第一篇:高中數(shù)學(xué)新課程創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例50篇_6_函_數(shù)_的_概_(tái)念.
函 數(shù) 的 概 念 教材分析
與傳統(tǒng)課程內(nèi)容相比,這節(jié)內(nèi)容的最大變化就是函數(shù)概念的處理方式.事實(shí)上,“先講映射后講函數(shù)”比“先講函數(shù)后講映射”,有利于學(xué)生更好地理解函數(shù)概念的本質(zhì).第一,在初中函數(shù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上繼續(xù)深入學(xué)習(xí)函數(shù),銜接自然,利于學(xué)生在原有認(rèn)知基礎(chǔ)上提升對(duì)函數(shù)概念的理解;第二,直接進(jìn)入函數(shù)概念的學(xué)習(xí)更有利于學(xué)生將注意力放在理解函數(shù)概念的學(xué)習(xí)上,而不必花大量精力學(xué)習(xí)映射,使其認(rèn)識(shí)映射與函數(shù)的關(guān)系后才能理解函數(shù)的概念.
函數(shù)概念是中學(xué)數(shù)學(xué)中最重要的概念之一.函數(shù)概念、思想貫穿于整個(gè)中學(xué)教材之中.通過(guò)實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自己的觀察、分析、歸納和概括,獲得用集合與對(duì)應(yīng)語(yǔ)言刻畫(huà)的函數(shù)概念.
對(duì)函數(shù)概念本質(zhì)的理解,首先應(yīng)通過(guò)與初中定義的比較、與其他知識(shí)的聯(lián)系以及不斷地應(yīng)用等,初步理解用集合與對(duì)應(yīng)語(yǔ)言刻畫(huà)的函數(shù)概念.其次在后續(xù)的學(xué)習(xí)中通過(guò)基本初等函數(shù),引導(dǎo)學(xué)生以具體函數(shù)為依托、反復(fù)地、螺旋式上升地理解函數(shù)的本質(zhì).教學(xué)重點(diǎn)是函數(shù)的概念,難點(diǎn)是對(duì)函數(shù)概念的本質(zhì)的理解. 教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)豐富實(shí)例,進(jìn)一步體會(huì)函數(shù)是描述變量之間的依賴關(guān)系的重要數(shù)學(xué)模型.在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)用集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言來(lái)刻畫(huà)函數(shù),體會(huì)對(duì)應(yīng)關(guān)系在刻畫(huà)函數(shù)概念中的作用.
2.了解構(gòu)成函數(shù)的要素,會(huì)求一些簡(jiǎn)單函數(shù)的定義域和值域. 3.了解映射的概念. 任務(wù)分析
學(xué)生在初中對(duì)函數(shù)概念有了初步的認(rèn)識(shí).這節(jié)課的任務(wù)是在學(xué)生原認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上,用集合與對(duì)應(yīng)的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)函數(shù),了解構(gòu)成函數(shù)定義的三要素,認(rèn)識(shí)映射與函數(shù)是一般與特殊的關(guān)系. 教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問(wèn)題情景
1.一枚炮彈發(fā)射后,經(jīng)過(guò)60s落到地面擊中目標(biāo).炮彈的射高為4410m,且炮彈距地面的高度h隨時(shí)間t的變化規(guī)律是h=294t-4.9t2,(0≤t≤60,0≤h≤4410). 2.近幾十年來(lái),大氣層中的臭氧迅速減少,因而出現(xiàn)了臭氧層空洞問(wèn)題.下圖中的曲線顯示了南極上空臭氧層空洞的面積從1979年到2001年的變化情況.
3.國(guó)際上常用恩格爾系數(shù)反映一個(gè)國(guó)家人民生活質(zhì)量的高低,恩格爾系數(shù)越低,生活質(zhì)量越高.下表中恩格爾系數(shù)隨時(shí)間(年)變化的情況表明,“八五”計(jì)劃以來(lái),我國(guó)城鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量發(fā)生了顯著變化. 表6-1 “八五”計(jì)劃以來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)變化情況
問(wèn)題:分析以上三個(gè)實(shí)例,對(duì)任一個(gè)給定的t,射高h、臭氧層空洞面積S、恩格爾系數(shù)是否有值與之對(duì)應(yīng)?若有,有幾個(gè)?
二、建立模型
1.在學(xué)生充分分析和討論的基礎(chǔ)上,總結(jié)歸納以上三個(gè)實(shí)例的共同特點(diǎn)
在三個(gè)實(shí)例中,變量之間的關(guān)系都可以描述成兩個(gè)集合間的一種對(duì)應(yīng)關(guān)系:對(duì)于數(shù)集A中的任一個(gè)x,按照某個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,在數(shù)集B中都有唯一確定的值與之對(duì)應(yīng).
2.教師明晰
通過(guò)學(xué)生的討論歸納出函數(shù)的定義:
設(shè)A,B是非空的數(shù)集,如果按照某個(gè)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系f,使對(duì)于集合A中的任一個(gè)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)f(x)與它對(duì)應(yīng),那么就稱f:A→B為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù),記作:y=f(x),x∈A.其中,x叫作自變量,x的取值范圍A叫作函數(shù)的定義域,與x的值相對(duì)應(yīng)的y叫作函數(shù)值,函數(shù)值的集合:{y|y=f(x),x∈A}叫作函數(shù)的值域.
注意:(1)從函數(shù)的定義可以看出:函數(shù)由定義域、對(duì)應(yīng)法則、值域三部分組成,它們稱為函數(shù)定義的三要素.其中,y=f(x)的意義是:對(duì)任一x∈A,按照對(duì)應(yīng)法則f有唯一y與之對(duì)應(yīng).
(2)在函數(shù)定義的三個(gè)要素中,核心是定義域和對(duì)應(yīng)法則,因此,只有當(dāng)函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系和定義域相同時(shí),我們才認(rèn)為這兩個(gè)函數(shù)相同. 思考:函數(shù)f(x)=
三、解釋?xiě)?yīng)用
[例 題] 與g(x)=是同一函數(shù)嗎?
1.指出下列函數(shù)的定義域、值域、對(duì)應(yīng)法則各是什么?如何用集合與對(duì)應(yīng)的觀點(diǎn)描述它們?
(1)y=1,(x∈R).(2)y=ax+b,(a≠0).
(3)y=ax2+bx+c,(a>0).(4)y=kx,(k≠0). 解:(3)定義域:{x|x∈R},值域:{y|
y≥
(自變量)2+b·(自變量)+c,即:f:x→ax2+bx+c(1),(2),(4)略. }對(duì)應(yīng)法則f:自變量→a 2.已知:函數(shù)f(x)=(1)求函數(shù)的定義域.
(2)求f(-3),f()的值.
(3)當(dāng)a>0時(shí),求f(a),f(a-1)的值. 目的:深化對(duì)函數(shù)概念的理解. 3.求下列函數(shù)的值域.
(1)f(x)=2x.(2)f(x)=1-x+x2,(x∈R).(3)y=3-x,(x∈N).
解:(1){y|y≠0}.(2){y|
y≥}.(3){3,2,1,0,-1,-2,…}. 4.(1)已知:f(x)=x2,求f(x-1).(2)已知:f(x-1)=x2,求f(x). 目的:深化對(duì)函數(shù)符號(hào)的理解. 解:(1)f(x-1)=(x-1)2.
(2)f(x-1)=x2=[(x-1)+1]2=(x-1)2+2(x-1)+1. ∴f(x)=x2+2x+1. [練習(xí)]
1.求下列函數(shù)的定義域.
2.已知二次函數(shù)f(x)=x2+a的值域是[-2,+∞),求a的值. 3.函數(shù)f(x)=[x],[x]表示不超過(guò)x的最大整數(shù),求:(1)f(3.5),(2)f(-3.5).
四、拓展延伸
在函數(shù)定義中,將數(shù)集推廣到任意集合時(shí),就可以得到映射的概念. 集合A={a1,a2}到集合B={b1,b2}的映射有哪幾個(gè)? 解:共有4個(gè)不同的映射.
思考:集合A={a1,a2,a3}到B={b1,b2,b3}的映射有多少個(gè)? 點(diǎn) 評(píng)
這篇案例設(shè)計(jì)完整,條理清楚.案例從三個(gè)方面(實(shí)際是函數(shù)的三種表示方法,為后續(xù)內(nèi)容埋下伏筆)各舉一個(gè)具體事例,從中概括出函數(shù)的本質(zhì)特征,得出函數(shù)概念,體現(xiàn)了由
具體到抽象的認(rèn)知規(guī)律,有利于學(xué)生理解函數(shù)概念,更好地體現(xiàn)了數(shù)學(xué)從實(shí)踐中來(lái).例題、練習(xí)由淺入深,完整,全面.映射的概念作為函數(shù)概念的推廣,處理方式有新意.“拓展延伸”的設(shè)計(jì)為學(xué)生加深對(duì)概念的理解,提供了素材.
在“問(wèn)題情景”中的三個(gè)事例中,第一個(gè)例子中的“對(duì)應(yīng)關(guān)系”比較明顯,后兩個(gè)例子則不太明顯.如果能在教學(xué)設(shè)計(jì)中加以細(xì)致對(duì)比說(shuō)明,效果會(huì)更好.
第二篇:高中數(shù)學(xué)新課程創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例50篇 12 對(duì) 數(shù) 函 數(shù)
對(duì) 數(shù) 函 數(shù)
教材分析
對(duì)數(shù)函數(shù)是一類重要的函數(shù)模型,它與指數(shù)函數(shù)互為反函數(shù).教材是在學(xué)生學(xué)過(guò)指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)及其運(yùn)算的基礎(chǔ)上引入對(duì)數(shù)函數(shù)的概念的.須要說(shuō)明的是,這里與傳統(tǒng)的教材有所不同,即沒(méi)有先學(xué)習(xí)反函數(shù),這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)數(shù)函數(shù)的概念、圖像及性質(zhì)有較大影響,使指數(shù)函數(shù)的知識(shí)點(diǎn)不能直接應(yīng)用于對(duì)數(shù)函數(shù)的知識(shí)點(diǎn),但從對(duì)數(shù)的定義中知道:指數(shù)式與對(duì)數(shù)式可互化.因此,在某些方面,如在畫(huà)對(duì)數(shù)函數(shù)y=log2x的圖像列表時(shí),可以把畫(huà)指數(shù)函數(shù)y=2x圖像時(shí)列的表中的x與y的值對(duì)調(diào).這節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是對(duì)數(shù)函數(shù)的概念、圖像及性質(zhì),難點(diǎn)是對(duì)數(shù)函數(shù)與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.
教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)具體實(shí)例,直觀了解對(duì)數(shù)函數(shù)模型刻畫(huà)的數(shù)量關(guān)系,初步理解對(duì)數(shù)函數(shù)的概念,并能畫(huà)出具體對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像,掌握對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像和性質(zhì).
2.知道指數(shù)函數(shù)y=ax與對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax互為反函數(shù)(a>0且a≠1). 3.能應(yīng)用對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)解有關(guān)問(wèn)題.
任務(wù)分析
首先復(fù)習(xí)指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)的定義及對(duì)數(shù)的性質(zhì),這也是學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ).解析式x=logay是函數(shù),叫作對(duì)數(shù)函數(shù),為了符合習(xí)慣,常寫(xiě)成y=logax.這些內(nèi)容學(xué)生較難理解,教學(xué)時(shí)要引起重視.教學(xué)中,要注意從實(shí)例出發(fā),使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)提高到理性認(rèn)識(shí);要注意運(yùn)用對(duì)比的方法;要結(jié)合對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像抽象概括對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì).注意:不要求討論形式化的函數(shù)定義,也不要求求已知函數(shù)的反函數(shù),只須知道對(duì)數(shù)函數(shù)與指數(shù)函數(shù)互為反函數(shù).
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問(wèn)題情境
同指數(shù)函數(shù)中的細(xì)胞分裂問(wèn)題,即:某種細(xì)胞分裂時(shí),由1個(gè)分裂成2個(gè),2個(gè)分裂成4個(gè),4個(gè)分裂成8個(gè)……1個(gè)這樣的細(xì)胞分裂x次后,得到的細(xì)胞的個(gè)數(shù)為y.
我們已經(jīng)知道,個(gè)數(shù)y是分裂次數(shù)x的函數(shù),解析式是y=2x.形式上是指數(shù)函數(shù)(這里的定義域是N).
思考:在這個(gè)問(wèn)題中,細(xì)胞分裂的次數(shù)x是不是細(xì)胞分裂個(gè)數(shù)y的函數(shù)?若是,這個(gè)函數(shù)的解析式是什么? x也是y的函數(shù),由對(duì)數(shù)的定義得到這個(gè)新函數(shù)是x=log2y.其中,細(xì)胞的個(gè)數(shù)y是自變量,細(xì)胞分裂的次數(shù)x是函數(shù).
二、建立模型 1.學(xué)生討論
(1)函數(shù)x=log2y與指數(shù)函數(shù)y=2x有何關(guān)系?
(2)函數(shù)x=log2y中的自變量、字母與我們以前所學(xué)的函數(shù)有何區(qū)別?
結(jié)論:?jiǎn)栴}(1):兩函數(shù)中的x表示的都是細(xì)胞分裂的次數(shù),y表示的都是細(xì)胞分裂的個(gè)數(shù),對(duì)應(yīng)法則都是以2為底數(shù),一個(gè)是取對(duì)數(shù),一個(gè)是取指數(shù),正好相逆.
注意:這里不能說(shuō)它們互為反函數(shù),因?yàn)檫€沒(méi)有學(xué)習(xí)反函數(shù)的概念.
問(wèn)題(2):這里的自變量所用字母是y,以前學(xué)習(xí)的函數(shù)的自變量常用字母x,即這里的用法不合習(xí)慣.
2.教師明晰
定義:函數(shù)x=long2y,(a>0,且a≠1)叫作對(duì)數(shù)函數(shù),它的定義域是(0,+∞),值域是(-∞,+∞).
由對(duì)數(shù)函數(shù)的定義可知,在指數(shù)函數(shù)y=ax和對(duì)數(shù)函數(shù)x=logay中,x,y兩個(gè)變量之間的關(guān)系是一樣的.不同的只是在指數(shù)函數(shù)y=ax里,x是自變量,y是因變量,而在對(duì)數(shù)函數(shù)x=logay中,y是自變量,x是因變量.習(xí)慣上,我們常用x表示自變量,y表示因變量,因此,對(duì)數(shù)函數(shù)通常寫(xiě)成y=logay,(a>0且a≠1,x>0).
3.練習(xí)
在同一坐標(biāo)系中畫(huà)出下列函數(shù)的圖像.
(1)y=long2x.
(2)y=解:列表:
表12-1
.
思考:上表中的x,y的對(duì)應(yīng)值與指數(shù)函數(shù)中所列表的對(duì)應(yīng)值有何關(guān)系? 描點(diǎn),畫(huà)圖:
4.觀察上面的函數(shù)圖像,結(jié)合列表,仿照指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),歸納總結(jié)出對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)
(1)定義域是(0,+∞),值域是(-∞,+∞).(2)函數(shù)圖像在y軸的右側(cè)且過(guò)定點(diǎn)(1,0).
(3)當(dāng)a>1時(shí),函數(shù)在定義域上是增函數(shù),且當(dāng)x>1時(shí),y>0;當(dāng)0<x<1時(shí),y<0.
當(dāng)0<a<1時(shí),函數(shù)在定義域上是減函數(shù),且當(dāng)x>1時(shí),y<0;當(dāng)0<x<1時(shí),y>0.
三、解釋?xiě)?yīng)用
[例 題]
1.求下列函數(shù)的定義域.
(1)y=log2x2.
(2)y=loga(4-x).
(3)y=
.
解:(1){x|x≠0}.
(2)(-∞,4).
(3)(0,1). 2.比較下列各組數(shù)的大?。?)log23與log23.5.
(2)loga5.1與loga5.9,(a>0且a≠1).(3)log67與log76. 解:(1)考查對(duì)數(shù)函數(shù)y=log2x. ∵2>1,∴它在(0,+∞)上是增函數(shù). 又3<3.5,∴l(xiāng)og23<log23.5.
(2)當(dāng)a>1時(shí),loga5.1<loga5.9; 當(dāng)0<a<1時(shí),loga5.1>loga5.9.(3)log67>1>log76.
總結(jié):本例是利用對(duì)數(shù)的單調(diào)性比較兩個(gè)對(duì)數(shù)的大小,當(dāng)?shù)讛?shù)與1的大小不確定時(shí),要分類討論;當(dāng)不能直接進(jìn)行比較時(shí),可在兩個(gè)數(shù)中間插入一個(gè)已知數(shù)間接比較兩個(gè)數(shù)的大?。?3.溶液的酸堿度是通過(guò)pH值來(lái)刻畫(huà)的,pH值的計(jì)算公式為pH=-lg[H+],其中[H+]表示溶液中氫離子的濃度,單位是mol/L.
(1)根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)性質(zhì)及上述pH值的計(jì)算公式,說(shuō)明溶液的酸堿度與溶液中氫離子的濃度之間的變化關(guān)系.
(2)已知純凈水中氫離子的濃度為[H+]=10-7mol/L,計(jì)算純凈水的pH值. 解:(1)根據(jù)對(duì)數(shù)的性質(zhì),有
pH=-lg[H+]=lg[H+]-1=lg,所以溶液中氫離子的濃度越大,溶液的酸度就越?。?/p>
(2)當(dāng)[H+]=10-7時(shí),pH=-lg10-7=7,所以,純凈水的pH值是7.
4.設(shè)函數(shù)f(x)=lg(ax-bx),(a>1>b>0),問(wèn):當(dāng)a,b滿足什么關(guān)系時(shí),f(x)在(1,+∞)上恒取正值?
解:當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),lg(ax-bx)>0恒成立令g(x)=ax-bx. ∵a>1>b>0,∴g(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),ax-bx>1恒成立. ∴當(dāng)x>1時(shí),g(x)>g(1)=a-b,∴當(dāng)a-b≥1時(shí),f(x)在(1,+∞)上恒取正值. [練習(xí)]
1.求函數(shù)y=的定義域.
2.比較log0.50.2與log0.50.3的大?。?/p>
3.函數(shù)y=lg(x2-2x)的增區(qū)間是 ____________ .
4.已知a>0,且a≠1,則在同一直角坐標(biāo)系中,函數(shù)y=a-x和y=loga(-x)的圖像有可能是().
5.大西洋鮭魚(yú)每年都要逆流而上2000m,游回產(chǎn)地產(chǎn)卵.研究鮭魚(yú)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),一歲鮭魚(yú)的游速可以表示為函數(shù),單位是m/s,其中Q表示鮭魚(yú)的耗氧量.
(1)當(dāng)一條鮭魚(yú)的耗氧量是2700個(gè)單位時(shí),它的游速是多少?(2)計(jì)算一條鮭魚(yú)的最低耗氧量.
四、拓展延伸
1.作出對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax,(a>1)與y=logax,(0<a<1)的草圖. 2.說(shuō)出指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的關(guān)系.
以指數(shù)函數(shù)y=2x與對(duì)數(shù)函數(shù)y=log2x為代表加以說(shuō)明.
(1)對(duì)數(shù)函數(shù)y=log2x是把指數(shù)函數(shù)y=2x中自變量與因變量對(duì)調(diào)位置而得出的. 教師明晰:當(dāng)一個(gè)函數(shù)是一一映射時(shí),可以把這個(gè)函數(shù)的因變量作為一個(gè)新的函數(shù)的自變量,而把這個(gè)函數(shù)的自變量作為新的函數(shù)的因變量.我們稱這兩個(gè)函數(shù)互為函數(shù).函數(shù)y=f(x)的反函數(shù)記作:y=f-1(x). 對(duì)數(shù)函數(shù)y=log2x與指數(shù)函數(shù)y=2x互為反函數(shù).
(2)對(duì)數(shù)函數(shù)y=log2x與指數(shù)函數(shù)y=2x的圖像關(guān)于直線y=x對(duì)稱.
(3)指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)對(duì)照表. 表12-2
點(diǎn) 評(píng)
這篇案例首先通過(guò)細(xì)胞分裂問(wèn)題說(shuō)明了對(duì)數(shù)函數(shù)的意義,這樣安排既有利于學(xué)生理解對(duì)數(shù)函數(shù)的概念,又有利于學(xué)生了解了它與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.其次通過(guò)畫(huà)具體的對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像,歸納總結(jié)出對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì),體現(xiàn)了由特殊到一般的認(rèn)識(shí)規(guī)律,知識(shí)傳授較為自然.性質(zhì)的列舉模仿了指數(shù)函數(shù)的性質(zhì).通過(guò)對(duì)比,便于學(xué)生理解、記憶.例題、練習(xí)的選配注意了題目的代表性,并且由易到難,注重學(xué)生解題能力的提高.拓展延伸側(cè)重于指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的圖像、性質(zhì)方面的關(guān)系,加深了學(xué)生對(duì)這兩個(gè)函數(shù)的理解,并使學(xué)生從中了解了反函數(shù)的概念.
第三篇:高中數(shù)學(xué)新課程創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例50篇 30 幾何概型
幾何概型
教材分析
和古典概型一樣,在特定情形下,我們可以用幾何概型來(lái)計(jì)算事件發(fā)生的概率.它也是一種等可能概型.
教材首先通過(guò)實(shí)例對(duì)比概念給予描述,然后通過(guò)均勻隨機(jī)數(shù)隨機(jī)模擬的方法的介紹,給出了幾何概型的一種常用計(jì)算方法.與本課開(kāi)始介紹的P(A)的公式計(jì)算方法前后對(duì)應(yīng),使幾何概型這一知識(shí)板塊更加系統(tǒng)和完整.
這節(jié)內(nèi)容中的例題既通俗易懂,又具有代表性,有利于我們的教與學(xué)生的學(xué).教學(xué)重點(diǎn)是幾何概型的計(jì)算方法,尤其是設(shè)計(jì)模型運(yùn)用隨機(jī)模擬方法估計(jì)未知量;教學(xué)難點(diǎn)是突出用樣本估計(jì)總體的統(tǒng)計(jì)思想,把求未知量的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為幾何概型求概率的問(wèn)題.
教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)這節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí),讓學(xué)生了解幾何概型,理解其基本計(jì)算方法并會(huì)運(yùn)用. 2.通過(guò)對(duì)照前面學(xué)過(guò)的知識(shí),讓學(xué)生自主思考,尋找?guī)缀胃判偷碾S機(jī)模擬計(jì)算方法,設(shè)計(jì)估計(jì)未知量的方案,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力.
3.通過(guò)學(xué)習(xí),讓學(xué)生體會(huì)試驗(yàn)結(jié)果的隨機(jī)性與規(guī)律性,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法,提高學(xué)生對(duì)自然界的認(rèn)知水平.
任務(wù)分析
在這節(jié)內(nèi)容中,介紹幾何概型主要是為了更廣泛地滿足隨機(jī)模擬的需要,因此,教學(xué)重點(diǎn)是隨機(jī)模擬部分.這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)需要一些實(shí)物模型作為教具,如教科書(shū)中的轉(zhuǎn)盤(pán)模型、例2中的隨機(jī)撒豆子的模型等.教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意讓學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作,以使學(xué)生相信模擬結(jié)果的真實(shí)性,然后再通過(guò)計(jì)算機(jī)或計(jì)算器產(chǎn)生均勻隨機(jī)數(shù)進(jìn)行模擬試驗(yàn),得到模擬的結(jié)果.隨機(jī)模擬的教學(xué)中要充分使用信息技術(shù),讓學(xué)生親自動(dòng)手產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),進(jìn)行模擬活動(dòng).有條件的學(xué)??梢宰寣W(xué)生用一種統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)模擬的結(jié)果.
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問(wèn)題情境
如圖,有兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán).甲、乙兩人玩轉(zhuǎn)盤(pán)游戲,規(guī)定當(dāng)指針指向B區(qū)域時(shí),甲獲勝,否則乙獲勝. 問(wèn)題:在下列兩種情況下分別求甲獲勝的概率.
二、建立模型 1.提出問(wèn)題
首先引導(dǎo)學(xué)生分析幾何圖形和甲獲勝是否有關(guān)系,若有關(guān)系,和幾何體圖形的什么表面特征有關(guān)系?學(xué)生憑直覺(jué),可能會(huì)指出甲獲勝的概率與扇形弧長(zhǎng)或面積有關(guān).即:字母B所在扇形弧長(zhǎng)(或面積)與整個(gè)圓弧長(zhǎng)(或面積)的比.接著提出這樣的問(wèn)題:變換圖中B與N的順序,結(jié)果是否發(fā)生變化?(教師還可做出其他變換后的圖形,以示決定幾何概率的因素的確定性).
題中甲獲勝的概率只與圖中幾何因素有關(guān),我們就說(shuō)它是幾何概型.
注意:(1)這里“只”非常重要,如果沒(méi)有“只”字,那么就意味著幾何概型的概率可能還與其他因素有關(guān),這是錯(cuò)誤的.
(2)正確理解“幾何因素”,一般說(shuō)來(lái)指區(qū)域長(zhǎng)度(或面積或體積). 2.引導(dǎo)學(xué)生討論歸納幾何概型定義,教師明晰———抽象概括
如果每個(gè)事件發(fā)生的概率只與構(gòu)成該事件區(qū)域的長(zhǎng)度(面積或體積)成比例,則稱這樣的概率模型為幾何概率模型,簡(jiǎn)稱為幾何概型.
在幾何概型中,事件A的概率的計(jì)算公式如下:
3.再次提出問(wèn)題,并組織學(xué)生討論
(1)情境中兩種情況下甲獲勝的概率分別是多少?
(2)在500ml的水中有一個(gè)草履蟲(chóng),現(xiàn)從中隨機(jī)取出2ml水樣放到顯微鏡下觀察,求發(fā)現(xiàn)草履蟲(chóng)的概率.(3)某人午覺(jué)醒來(lái),發(fā)現(xiàn)表停了,他打開(kāi)收音機(jī),想聽(tīng)電臺(tái)報(bào)時(shí),求他等待的時(shí)間不多于10min的概率.
通過(guò)以上問(wèn)題的研討,進(jìn)一步明確幾何概型的意義及基本計(jì)算方法.
三、解釋?xiě)?yīng)用 [例 題]
1.假設(shè)你家訂了一份報(bào)紙,送報(bào)人可能在早上6:30~7:30之間把報(bào)紙送到你家,而你父親離開(kāi)家去工作的時(shí)間在早上7:00~8:00之間,問(wèn)你父親在離開(kāi)家前能得到報(bào)紙(稱為事件A)的概率是多少.
分析:我們有兩種方法計(jì)算事件的概率.(1)利用幾何概型的公式.(2)利用隨機(jī)模擬的方法.
解法1:如圖,方形區(qū)域內(nèi)任何一點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示送報(bào)人送到報(bào)紙的時(shí)間,縱坐標(biāo)表示父親離開(kāi)家去工作的時(shí)間.假設(shè)隨機(jī)試驗(yàn)落在方形內(nèi)任一點(diǎn)是等可能的,所以符合幾何概型的條件.根據(jù)題意,只要點(diǎn)落到陰影部分,就表示父親在離開(kāi)家前能得到報(bào)紙,即事件A發(fā)生,所以
解法2:設(shè)X,Y是0~1之間的均勻隨機(jī)數(shù).X+6.5表示送報(bào)人送到報(bào)紙的時(shí)間,Y+7表示父親離開(kāi)家去工作的時(shí)間.如果Y+7>X+6.5,即Y>X-0.5,那么父親在離開(kāi)家前能得到報(bào)紙.用計(jì)算機(jī)做多次試驗(yàn),即可得到P(A).
教師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立解答,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)隨機(jī)模擬方法,并組織學(xué)生展示自己的解答過(guò)程,要求學(xué)生說(shuō)明解答的依據(jù).教師總結(jié),并明晰用計(jì)算機(jī)(或計(jì)算器)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的模擬試驗(yàn).強(qiáng)調(diào):這里采用隨機(jī)數(shù)模擬方法,是用頻率去估計(jì)概率,因此,試驗(yàn)次數(shù)越多,頻率越接近概率. 2.如圖,在正方形中隨機(jī)撒一大把豆子,計(jì)算落在圓中的豆子數(shù)與落在正方形中的豆子數(shù)之比,并以此估計(jì)圓周率的值.
解:隨機(jī)撒一把豆子,每個(gè)豆子落在正方形內(nèi)任何一點(diǎn)是等可能的,落在每個(gè)區(qū)域的豆子數(shù)與這個(gè)區(qū)域的面積近似成正比,即
假設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為2,則
由于落在每個(gè)區(qū)域的豆子數(shù)是可以數(shù)出來(lái)的,所以
這樣就得到了π的近似值.
另外,我們也可以用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)模擬,步驟如下:
(1)產(chǎn)生兩組0~1區(qū)間的均勻隨機(jī)數(shù),a1=RAND,b1=RAND;(2)經(jīng)平移和伸縮變換,a=(a1-0.5)*2,b=(b1-0.5)*2;
(3)數(shù)出落在圓內(nèi)a2+b2<1的豆子數(shù)N1,計(jì)算子數(shù)).
(N代表落在正方形中的豆可以發(fā)現(xiàn),隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加,得到π的近似值的精度會(huì)越來(lái)越高.
本例啟發(fā)我們,利用幾何概型,并通過(guò)隨機(jī)模擬法可以近似計(jì)算不規(guī)則圖形的面積. [練習(xí)]
1.如圖30-4,如果你向靶子上射200鏢,你期望多少鏢落在黑色區(qū)域. 2.利用隨機(jī)模擬方法計(jì)算圖30-5中陰影部分(y=1和y=x圍成的部分)的面積.
23.畫(huà)一橢圓,讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案,求此橢圓的面積.
四、拓展延伸
1.“概率為數(shù)?0?的事件是不可能事件,概率為1的事件是必然事件”,這句話從幾何概型的角度還能成立嗎?
2.你能說(shuō)一說(shuō)古典概型和幾何概型的區(qū)別與聯(lián)系嗎? 3.你能說(shuō)說(shuō)頻率和概率的關(guān)系嗎?
點(diǎn) 評(píng)
這篇案例設(shè)計(jì)完整,整體上按知識(shí)難易逐漸深入,同時(shí)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,以學(xué)生之間互動(dòng)為主,教師引導(dǎo)為輔.例題既有深化所學(xué)知識(shí)的,又有應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的.“拓展延伸”既培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力,又有利于學(xué)生從總體上把握這節(jié)課所學(xué)的知識(shí).
第四篇:高中數(shù)學(xué)新課程創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例古典概型
古典概型
教材分析
古典概型是概率中最基本、最常見(jiàn)而又最重要的類型之一.這節(jié)內(nèi)容是在一般隨機(jī)事件的概率的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究等可能性事件的概率.教材首先通過(guò)一些熟悉的例子,歸納出古典概型的特征,進(jìn)而給出古典概型的定義,這里滲透了從特殊到一般的思想.這節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容是古典概型的概念,難點(diǎn)是利用古典概型的概念求古典概率.
教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)實(shí)例對(duì)古典概型概念的歸納和總結(jié),使學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)產(chǎn)生和形成的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的抽象概括能力.
2.理解古典概型的概念,能運(yùn)用所學(xué)概念求一些簡(jiǎn)單的古典概率,并通過(guò)實(shí)例歸納和總結(jié)出概率的一般加法公式.
3.通過(guò)對(duì)古典概型的學(xué)習(xí),使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)隨機(jī)事件概率的實(shí)際意義.
任務(wù)分析
這節(jié)內(nèi)容在學(xué)生已理解隨機(jī)事件概率的基礎(chǔ)上,由具體的例子抽象出古典概型的概念.在這里,一個(gè)試驗(yàn)是否為古典概型是難點(diǎn),故要通過(guò)具體例子總結(jié)古典概型的兩個(gè)共同特征,特別要注意反例的列舉.
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問(wèn)題情境
1.擲一顆骰子,觀察出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù).這個(gè)試驗(yàn)的基本事件空間Ω={1,2,3,4,5,6}.它有6個(gè)基本事件.由于骰子的構(gòu)造是均勻的,因而出現(xiàn)這6種結(jié)果的機(jī)會(huì)是均等的,均為
.
2.一先一后擲兩枚硬幣,觀察正反面出現(xiàn)的情況.這個(gè)試驗(yàn)的基本事件空間Ω={(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)}.它有4個(gè)基本事件.因?yàn)槊恳幻队矌拧俺霈F(xiàn)正面”與“出現(xiàn)反面”的機(jī)會(huì)是均等的,所以可以近似地認(rèn)為出現(xiàn)這4種結(jié)果的機(jī)會(huì)是均等的,均為.
3.在適宜的條件下“種下一粒種子觀察它是否發(fā)芽”.這個(gè)試驗(yàn)的基本事件空間為Ω={發(fā)芽,不發(fā)芽},而這兩種結(jié)果出現(xiàn)的機(jī)會(huì)一般是不均等的.
二、建立模型
1.討論以上三個(gè)問(wèn)題的特征
在這里,教師可引導(dǎo)學(xué)生從試驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果上以及每個(gè)結(jié)果出現(xiàn)的可能性上討論. 結(jié)論:(1)問(wèn)題1,2與問(wèn)題3不相同.(2)問(wèn)題1,2有兩個(gè)共同特征:
①有限性.在一次試驗(yàn)中,可能出現(xiàn)的結(jié)果只有有限個(gè),即只有有限個(gè)不同的基本事件. ②等可能性.每個(gè)基本事件發(fā)生的可能性是均等的. 2.古典概型的定義
通過(guò)學(xué)生的討論,歸納出古典概型的定義.
如果一個(gè)隨機(jī)試驗(yàn)有上述(2)中的兩個(gè)共同特征,我們就稱這樣的試驗(yàn)為古典概型,上述前2個(gè)例子均為古典概型.
一個(gè)試驗(yàn)是否為古典概型在于這個(gè)試驗(yàn)是否具有古典概型的兩個(gè)特征———有限性和等可能性,并不是所有的試驗(yàn)都是古典概型.例如,第3個(gè)例子就不屬于古典概型.
3.討論古典概型的求法
充分利用問(wèn)題1,2抽象概括出古典概型的求法.
一般地,對(duì)于古典概型,如果試驗(yàn)的n個(gè)事件為A1,A2,…,An,由于基本事件是兩兩互斥的,則由互斥事件的概率加法公式,得
P(A1)+P(A2)+…+P(An)=P(A1∪A2∪…∪An)=P(Ω)=1. 又∵P(A1)=P(A2)=…=P(An),∴代入上式,得nP(A1)=1,即P(A1)=
.
∴在基本事件總數(shù)為n的古典概型中,每個(gè)基本事件發(fā)生的概率為.
如果隨機(jī)事件A包含的基本事件數(shù)為m,同樣地,由互斥事件的概率加法公式可得P(A)=mn,即
三、解釋?xiě)?yīng)用
.[例題一]
1.擲一顆骰子,觀察擲出的點(diǎn)數(shù),求擲得奇數(shù)點(diǎn)的概率. 注:規(guī)范格式,熟悉求法.
2.從含有兩件正品a1,a2和一件次品b1的3件產(chǎn)品中每次任取一件,每次取出后不放回,連續(xù)取兩次,求取出的兩件產(chǎn)品中恰有一件次品的概率.
[練習(xí)一]
在例2中,把“每次取出后不放回”換成“每次取出后放回”,其余條件不變,求取出的兩件產(chǎn)品中恰有一件次品的概率.
注意:放回抽樣與不放回抽樣的區(qū)別. [例題二]
甲、乙兩人做出拳游戲(錘子、剪刀、布).求:(1)平局的概率.(2)甲贏的概率.(3)乙贏的概率.
解:把甲、乙出的“錘子”、“剪刀”、“布”分別標(biāo)在坐標(biāo)軸上.
其中△為平局,⊙為甲贏,※為乙贏,一次出拳共有3×3=9種,結(jié)果如圖29-1.設(shè)平局為事件A,甲贏為事件B,乙贏為事件C.
由古典概率的計(jì)算公式,得
思考:例3這類概率問(wèn)題的解法有何特點(diǎn)?
[練習(xí)二]
拋擲兩顆骰子,求:(1)點(diǎn)數(shù)之和出現(xiàn)7點(diǎn)的概率.(2)出現(xiàn)兩個(gè)4點(diǎn)的概率. [例題三]
擲紅、藍(lán)兩顆骰子,事件A={紅骰子的點(diǎn)數(shù)大于3},事件B={藍(lán)骰子的點(diǎn)數(shù)大于3},求事件A∪B={至少有一顆骰子點(diǎn)數(shù)大于3}發(fā)生的概率.
教師明晰:古典概型的情況下概率的一般加法公式. 設(shè)A,B是Ω中的兩個(gè)事件.
P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(A∩B),特別地,當(dāng)A∩B=[練習(xí)三]
時(shí),P(A∪B)=P(A)+P(B).
一個(gè)電路板上裝有甲、乙兩根熔絲,甲熔斷的概率為0.85,乙熔斷的概率為0.74,兩根同時(shí)熔斷的概率為0.63.問(wèn):至少有一根熔斷的概率是多少?
四、拓展延伸
每個(gè)人的基因都有兩份,一份來(lái)自父親,另一份來(lái)自母親.同樣地,他的父親和母樣的基因也有兩份.在生殖的過(guò)程中,父親和母親各自隨機(jī)地提供一份基因給他們的后代.
以褐色的眼睛為例,每個(gè)人都有一份基因顯示他眼睛的顏色:(1)眼睛為褐色.(2)眼睛不為褐色.
如果孩子得到父母的基因都為“眼睛為褐色”,則孩子的眼睛也為褐色.如果孩子得到父母的基因都為“眼睛不為褐色”,則孩子眼睛不為褐色(是什么顏色取決于其他的基因).如果孩子得到的基因中一份為“眼睛為褐色”,另一份為“眼睛不為褐色”,則孩子的眼睛不會(huì)出現(xiàn)兩種可能,而只會(huì)出現(xiàn)眼睛顏色為褐色的情況.生物學(xué)家把“眼睛為褐色”的基因叫作顯性基因.
為方便起見(jiàn),我們用字母B代表“眼睛為褐色”這個(gè)顯性基因,用b代表“眼睛不為褐色”這個(gè)基因.每個(gè)人都有兩份基因,控制一個(gè)人眼睛顏色的基因有BB,Bb(表示父親提供基
因B,母親提供基因b),bB,bb.注意在BB,Bb,bB和bb這4種基因中只有bb基因顯示為眼睛顏色不為褐色,其他的基因都顯示眼睛顏色為褐色.
假設(shè)父親和母親控制眼睛顏色的基因都為Bb,則孩子眼睛不為褐色的概率有多大?
點(diǎn) 評(píng)
這篇案例設(shè)計(jì)思路清晰,重點(diǎn)突出,目標(biāo)明確,為分散難點(diǎn)案例采用了從具體到抽象的方法,充分展示了知識(shí)的形成過(guò)程,使學(xué)生感到自然,沒(méi)有突兀感,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.例題的設(shè)計(jì)有梯度,跟蹤練習(xí)有針對(duì)性,教學(xué)過(guò)程充分發(fā)揮了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式,對(duì)學(xué)生后繼學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)有積極的作用.
第五篇:第二部分高中數(shù)學(xué)新課程創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例
第二部分 高中數(shù)學(xué)新課程創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)案例
正弦函數(shù)的性質(zhì)
教材分析
這篇案例的內(nèi)容是在學(xué)生已經(jīng)掌握正弦函數(shù)圖像的基礎(chǔ)上,通過(guò)觀察、歸納和總結(jié),得出正弦函數(shù)的五個(gè)重要性質(zhì),即正弦函數(shù)的定義域、值域、周期性、奇偶性和單調(diào)性.教學(xué)重點(diǎn)是正弦函數(shù)的圖像特征及五個(gè)重要性質(zhì),難點(diǎn)是周期函數(shù)及最小正周期的意義.由于周期函數(shù)的概念比較抽象,因此,在引入定義之前,應(yīng)注意通過(guò)具體實(shí)例讓學(xué)生充分體會(huì)這種“周而復(fù)始”的現(xiàn)象,體會(huì)新概念的形成過(guò)程.
教學(xué)目標(biāo)
1.引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察,分析y=sinx的圖像,進(jìn)而歸納、總結(jié)出正弦函數(shù)的圖像特征,并抽象出函數(shù)性質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析圖像的能力和數(shù)形結(jié)合的能力.
2.理解和掌握正弦函數(shù)的五個(gè)重要性質(zhì),能夠解決與正弦函數(shù)有關(guān)的函數(shù)的值域、最小正周期及單調(diào)區(qū)間等簡(jiǎn)單問(wèn)題.
3.使學(xué)生進(jìn)一步了解從特殊到一般、從一般到特殊的思維方法,體會(huì)分析、探索、化歸、類比的科學(xué)研究方法在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用.
4.使學(xué)生初步體會(huì)事物周期變化的一些奧秘,進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣.
任務(wù)分析
這節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生已經(jīng)掌握了正弦函數(shù)圖像特征的基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)學(xué)的符號(hào)語(yǔ)言把圖像特征進(jìn)一步“量化”,從而得出正弦函數(shù)的五個(gè)性質(zhì).一般來(lái)說(shuō),從正弦曲線的形狀,可以很清晰地看出正弦函數(shù)的定義域、值域、最值、符號(hào)、周期性、奇偶性、單調(diào)性等,但對(duì)于周期性及單調(diào)區(qū)間的表述,學(xué)生可能會(huì)有一定的困難.因此,在引入周期函數(shù)的定義之前,要讓學(xué)生充分觀察圖像,必要時(shí)可把物理中的彈簧振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)再做一做,讓學(xué)生體會(huì)“周而復(fù)始”的現(xiàn)象,體會(huì)概念的形成過(guò)程.
此外,對(duì)于周期函數(shù),還應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn): 1.x應(yīng)是“定義域內(nèi)的每一個(gè)值”.
2.對(duì)于某些周期函數(shù),在它所有的周期中,不一定存在一個(gè)最小的正周期,即某些周期函數(shù)沒(méi)有最小正周期. 3.對(duì)于一個(gè)周期函數(shù)f(x),如果在它的所有周期中存在一個(gè)最小的正數(shù),那么這個(gè)最小的正數(shù)就叫作f(x)的最小正周期.今后涉及的周期,如果不加特殊說(shuō)明,一般都是指函數(shù)的最小正周期.
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、問(wèn)題情境
1.教師提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)
我們學(xué)習(xí)過(guò)正弦函數(shù)圖像的畫(huà)法,并通過(guò)觀察圖像,得到了正弦曲線的一些特征,那么這些特征體現(xiàn)了正弦函數(shù)怎樣的性質(zhì)呢?
用投影膠片展示正弦曲線,引導(dǎo)學(xué)生探索正弦函數(shù)的性質(zhì):
注:由此學(xué)生得出正弦函數(shù)的如下性質(zhì):(1)定義域?yàn)镽.
(2)值域?yàn)椋郏?,1],當(dāng)且僅當(dāng)x=2kπ+當(dāng)且僅當(dāng)x=2kπ-
(k∈Z)時(shí),正弦函數(shù)取得最大值1,(k∈Z)時(shí),正弦函數(shù)取得最小值-1.
注:在此處,教師應(yīng)提醒學(xué)生注意前面的“2kπ”,使學(xué)生初步感受一下正弦函數(shù)的“周而復(fù)始”性.
2.教師進(jìn)一步提出問(wèn)題
從正弦曲線我們注意到,函數(shù)y=sinx在x∈[-2π,0],x∈[2π,4π],x∈[4π,6π],…時(shí)的圖像與x∈[0,2π]的形狀完全一樣,只是位置不同,這種特征體現(xiàn)了正弦函數(shù)的什么性質(zhì)呢?
(設(shè)計(jì)目的:引導(dǎo)學(xué)生從物理中彈簧的振動(dòng),即小球在平衡位置的往復(fù)運(yùn)動(dòng),體會(huì)事物的“周期性”變化)
(2)數(shù)學(xué)中的這種周期性變化能否用一個(gè)數(shù)學(xué)式子來(lái)體現(xiàn)?
二、建立模型 1.引導(dǎo)學(xué)生探究
2.教師明晰
通過(guò)學(xué)生的討論,歸納出周期函數(shù)的定義:
一般地,對(duì)于函數(shù)y=f(x),如果存在一個(gè)非零常數(shù)T,使定義域內(nèi)的每一個(gè)x值,都滿足f(x±T)=f(x),那么函數(shù)f(x)就叫作周期函數(shù),非零常數(shù)T叫作這個(gè)函數(shù)的周期.
說(shuō)明:若學(xué)生歸納和總結(jié)出周期函數(shù)的如下定義,也應(yīng)給以充分的肯定.
如果某函數(shù)對(duì)于自變量的一切值每增加或減少一個(gè)定值,函數(shù)值就重復(fù)出現(xiàn),那么這個(gè)函數(shù)就叫作周期函數(shù).
給出最小正周期的概念:對(duì)于一個(gè)周期函數(shù)f(x),如果在它所有的周期中存在一個(gè)最小的正數(shù),那么這個(gè)最小正數(shù)就叫作它的最小正周期.教科書(shū)中今后涉及的周期,如果不加特殊說(shuō)明,一般都是指函數(shù)的最小正周期.
3.深化定義的內(nèi)涵
(1)觀察等式sin(y=sinx的周期?為什么?
+)=sin是否成立?如果成立,能不能說(shuō)是正弦函數(shù)(2)函數(shù)f(x)=c是周期函數(shù)嗎?它有沒(méi)有最小正周期? 3.歸納正弦函數(shù)的性質(zhì)
通過(guò)觀察圖像,我們得到了正弦函數(shù)的定義域、值域、周期性等性質(zhì),除此之外,正弦函數(shù)還有哪些性質(zhì)呢?
教師引導(dǎo)學(xué)生歸納出以下兩條性質(zhì):
奇偶性:由誘導(dǎo)公式sin(-x)=-sinx,知正弦函數(shù)是奇函數(shù),其圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱. 單調(diào)性:觀察正弦曲線可以看出,當(dāng)x由-由-1增大到1;當(dāng)x由
增大到
增大到時(shí),曲線逐漸上升,sinx的值
時(shí),曲線逐漸下降,sinx的值由1減小到-1.因此,+2kπ](k∈Z)上都是增函數(shù),其值從-1+2kπ](k∈Z)上都是減函數(shù),其值從1減正弦函數(shù)在每一個(gè)閉區(qū)間[-增大到1;在每一個(gè)閉區(qū)間[小到-1.
三、解釋?xiě)?yīng)用 1.例題分析
+2kπ,+2kπ,例1 求使下列函數(shù)取得最大值和最小值的x的集合,并說(shuō)出最大值和最小值是什么.(1)y=sin2x.
(2)y=sinx+2.
(3)y=asinx+b.
(4)y=2cos2x+5sinx-4.
解:(1)當(dāng)2x=2kπ+(k∈Z),即x=kπ+(k∈Z)時(shí),函數(shù)y=sin2x取得最
(k∈Z)時(shí),函數(shù)y=sin2x大值,最大值是1;當(dāng)2x=2kπ-取得最小值,最小值是-1.
(k∈Z),即x=kπ-∴使函數(shù)取得最大值的x的集合為{x|x=kπ+取得最小值的x的集合為{x|x=kπ-
(k∈Z)},最大值是1;使函數(shù)
(k∈Z)},最小值是-1.
(2)由于函數(shù)y=sinx與函數(shù)y=sinx+2同時(shí)取得最大值和最小值.因此,當(dāng)x=2kπ+(k∈Z)時(shí),函數(shù)y=sinx+2取得最大值,最大值為3;當(dāng)x=2kπ-
(k∈Z)時(shí),函數(shù)y=sinx+2取得最小值,最小值為1.
∴使函數(shù)取得最大值的x的集合為{x|x=2kπ+取得最小值的x的集合為{x|x=2kπ-
(k∈Z)},最大值為3;使函數(shù)
(k∈Z)},最小值為1.
(3)當(dāng)a>0時(shí),使函數(shù)取得最大值時(shí)的x的集合為{x|x=2kπ+=a+b;使函數(shù)取得最小值時(shí)的x的集合為{x|x=2kπ-
(k∈Z)},ymax
(k∈Z)},ymin=-a+b. 當(dāng)a<0時(shí),使函數(shù)取得最大值時(shí)的x的集合為{x|x=2kπ-a+b;使函數(shù)取得最小值時(shí)的x的集合為{x|x=2kπ+
(k∈Z)},ymax=-
(k∈Z)},ymin=a+b.
(4)y=2cos2x+5sinx-4=-2sin2x+5sinx-2=
設(shè)t=sinx,則y=二次函數(shù)的最大值和最小值問(wèn)題了.,且t∈[-1,1],于是問(wèn)題就變成求閉區(qū)間上當(dāng)t=1,即sinx=1時(shí),ymax=1,取最大值時(shí)x的集合為{x|x=2kπ+
(k∈Z)};
當(dāng)t=-1,即sinx=-1時(shí),ymin=-9,取最小值時(shí)x的集合為{x|x=2kπ-∈Z)}.[練習(xí)]
求下列函數(shù)的最值,以及使函數(shù)取得值時(shí)的自變量x的集合.
(k(1)y=|a|sinx+b.
(2)y=-sin2x+例2 求下列函數(shù)的周期.
sinx+.
(1)y=sin2x.
(2)y=.
解:(1)要求函數(shù)y=sin2x的周期,只須尋求使等式sin2(x+T)=sin2x恒成立的最小正數(shù)T即可.
∵使sin(2x+2T)=sin2x恒成立的正數(shù)2T的最小值是2π,∴當(dāng)2T=2π時(shí),T=π. 因此,函數(shù)y=sin2x的周期為π.
(2)要求函數(shù)y=的周期,只須尋求使等式 2.教師啟發(fā),誘導(dǎo)學(xué)生自主反思
(1)從上面的例題分析中,你是否有所發(fā)現(xiàn)?(這類函數(shù)的周期好像只與x的系數(shù)有關(guān))
(2)一般地,函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(其中A≠0,ω>0,x∈R)的周期是多少? [要求函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的周期,只須尋求使等式Asin[ω(x+T)+φ]=Asin(ωx+φ),即Asin(ωx+φ+ωT)=Asin(ωx+φ)恒成立的最小正數(shù)T即可.
∵使Asin(ωx+φ+ωT)=Asin(ωx+φ)恒成立的正數(shù)ωT,最小值是2π,∴當(dāng)ωT=2π時(shí),T=.因此,函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A≠0,ω>0,x∈R)的周期為3.鞏 固 [練習(xí)] 求下列函數(shù)的周期.
4.進(jìn)一步強(qiáng)化
例3 不求值,指出下列各式大于零還是小于零.
例4 確定下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間.(1)y=1-sin3x.
(2)y=log2sin3x.
四、拓展延伸
1.若常數(shù)T為f(x)的周期,nT(n∈N*)是否也是它的周期? 2.你能證明正弦函數(shù)的最小正周期是2π嗎?
3.某港口的水深y(m)是時(shí)間t(0≤t≤24,單位:h)的函數(shù),下面是該港口的水深表: 表35-1
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察,描出的曲線如圖所示,經(jīng)擬合,該曲線可近似地看成正弦函數(shù)y=Asinωt+B的圖像.
(1)試根據(jù)數(shù)據(jù)表和曲線,求出函數(shù)y=Asinωt+B的表達(dá)式.
(2)一般情況下,船舶航行時(shí)船底同海底的距離不少于4.5m時(shí)是安全的.如果某船的吃水深度(船底與水面的距離)為7m,那么該船在什么時(shí)間段能夠安全進(jìn)港?若該船欲當(dāng)天安全離港,它在港內(nèi)停留的時(shí)間最多不能超過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間(忽略離港用的時(shí)間)?