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1、
7 函數(shù)的表示方法
教材分析
函數(shù)的表示方法是對函數(shù)概念的深化與延伸.解析法、圖像法和列表法從三個不同的角度刻畫了自變量與函數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系.這三種表示方法既可以獨立的表示函數(shù),又可以相互轉(zhuǎn)化;既各有側(cè)重和優(yōu)勢,又各有劣勢和不足;既相互補充,又使函數(shù)隨自變量的變化而變化的規(guī)律直觀和具體.這節(jié)內(nèi)容,是初中有關(guān)內(nèi)容的深化、延伸與提高.教材在復(fù)習(xí)初中三種表示方法定義的基礎(chǔ)上,分三個層次對三種表示方法進行了比較.第一個層次:回顧與比較;第二個層次:選擇與比較;第三個層次:轉(zhuǎn)化與比較.
教學(xué)重點:畫簡單函數(shù)的圖像;教學(xué)難點:分段函數(shù)的解析式求法及其圖像的作法.
教學(xué)目標(biāo)
1. 在實際情景中,
2、會根據(jù)不同的需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ǎㄈ鐖D像法,列表法,解析法)表示函數(shù).
2. 通過具體實例,了解簡單的分段函數(shù),并解簡單應(yīng)用.
3. 能根據(jù)簡單的實際問題,建立函數(shù)關(guān)系式,畫出它們的圖像,進一步理解、體會函數(shù)的意義.
任務(wù)分析
學(xué)生在初中已經(jīng)對這節(jié)內(nèi)容有了初步的認(rèn)識.這節(jié)的教學(xué)任務(wù)是在學(xué)生原認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上,用對應(yīng)的觀點認(rèn)識函數(shù),會根據(jù)不同需要選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ū硎竞瘮?shù),明確三種表示方法各有優(yōu)劣,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.為突出根據(jù)簡單的實際問題建立函數(shù)關(guān)系式,畫出它們的圖像這個重點,除學(xué)習(xí)教材中的實際問題外,又增加了練習(xí).為突破分段函數(shù)這個難點增加了高斯函數(shù)作為練習(xí).
教學(xué)設(shè)計
一、問
3、題情景
1. 復(fù)習(xí)引入
(1)復(fù)習(xí)初中三種函數(shù)的表示方法.
(2)學(xué)生回答函數(shù)三種表示方法的定義.
2. 方法探究
(1)復(fù)習(xí)與比較
例:某種筆記本的單價是5元,買x(x∈{1,2,3,4,5})個筆記本需要y元.試用三種表示方法表示函數(shù)y=f(x).
(2)引導(dǎo)學(xué)生分析討論
①三種表示方法的各自的特點是什么?所有的函數(shù)都能用解析法表示嗎?
②函數(shù)圖像上的點滿足什么條件?滿足函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=f(x)的點(x,y)在什么地方?
二、建立模型
1. 教師明晰
函數(shù)圖像既可以是連續(xù)的曲線,也可以是直線、折線、離散的點等.
采用解析法的條件:變量間的對應(yīng)法則明確;
采用圖像法
4、的條件:函數(shù)的變化規(guī)律清晰;
采用列表法的條件:函數(shù)值的對應(yīng)清楚.
函數(shù)圖像上的點滿足函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=f(x),滿足函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=f(x)的點(x,y)在函數(shù)圖像上,故函數(shù)圖像即為點集p={(x,y)|y=f(x),x∈A}.
2. 比較與分析
例:下表是某校高一(1)班三名同學(xué)在高一學(xué)年度幾次數(shù)學(xué)測試的成績及班級平均分:
表7-1
?
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
第六次
王 偉
98
87
91
92
88
95
張 城
90
76
88
75
86
80
趙 磊
68
65
73
72
75
82
班級平均分
5、88.2
78.3
85.4
80.3
75.7
82.6
請你對這三名同學(xué)在高一學(xué)年度的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況進行分析.
學(xué)生分析討論:本例是用何種方法表示函數(shù)的?要分析“成績”與“測試次數(shù)”之間的變化規(guī)律,用何種方法表示函數(shù)?
注意:在這里選擇何種表示方法,要根據(jù)問題的具體情況和三種表示方法的長處來確定.
3. 教師進一步明晰
將“成績”與“測試次數(shù)”之間的函數(shù)關(guān)系用函數(shù)圖像表示出來,就能比較直觀地看到成績的變化情況.
4. 轉(zhuǎn)化與比較
例:畫出函數(shù)y=|x|的圖像.
5. 教師歸納、整理
初中作函數(shù)圖像的基本方法是列表、描點和連線,但這個方法比較煩瑣.我們可以把初中學(xué)過
6、的一次函數(shù)、反比例函數(shù)、二次函數(shù)的圖像作為基本圖像,把要作的函數(shù)的圖像轉(zhuǎn)化為基本函數(shù)的圖像來解決.
y=|x|,若不含“||”號,則是我們初中學(xué)過的y=x,現(xiàn)在含絕對值號,故去絕對值號,得分段函數(shù)而分段函數(shù)的圖像只要分段作出即可.
三、解釋應(yīng)用
[練習(xí)一]
1. 作出y=|x-1|的圖像,與函數(shù)y=|x|的圖像比較,并說出你發(fā)現(xiàn)了什么.
2. 作出y=x2+2|x|+1的圖像.
3. 若x2+2|x|+1=m,當(dāng)m為何值時,關(guān)于x的方程有四個解?三個解?兩個解?無解?
[例 題]
某市空調(diào)公共汽車的票價按下列規(guī)則制定:
(1)乘坐汽車不超過5km,票價2元.
(2)超過5k
7、m,每增加5km,票價增加1元.(不足5km的按5km計算)
已知兩個相鄰的公共汽車站間相距約為1km,如果沿途(包括起點站和終點站)有21個汽車站,請根據(jù)題意寫出票價與路程之間的函數(shù)解析式,并畫出函數(shù)的圖像.
學(xué)生分析討論:函數(shù)定義域是什么?值域是什么?圖像如何作?
教師引導(dǎo)學(xué)生寫出如下解答過程.
解:設(shè)票價為y元,路程為xkm.
如果某空調(diào)汽車運行路線中設(shè)21個汽車站,那么汽車行駛的路程約為20km,故自變量x的取值范圍是x∈(0,20],且x∈N,函數(shù)y的取值范圍是y∈{2,3,4,5}.
由空調(diào)汽車票價的規(guī)定,可得到以下函數(shù)解析式:
根據(jù)這個函數(shù)解析式,可畫出函數(shù)的圖
8、像
函數(shù)圖像共有20個點構(gòu)成.
像例3、例4這樣的函數(shù)稱為分段函數(shù),分段函數(shù)的圖像應(yīng)分段作.
[練習(xí)二]
1. 下圖都是函數(shù)的圖像嗎?為什么?
(D)
目的:進一步深化對函數(shù)概念和函數(shù)圖像的理解.
2. 某人從甲鎮(zhèn)去乙村,一開始沿公路乘車,后來沿小路步行,圖中橫軸表示運動的時間,縱軸表示此人與乙村的距離,則較符合該人走法的圖像是( ?。?
(D)
3. 小明從甲地去乙地,先以每小時5km的速度行進1h,然后休息10min,最后以每小時4km的速度行進了30min到達(dá)乙地.
(1)試寫出速度v(km/h)關(guān)于出發(fā)時間t(h)的函數(shù)關(guān)系式,并畫出圖像.
(2)試寫
9、出小明離開甲地s(km)關(guān)于出發(fā)時間t(h)的函數(shù)關(guān)系,并畫出圖像.
四、拓展延伸
1. 設(shè)x是任意的一個函數(shù),y是不超過x的最大整數(shù),記作:y=[x],問:x與y之間是否存在函數(shù)關(guān)系?如果存在,寫出這個函數(shù)的解析式,并畫出這個函數(shù)的圖像.
答案:存在函數(shù)關(guān)系,是著名的高斯函數(shù).現(xiàn)只寫出 x∈[-1,1]的函數(shù)關(guān)系:y=圖像略.
2. 某家庭2004年1月份、2月份和3月份煤氣用量和支付費用如下表所示:
表7-2
月 份
用氣量
煤氣費
1月份
4m2
4元
2月份
25m2
14元
3月份
35m2
19元
該市煤氣的收費方法是:煤氣費=基本費+超額費
10、+保險費.
若每月量不超過最低限度Am3,則只付基本費3元和每月每戶的定額保險C元;若用氣量超過Am3,超過部分每立方米付B元,又知保險費C不超過5元.根據(jù)上面的表格,求A,B,C.
分析:可設(shè)每月用氣量xm3,支付費用y元,建立函數(shù)解析式解之.
解:設(shè)每月用氣xm3,支付費用y元,則
由0<C≤5,得3+C≤8.
由第2和3月份的費用都大于8,得
兩式相減,得B=0.5,∴A=2C+3.
再分析1月份的用氣量是否超過最低限度.
不妨令A(yù)<4,將x=4代入3+B(x-A)+C,得3+0.5[4-(3+2C)]+C=4,
由此推出3.5=4,矛盾,
∴A≥4,1月份付款方式為3+C.
∴3+C=4.∴C=1.∴A=5.
∴A=5,B=0.5,C=1.
點 評
這篇案例分三個層次對三種表示方法進行了比較:
第一層次:用一個簡單的例子對函數(shù)的三種表示方法進行了復(fù)習(xí)和比較;
第二層次:對函數(shù)的三種表示方法進行了比較,選擇了適當(dāng)?shù)姆椒ū硎竞瘮?shù);
第三層次:三種表示函數(shù)的方法的相互轉(zhuǎn)化.
三個層次,層層深入,并對三種表示方法的優(yōu)、劣進了比較,重點突出.拓展延伸通過高斯函數(shù),加深了學(xué)生對抽象函數(shù)、分段函數(shù)的認(rèn)識.在注重三種表示方法的同時,加強了學(xué)生應(yīng)用意識的培養(yǎng).