
(2)①a2是a10的5次方根;②a4是a8的2次方根;③a3是a12的4次方根;④a5是a10的2次方根。实质上①5a10=,②a8=,③4a12=,④2a10=结果的a的指数是2,4,3,5分别写成了105,82,124,105,形式上变了,本质没变。
根据4个式子的最后结果可以总结: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)。
(3)利用(2)的规律,453=,375=,5a7=,nxm= 。
(4)53的四次方根是,75的三次方根是,a7的五次方根是,xm的n次方根是。
结果表明方根的结果和分数指数幂是相通的。
(5)如果a>0,那么am的n次方根可表示为nam=,即=nam(a>0,m,n∈正整数集,n>1)。
综上所述,我们得到正数的正分数指数幂的意义,教师板书:
规定:正数的正分数指数幂的意义是=nam(a>0,m,n∈正整数集,n>1)。
提出问题
(1)负整数指数幂的意义是怎样规定的?
(2)你能得出负分数指数幂的意义吗?
(3)你认为应怎样规定零的分数指数幂的意义?
(4)综合上述,如何规定分数指数幂的意义?
(5)分数指数幂的意义中,为什么规定a>0,去掉这个规定会产生什么样的后果?
(6)既然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是否也适用于有理数指数幂呢?
活动:学生回想初中学习的情形,结合自己的学习体会回答,根据零的整数指数幂的意义和负整数指数幂的意义来类比,把正分数指数幂的意义与负分数指数幂的意义融合起来,与整数指数幂的运算性质类比可得有理数指数幂的运算性质,教师在黑板上板书,学生合作交流,以具体的实例说明a>0的必要性,教师及时作出评价。
讨论结果:(1)负整数指数幂的意义是:a-n=1an(a≠0),n∈N+。
(2)既然负整数指数幂的意义是这样规定的,类比正数的正分数指数幂的意义可得正数的负分数指数幂的意义。
规定:正数的负分数指数幂的意义是= =1nam(a>0,m,n∈=N+,n>1)。
(3)规定:零的分数指数幂的意义是:零的正分数次幂等于零,零的负分数指数幂没有意义。
(4)教师板书分数指数幂的意义。分数指数幂的意义就是:
正数的正分数指数幂的意义是=nam(a>0,m,n∈正整数集,n>1),正数的负分数指数幂的意义是= =1nam(a>0,m,n∈正整数集,n>1),零的正分数次幂等于零,零的负分数指数幂没有意义。
(5)若没有a>0这个条件会怎样呢?
如=3-1=-1,=6(-1)2=1具有同样意义的两个式子出现了截然不同的结果,这只说明分数指数幂在底数小于零时是无意义的。因此在把根式化成分数指数时,切记要使底数大于零,如无a>0的条件,比如式子3a2=,同时负数开奇次方是有意义的,负数开奇次方时,应把负号移到根式的外边,然后再按规定化成分数指数幂,也就是说,负分数指数幂在有意义的情况下总表示正数,而不是负数,负数只是出现在指数上。
(6)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。
有理数指数幂的运算性质:对任意的有理数r,s,均有下面的运算性质:
①ar?as=ar+s(a>0,r,s∈Q),
②(ar)s=ars(a>0,r,s∈Q),
③(a?b)r=arbr(a>0,b>0,r∈Q)。
我们利用分数指数幂的意义和有理数指数幂的运算性质可以解决一些问题,来看下面的例题。
应用示例
例1求值:(1);(2);(3)12-5;(4) 。
活动:教师引导学生考虑解题的方法,利用幂的运算性质计算出数值或化成最简根式,根据题目要求,把底数写成幂的形式,8写成23,25写成52,12写成2-1,1681写成234,利用有理数幂的运算性质可以解答,完成后,把自己的答案用投影仪展示出来。
解:(1) =22=4;
(2)=5-1=15;
(3)12-5=(2-1)-5=2-1×(-5)=32;
(4)=23-3=278.
点评:本例主要考查幂值运算,要按规定来解。在进行幂值运算时,要首先考虑转化为指数运算,而不是首先转化为熟悉的根式运算,如=382=364=4.
例2用分数指数幂的形式表示下列各式。
a3?a;a2?3a2;a3a(a>0)。
活动:学生观察、思考,根据解题的顺序,把根式化为分数指数幂,再由幂的运算性质来运算,根式化为分数指数幂时,要由里往外依次进行,把握好运算性质和顺序,学生讨论交流自己的解题步骤,教师评价学生的解题情况,鼓励学生注意总结。
解:a3?a=a3? =;
a2?3a2=a2? =;
a3a= 。
点评:利用分数指数幂的意义和有理数指数幂的运算性质进行根式运算时,其顺序是先把根式化为分数指数幂,再由幂的运算性质来运算。对于计算的结果,不强求统一用什么形式来表示,没有特别要求,就用分数指数幂的形式来表示,但结果不能既有分数指数又有根式,也不能既有分母又有负指数。
例3计算下列各式(式中字母都是正数)。
(1);
(2)。
活动:先由学生观察以上两个式子的特征,然后分析,四则运算的顺序是先算乘方,再算乘除,最后算加减,有括号的先算括号内的,整数幂的运算性质及运算规律扩充到分数指数幂后,其运算顺序仍符合我们以前的四则运算顺序,再解答,把自己的答案用投影仪展示出来,相互交流,其中要注意到(1)小题是单项式的乘除运算,可以用单项式的乘除法运算顺序进行,要注意符号,第(2)小题是乘方运算,可先按积的乘方计算,再按幂的乘方进行计算,熟悉后可以简化步骤。
解:(1)原式=[2×(-6)÷(-3)] =4ab0=4a;
(2)=m2n-3=m2n3.
点评:分数指数幂不表示相同因式的积,而是根式的另一种写法。有了分数指数幂,就可把根式转化成分数指数幂的形式,用分数指数幂的运算法则进行运算了。
本例主要是指数幂的运算法则的综合考查和应用。
变式训练
求值:(1)33?33?63;
(2)627m3125n64.
解:(1)33?33?63= =32=9;
(2)627m3125n64= =9m225n4=925m2n-4.
例4计算下列各式:
(1)(325-125)÷425;
(2)a2a?3a2(a>0)。
活动:先由学生观察以上两个式子的特征,然后分析,化为同底。利用分数指数幂计算,在第(1)小题中,只含有根式,且不是同次根式,比较难计算,但把根式先化为分数指数幂再计算,这样就简便多了,第(2)小题也是先把根式转化为分数指数幂后再由运算法则计算,最后写出解答。
解:(1)原式=
= =65-5;
(2)a2a?3a2= =6a5.
知能训练
课本本节练习1,2,3
【补充练习】
教师用实物投影仪把题目投射到屏幕上让学生解答,教师巡视,启发,对做得好的同学给予表扬鼓励。
1、(1)下列运算中,正确的是()
A.a2?a3=a6 B.(-a2)3=(-a3)2
C.(a-1)0=0 D.(-a2)3=-a6
(2)下列各式①4(-4)2n,②4(-4)2n+1,③5a4,④4a5(各式的n∈N,a∈R)中,有意义的是()
A.①② B.①③ C.①②③④ D.①③④
(3)(34a6)2?(43a6)2等于()
A.a B.a2 C.a3 D.a4
(4)把根式-25(a-b)-2改写成分数指数幂的形式为()
A. B.
C. D.
(5)化简的结果是()
A.6a B.-a C.-9a D.9a
2、计算:(1) --17-2+ -3-1+(2-1)0=__________.
(2)设5x=4,5y=2,则52x-y=__________.
3、已知x+y=12,xy=9且x答案:1.(1)D (2)B (3)B (4)A (5)C 2.(1)19 (2)83、解:。因为x+y=12,xy=9,所以(x-y)2=(x+y)2-4xy=144-36=108=4×27.又因为x所以原式= =12-6-63=-33.拓展提升1、化简:。活动:学生观察式子特点,考虑x的指数之间的关系可以得到解题思路,应对原式进行因式分解,根据本题的特点,注意到:x-1= -13=;x+1= +13=;。构建解题思路教师适时启发提示。解:==== 。点拨:解这类题目,要注意运用以下公式,=a-b,=a± +b,=a±b.2、已知,探究下列各式的值的求法。(1)a+a-1;(2)a2+a-2;(3) 。解:(1)将,两边平方,得a+a-1+2=9,即a+a-1=7;(2)将a+a-1=7两边平方,得a2+a-2+2=49,即a2+ a-2=47;(3)由于,所以有=a+a-1+1=8.点拨:对“条件求值”问题,一定要弄清已知与未知的联系,然后采取“整体代换”或“求值后代换”两种方法求值。课堂小结活动:教师,本节课同学们有哪些收获?请把你的学习收获记录在你的笔记本上,同学们之间相互交流。同时教师用投影仪显示本堂课的知识要点:(1)分数指数幂的意义就是:正数的正分数指数幂的意义是=nam(a>0,m,n∈正整数集,n>1),正数的负分数指数幂的意义是= =1nam(a>0,m,n∈正整数集,n>1),零的正分数次幂等于零,零的负分数指数幂没有意义。(2)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。(3)有理数指数幂的运算性质:对任意的有理数r,s,均有下面的运算性质:①ar?as=ar+s(a>0,r,s∈Q),②(ar)s=ars(a>0,r,s∈Q),③(a?b)r=arbr(a>0,b>0,r∈Q)。(4)说明两点:①分数指数幂的意义是一种规定,我们前面所举的例子只表明这种规定的合理性,其中没有推出关系。②整数指数幂的运算性质对任意的有理数指数幂也同样适用。因而分数指数幂与根式可以互化,也可以利用=am来计算。作业课本习题2.1A组2,4.设计感想本节课是分数指数幂的意义的引出及应用,分数指数是指数概念的又一次扩充,要让学生反复理解分数指数幂的意义,教学中可以通过根式与分数指数幂的互化来巩固加深对这一概念的理解,用观察、归纳和类比的方法完成,由于是硬性的规定,没有合理的解释,因此多安排一些练习,强化训练,巩固知识,要辅助以信息技术的手段来完成大容量的课堂教学任务。第3课时作者:郑芳鸣导入新课思路1.同学们,既然我们把指数从正整数推广到整数,又从整数推广到正分数到负分数,这样指数就推广到有理数,那么它是否也和数的推广一样,到底有没有无理数指数幂呢?回顾数的扩充过程,自然数到整数,整数到分数(有理数),有理数到实数。并且知道,在有理数到实数的扩充过程中,增添的数是无理数。对无理数指数幂,也是这样扩充而来。既然如此,我们这节课的主要内容是:教师板书本堂课的课题〔指数与指数幂的运算(3)〕之无理数指数幂。思路2.同学们,在初中我们学习了函数的知识,对函数有了一个初步的了解,到了高中,我们又对函数的概念进行了进一步的学习,有了更深的理解,我们仅仅学了几种简单的函数,如一次函数、二次函数、正比例函数、反比例函数、三角函数等,这些远远不能满足我们的需要,随着科学的发展,社会的进步,我们还要学习许多函数,其中就有指数函数,为了学习指数函数的知识,我们必须学习实数指数幂的运算性质,为此,我们必须把指数幂从有理数指数幂扩充到实数指数幂,因此我们本节课学习:指数与指数幂的运算(3)之无理数指数幂,教师板书本节课的课题。推进新课新知探究提出问题(1)我们知道2=1.414 213 56…,那么1.41,1.414,1.414 2,1.414 21,…,是2的什么近似值?而1.42,1.415,1.414 3,1.414 22,…,是2的什么近似值?(2)多媒体显示以下图表:同学们从上面的两个表中,能发现什么样的规律?2的过剩近似值的近似值1.5 11.180 339 891.42 9.829 635 3281.415 9.750 851 8081.414 3 9.739 872 621.414 22 9.738 618 6431.414 214 9.738 524 6021.414 213 6 9.738 518 3321.414 213 57 9.738 517 8621.414 213 563 9.738 517 752… …的近似值2的不足近似值9.518 269 694 1.49.672 669 973 1.419.735 171 039 1.4149.738 305 174 1.414 29.738 461 907 1.414 219.738 508 928 1.414 2139.738 516 765 1.414 213 59.738 517 705 1.414 213 569.738 517 736 1.414 213 562… …(3)你能给上述思想起个名字吗?(4)一个正数的无理数次幂到底是一个什么性质的数呢?如,根据你学过的知识,能作出判断并合理地解释吗?(5)借助上面的结论你能说出一般性的结论吗?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:问题(1)从近似值的分类来考虑,一方面从大于2的方向,另一方面从小于2的方向。问题(2)对图表的观察一方面从上往下看,再一方面从左向右看,注意其关联。问题(3)上述方法实际上是无限接近,最后是逼近。问题(4)对问题给予大胆猜测,从数轴的观点加以解释。问题(5)在(3)(4)的基础上,推广到一般的情形,即由特殊到一般。讨论结果:(1)1.41,1.414,1.414 2,1.414 21,…这些数都小于2,称2的不足近似值,而1.42,1.415,1.414 3,1.414 22,…,这些数都大于2,称2的过剩近似值。(2)第一个表:从大于2的方向逼近2时,就从51.5,51.42,51.415,51.414 3,51.414 22,…,即大于的方向逼近。第二个表:从小于2的方向逼近2时,就从51.4,51.41,51.414,51.414 2,51.414 21,…,即小于的方向逼近。从另一角度来看这个问题,在数轴上近似地表示这些点,数轴上的数字表明一方面从51.4,51.41,51.414,51.414 2,51.414 21,…,即小于的方向接近,而另一方面从51.5,51.42,51.415,51.414 3,51.414 22,…,即大于的方向接近,可以说从两个方向无限地接近,即逼近,所以是一串有理数指数幂51.4,51.41,51.414,51.414 2,51.414 21,…,和另一串有理数指数幂51.5,51.42,51.415,51.414 3,51.414 22,…,按上述变化规律变化的结果,事实上表示这些数的点从两个方向向表示的点靠近,但这个点一定在数轴上,由此我们可得到的结论是一定是一个实数,即51.4充分表明是一个实数。(3)逼近思想,事实上里面含有极限的思想,这是以后要学的知识。(4)根据(2)(3)我们可以推断是一个实数,猜测一个正数的无理数次幂是一个实数。(5)无理数指数幂的意义:一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数。也就是说无理数可以作为指数,并且它的结果是一个实数,这样指数概念又一次得到推广,在数的扩充过程中,我们知道有理数和无理数统称为实数。我们规定了无理数指数幂的意义,知道它是一个确定的实数,结合前面的有理数指数幂,那么,指数幂就从有理数指数幂扩充到实数指数幂。提出问题(1)为什么在规定无理数指数幂的意义时,必须规定底数是正数?(2)无理数指数幂的运算法则是怎样的?是否与有理数指数幂的运算法则相通呢?(3)你能给出实数指数幂的运算法则吗?活动:教师组织学生互助合作,交流探讨,引导他们用反例说明问题,注意类比,归纳。对问题(1)回顾我们学习分数指数幂的意义时对底数的规定,举例说明。对问题(2)结合有理数指数幂的运算法则,既然无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数,那么无理数指数幂的运算法则应当与有理数指数幂的运算法则类似,并且相通。对问题(3)有了有理数指数幂的运算法则和无理数指数幂的运算法则,实数的运算法则自然就得到了。讨论结果:(1)底数大于零的必要性,若a=-1,那么aα是+1还是-1就无法确定了,这样就造成混乱,规定了底数是正数后,无理数指数幂aα是一个确定的实数,就不会再造成混乱。(2)因为无理数指数幂是一个确定的实数,所以能进行指数的运算,也能进行幂的运算,有理数指数幂的运算性质,同样也适用于无理数指数幂。类比有理数指数幂的运算性质可以得到无理数指数幂的运算法则:①ar?as=ar+s(a>0,r,s都是无理数)。②(ar)s=ars(a>0,r,s都是无理数)。③(a?b)r=arbr(a>0,b>0,r是无理数)。(3)指数幂扩充到实数后,指数幂的运算性质也就推广到了实数指数幂。实数指数幂的运算性质:对任意的实数r,s,均有下面的运算性质:①ar?as=ar+s(a>0,r,s∈R)。②(ar)s=ars(a>0,r,s∈R)。③(a?b)r=arbr(a>0,b>0,r∈R)。应用示例例1利用函数计算器计算。(精确到0.001)(1)0.32.1;(2)3.14-3;(3);(4) 。活动:教师教会学生利用函数计算器计算,熟悉计算器的各键的功能,正确输入各类数,算出数值,对于(1),可先按底数0.3,再按xy键,再按幂指数2.1,最后按=,即可求得它的值;对于(2),先按底数3.14,再按xy键,再按负号-键,再按3,最后按=即可;对于(3),先按底数3.1,再按xy键,再按3÷4,最后按=即可;对于(4),这种无理指数幂,可先按底数3,其次按xy键,再按键,再按3,最后按=键。有时也可按2ndf或shift键,使用键上面的功能去运算。学生可以相互交流,挖掘计算器的用途。解:(1)0.32.1≈0.080;(2)3.14-3≈0.032;(3) ≈2.336;(4) ≈6.705.点评:熟练掌握用计算器计算幂的值的方法与步骤,感受现代技术的威力,逐步把自己融入现代信息社会;用四舍五入法求近似值,若保留小数点后n位,只需看第(n+1)位能否进位即可。例2求值或化简。(1)a-4b23ab2(a>0,b>0);(2)(a>0,b>0);(3)5-26+7-43-6-42.活动:学生观察,思考,所谓化简,即若能化为常数则化为常数,若不能化为常数则应使所化式子达到最简,对既有分数指数幂又有根式的式子,应该把根式统一化为分数指数幂的形式,便于运算,教师有针对性地提示引导,对(1)由里向外把根式化成分数指数幂,要紧扣分数指数幂的意义和运算性质,对(2)既有分数指数幂又有根式,应当统一起来,化为分数指数幂,对(3)有多重根号的式子,应先去根号,这里是二次根式,被开方数应凑完全平方,这样,把5,7,6拆成(3)2+(2)2,22+(3)2,22+(2)2,并对学生作及时的评价,注意总结解题的方法和规律。解:(1)a-4b23ab2= =3b46a11 。点评:根式的运算常常化成幂的运算进行,计算结果如没有特殊要求,就用根式的形式来表示。一份完整的高中数学教案模板 篇7 教学目标:(1)了解坐标法和解析几何的意义,了解解析几何的基本问题。(2)进一步理解曲线的方程和方程的曲线。(3)初步掌握求曲线方程的方法。(4)通过本节内容的教学,培养学生分析问题和转化的能力。教学重点、难点:求曲线的方程。教学用具:计算机。教学方法:启发引导法,讨论法。教学过程:【引入】1、提问:什么是曲线的方程和方程的曲线。学生思考并回答。教师强调。2、坐标法和解析几何的意义、基本问题。对于一个几何问题,在建立坐标系的基础上,用坐标表示点;用方程表示曲线,通过研究方程的性质间接地来研究曲线的性质,这一研究几何问题的方法称为坐标法,这门科学称为解析几何。解析几何的两大基本问题就是:(1)根据已知条件,求出表示平面曲线的方程。(2)通过方程,研究平面曲线的性质。事实上,在前边所学的直线方程的理论中也有这样两个基本问题。而且要先研究如何求出曲线方程,再研究如何用方程研究曲线。本节课就初步研究曲线方程的求法。【问题】如何根据已知条件,求出曲线的方程。【实例分析】例1:设、两点的坐标是、(3,7),求线段的垂直平分线的方程。首先由学生分析:根据直线方程的知识,运用点斜式即可解决。解法一:易求线段的中点坐标为(1,3),由斜率关系可求得l的斜率为于是有即l的方程为①分析、引导:上述问题是我们早就学过的,用点斜式就可解决。可是,你们是否想过①恰好就是所求的吗?或者说①就是直线的方程?根据是什么,有证明吗?(通过教师引导,是学生意识到这是以前没有解决的问题,应该证明,证明的依据就是定义中的两条)。证明:(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解。设是线段的垂直平分线上任意一点,则即将上式两边平方,整理得这说明点的坐标是方程的解。(2)以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点。设点的坐标是方程①的任意一解,则到、的距离分别为所以,即点在直线上。综合(1)、(2),①是所求直线的方程。至此,证明完毕。回顾上述内容我们会发现一个有趣的现象:在证明(1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解中,设是线段的.垂直平分线上任意一点,最后得到式子,如果去掉脚标,这不就是所求方程吗?可见,这个证明过程就表明一种求解过程,下面试试看:解法二:设是线段的垂直平分线上任意一点,也就是点属于集合由两点间的距离公式,点所适合的条件可表示为将上式两边平方,整理得果然成功,当然也不要忘了证明,即验证两条是否都满足。显然,求解过程就说明第一条是正确的(从这一点看,解法二也比解法一优越一些);至于第二条上边已证。这样我们就有两种求解方程的方法,而且解法二不借助直线方程的理论,又非常自然,还体现了曲线方程定义中点集与对应的思想。因此是个好方法。让我们用这个方法试解如下问题:例2:点与两条互相垂直的直线的距离的积是常数求点的轨迹方程。分析:这是一个纯粹的几何问题,连坐标系都没有。所以首先要建立坐标系,显然用已知中两条互相垂直的直线作坐标轴,建立直角坐标系。然后仿照例1中的解法进行求解。求解过程略。【概括总结】通过学生讨论,师生共同总结:分析上面两个例题的求解过程,我们总结一下求解曲线方程的大体步骤:首先应有坐标系;其次设曲线上任意一点;然后写出表示曲线的点集;再代入坐标;最后整理出方程,并证明或修正。说得更准确一点就是:(1)建立适当的坐标系,用有序实数对例如表示曲线上任意一点的坐标;(2)写出适合条件的点的集合;(3)用坐标表示条件,列出方程;(4)化方程为最简形式;(5)证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点。一般情况下,求解过程已表明曲线上的点的坐标都是方程的解;如果求解过程中的转化都是等价的,那么逆推回去就说明以方程的解为坐标的点都是曲线上的点。所以,通常情况下证明可省略,不过特殊情况要说明。上述五个步骤可简记为:建系设点;写出集合;列方程;化简;修正。下面再看一个问题:例3:已知一条曲线在轴的上方,它上面的每一点到点的距离减去它到轴的距离的差都是2,求这条曲线的方程。【动画演示】用几何画板演示曲线生成的过程和形状,在运动变化的过程中寻找关系。解:设点是曲线上任意一点,轴,垂足是(如图2),那么点属于集合由距离公式,点适合的条件可表示为①将①式移项后再两边平方,得化简得由题意,曲线在轴的上方,所以,虽然原点的坐标(0,0)是这个方程的解,但不属于已知曲线,所以曲线的方程应为,它是关于轴对称的抛物线,但不包括抛物线的顶点,如图2中所示。【练习巩固】题目:在正三角形内有一动点,已知到三个顶点的距离分别为、、,且有,求点轨迹方程。分析、略解:首先应建立坐标系,以正三角形一边所在的直线为一个坐标轴,这条边的垂直平分线为另一个轴,建立直角坐标系比较简单,如图3所示。设、的坐标为、,则的坐标为,的坐标为。根据条件,代入坐标可得化简得①由于题目中要求点在三角形内,所以,在结合①式可进一步求出、的范围,最后曲线方程可表示为【小结】师生共同总结:(1)解析几何研究研究问题的方法是什么?(2)如何求曲线的方程?(3)请对求解曲线方程的五个步骤进行评价。各步骤的作用,哪步重要,哪步应注意什么?【作业】课本第72页练习1,2,3;一份完整的高中数学教案模板 篇8
教学目标:(1) 了解集合、元素的概念,体会集合中元素的三个特征;(2) 理解元素与集合的"属于"和"不属于"关系;(3) 掌握常用数集及其记法;教学重点:掌握集合的基本概念;教学难点:元素与集合的关系;教学过程:一、引入课题军训前学校通知:8月15日8点,高一年级在体育馆集合进行军训动员;试问这个通知的对象是全体的高一学生还是个别学生?在这里,集合是我们常用的一个词语,我们感兴趣的是问题中某些特定(是高一而不是高二、高三)对象的总体,而不是个别的对象,为此,我们将学习一个新的概念--集合(宣布课题),即是一些研究对象的总体。阅读课本P2-P3内容二、新课教学(一)集合的有关概念1. 集合理论创始人康托尔称集合为一些确定的、不同的东西的全体,人们能意识到这些东西,并且能判断一个给定的东西是否属于这个总体。2. 一般地,我们把研究对象统称为元素(element),一些元素组成的总体叫集合(set),也简称集。3. 思考1:判断以下元素的全体是否组成集合,并说明理由:(1) 大于3小于11的偶数;(2) 我国的小河流;(3) 非负奇数;(4) 方程的解;(5) 某校20xx级新生;(6) 血压很高的人;(7) 著名的数学家;(8) 平面直角坐标系内所有第三象限的点(9) 全班成绩好的学生。对学生的解答予以讨论、点评,进而讲解下面的问题。4. 关于集合的元素的特征(1)确定性:设A是一个给定的集合,x是某一个具体对象,则或者是A的元素,或者不是A的元素,两种情况必有一种且只有一种成立。(2)互异性:一个给定集合中的元素,指属于这个集合的互不相同的个体(对象),因此,同一集合中不应重复出现同一元素。(3)无序性:给定一个集合与集合里面元素的顺序无关。(4)集合相等:构成两个集合的元素完全一样。5. 元素与集合的关系;(1)如果a是集合A的元素,就说a属于(belong to)A,记作:a∈A(2)如果a不是集合A的元素,就说a不属于(not belong to)A,记作:aA例如,我们A表示"1~20以内的所有质数"组成的集合,则有3∈A4A,等等。6.集合与元素的字母表示: 集合通常用大写的拉丁字母A,B,C...表示,集合的元素用小写的拉丁字母a,b,c,...表示。7.常用的数集及记法:非负整数集(或自然数集),记作N;正整数集,记作N或N+;整数集,记作Z;有理数集,记作Q;实数集,记作R;(二)例题讲解:例1.用"∈"或""符号填空:(1)8 N; (2)0 N;(3)-3 Z; (4) Q;(5)设A为所有亚洲国家组成的集合,则中国 A,美国 A,印度 A,英国 A。例2.已知集合P的元素为, 若3∈P且-1P,求实数m的值。(三)课堂练习:课本P5练习1;归纳小结:本节课从实例入手,非常自然贴切地引出集合与集合的概念,并且结合实例对集合的概念作了说明,然后介绍了常用集合及其记法。作业布置:1.习题1.1,第1- 2题;2.预习集合的表示方法。
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