4章指数函数和对数函数.doc

【课题】4.1指数与指数运算【教学目标】知识目标： 复习整数指数幂的知识； 了解n次根式的概念； 理解分数指数幂的定义.能力目标： 掌握根式与分数指数幂之间的转化； 会利用计算器求根式和分数指数幂的值； 培养计算工具使用技能.【教学重点】分数指数幂的定义【教学难点】根式和分数指数幂的互化【教学设计】 通过复习二次根式而拓展到n次根式，为分数指数幂的介绍做好知识铺垫； 复习整数指数幂知识以做好衔接；（3）加大学生动手计算的练习，巩固知识；（4）小组讨论、学习计算器的使用，培养计算工具使用技能【教学备品】教学课件【课时安排】2课时(90分钟)【教学过程】揭示课题4.1.1根式创设情景 兴趣导入问题 如果，则x= 3 ；x叫做9的 平方根 ；如果，则x= ；x叫做3的 平方根 ；如果，则x= 2 ；x叫做8的 立方根 ；如果，则x= -2 ；x叫做-8的 立方根 解决 如果，那么叫做的平方根（二次方根），其中叫做的算术平方根；如果，那么叫做的立方根（三次方根）动脑思考 探索新知概念一般地，如果，那么叫做的次方根说明 （1）当n为偶数时，正数的n次方根有两个，分别表示为和,其中叫做的n次算数根；零的n次方根是零；负数的n偶次方根没有意义例如，81的4次方根有两个,它们分别是3和3,其中3叫做81的4次算术根，即 （2）当n为奇数时，实数的n次方根只有一个，记作 例如，的5次方根仅有一个是2 ， 即概念 形如()的式子叫做的次根式，其中叫做根指数，叫做被开方数运用知识 强化练习 1 读出下列各根式，并计算出结果：（1）； （2）； （3） ； （4）2 填空： （1）25的3次方根可以表示为 ，其中根指数为 ，被开方数为 ；（2）12的4次算术根可以表示为 ，其中根指数为 ，被开方数为 ；（3）-7的5次方根可以表示为 ，其中根指数为 ，被开方数为 ； （4）8的平方根可以表示为 ，其中根指数为 ，被开方数为 3.课堂练习：P60学中做1及P61学中做2.自我探索 使用工具 准备计算器观察计算器上的按键并阅读相关的使用说明书，小组完成计算器计算根式的方法计算下列各题（精确到0.0001）：（1）； （2）； （3）； （4）4.1.2分数指数幂知识回顾 复习导入问题计算：= ；= ；= ；= ；= 解决整数指数幂，当时，= ；并且规定当时，= ； = 探究将整数指数幂的概念进行推广：= 动脑思考 探索新知看下面的例子：这就是说，当根式的被开方数的指数能被根指数整除时，根式可以表示为分数指数幂的形式为了把整数指数幂的概念推广到分数指数幂，进而从有理指数幂推广到无理指数幂，我们规定（这里略去了其合理性的说明）：，其中1,其中1不难想到，0的正分数指数幂等于0，0的负分数指数幂无意义这样就将整数指数幂推广到有理数指数幂巩固知识 典型例题例1 将下列各分数指数幂写成根式的形式：（1）； （2）； （3）分析 要把握好形式互化过程中字母的位置对应关系，按照规定，先正确找出公式中的m与n，再进行形式的转化解 （1），故； （2），故； （3），故例2 将下列各根式写成分数指数幂的形式：（1）； （2）； （3）分析 要把握好形式互化过程中字母位置的对应关系，按照规定逆向进行形式的转化解 （1），故；（2），故；（3），故说明：将根式写成分数指数幂的形式或将分数指数幂写成根式的形式时，要注意规定中的m、n的对应位置关系，分数指数的分母为根式的根指数，分子为根式中被开方数的指数运用知识 强化练习 1将下列各根式写成分数指数幂的形式：(1)； (2)； (3)； (4)；(5)； （6）2将下列各分数指数幂写成根式的形式：(1)； （2）； (3) ； (4)； (5)； （6）自我探索 使用工具 准备计算器，观察计算器上的按键并阅读相关的使用说明书，小组完成利用计算器计算分数指数幂的方法1利用计算器求下列各式的值（精确到00001）：（1）； （2）； （3）2利用计算器求下列各式的值（精确到00001）：(1)； （2）； (3)归纳小结 强化思想本次课学了哪些内容？重点和难点各是什么？自我反思 目标检测 本次课采用了怎样的学习方法？你是如何进行学习的？你的学习效果如何？继续探索 活动探究(1)读书部分： 教材章节4.1；(2)课后练习：P62学中做3第12题；(3)实践调查： 了解计算器的其他计算使用方法4.1.3指数运算回顾整数指数幂的运算法则为： (1) = ； (2) = ； (3) = 其中归纳 运算法则同样适用于有理数指数幂的情况动脑思考 探索新知概念当、为有理数时，有； ； 运算法则成立的条件是，出现的每个有理数指数幂都有意义说明可以证明，当、为实数时，上述指数幂运算法则也成立巩固知识 典型例题例1 计算下列各式的值：（1）； （2）； （3）分析 （1）题中的底为小数，需要首先将其化为分数，有利于运算法则的利用；（2）题中，首先要把根式化成分数指数幂，然后再进行化简与计算解 （1） ； （2）（3） =说明（3）题中，将9写成，将6写成，使得式子中只出现两种底，方便于化简及运算这种尽可能将底的化同的做法，体现了数学中非常重要的“化同”思想例2、计算下列各式： 解：例3 化简下列各式：(1) ； (2) ； （3）分析 化简要依据运算的顺序进行，一般为“先括号内，再括号外；先乘方，再乘除，最后加减”，也可以利用乘法公式 解 说明 作为运算的结果，一般不能同时含有根号和分数指数幂（3）题的结果也可以写成，但是不能写成，本章中一般不要求将结果中的分数指数幂化为根式运用知识 强化练习 1计算下列各式: (1) ； （2）； （3）2化简下列各式：（1）（m0）； (2);(3) ； (4) ； (5) 【课题】4.2幂函数【教学目标】知识目标：通过几个常见的幂函数，了解幂函数的图象特点.能力目标： 能够正确判断出哪些函数是幂函数； 培养学生的计算技能； 通过对幂函数图形的作图与观察，培养学生的计算工具使用能力与观察能力.【教学重点】幂函数的图象特征与简单性质【教学难点】幂函数的图象特征与简单性质【教学设计】通过“描点法”作图认识幂函数的图象，通过利用软件的大量作图，总结图象规律；【教学备品】教学课件【课时安排】2课时(90分钟)【教学过程】揭示课题4.2幂函数知识回顾 复习导入问题观察函数、，回忆三个函数的图象和相关性质探究由于，故这三个函数都可以写成（）的形式动脑思考 探索新知概念一般地，形如 （）的函数叫做幂函数其中指数为常数，底为自变量巩固知识 典型例题例1 指出幂函数y=x和y=x的定义域，并在同一个坐标系中作出它们的图象分析 首先分别确定各函数的定义域，然后再利用“描点法”分别作出它们的图象解 函数y =x的定义域为R，函数y=x的定义域为分别设值列表如下： x21012y=x381018x0149y=0123以表中的每组的值为坐标，描出相应的点，再用光滑的曲线依次联结这些点，分别得到函数y=x3和函数的图象，如下图所示总结：这两个函数的定义域不同,在定义域内它们都是增函数两个函数的图象都经过坐标原点和点(1,1)例2 指出幂函数的定义域，并作出函数图象分析 考虑到，因此定义域为，由于，故函数为偶函数其图象关于y轴对称，可以先作出区间内的图象，然后再利用对称性作出函数在区间内的图象x12y41解 的定义域为由分析过程知道函数为偶函数在区间内，设值列表如下：以表中的每组的值为坐标，描出相应的点，再用光滑的曲线依次联结各点，得到函数在区间内的图象再作出图象关于y轴对称图形，从而得到函数的图象，如下图所示总结：这个函数在内是减函数；函数的图象不经过坐标原点，但是经过点(1,1)理论升华 整体建构 一般地，幂函数具有如下特征：(1) 随着指数取不同值，函数的定义域、单调性和奇偶性会发生变化；(2) 当时，函数图象经过原点(0,0)与点(1,1)；当时，函数图象不经过原点(0,0)，但经过(1,1)点运用知识 强化练习 1指出函数的定义域，并在同一坐标系中作出他们的图象. 2在同一坐标系中作出函数的图象,并指出它们都经过哪几个特殊的点？归纳小结 强化思想本次课学了哪些内容？重点和难点各是什么？自我反思 目标检测 本次课采用了怎样的学习方法？你是如何进行学习的？你的学习效果如何？继续探索 活动探究(1)读书部分： 教材章节4.2；(2)课后作业： 练习册P20练习二幂函数；(3)实践调查： 了解常见幂函数的性质特点【课题】43指数函数及其性质【教学目标】知识目标： 理解指数函数的图象及性质； 了解指数模型，了解指数函数的应用能力目标： 会画出指数函数的简图； 会判断指数函数的单调性； 了解指数函数在生活生产中的部分应用，从而培养学生分析与解决问题能力【教学重点】 指数函数的概念、图象和性质； 指数函数的应用实例【教学难点】指数函数的应用实例 【教学设计】 以实例引入知识，提升学生的求知欲； “描点法”作图与软件的应用相结合，有助于观察得到指数函数的性质； 知识的巩固与练习，培养学生的思维能力； 实际问题的解决，培养学生分析与解决问题的能力； 以小组的形式进行讨论、探究、交流，培养团队精神.【教学备品】教学课件【课时安排】2课时(90分钟)【教学过程】揭示课题4.3指数函数及其性质创设情景 兴趣导入问题 某种物质的细胞分裂，由1个分裂成2个，2个分裂成4个，4个分裂成8个，知道分裂的次数,如何求得细胞的个数呢？解决 设细胞分裂次得到的细胞个数为，则列表如下：分裂次数x123x细胞个数y2=4=8=由此得到， 归纳函数中，指数x为自变量，底数2为常数动脑思考 明确新知概念一般地，形如的函数叫做指数函数，其中底()为常量指数函数的定义域为，值域为例如都是指数函数动手探索 感受新知问题利用“描点法”作指数函数y=和y=的图象解决设值列表如下：x3210123y=1248y=8421以表中的每一组x, y的值为坐标，描出对应的点（x, y）分别用光滑的曲线依次联结各点，得到函数y=和y=的图象，如下图所示归纳观察函数图象发现：1函数和y=的图象都在x轴的上方，向上无限伸展，向下无限接近于x轴； 2函数图象都经过（0，1）点；3函数y=的图象自左至右呈上升趋势；函数y=的图象自左至右呈下降趋势推广利用软件可以作出a取不同值时的指数函数的图象动脑思考 明确新知一般地，指数函数具有下列性质：(1) 函数的定义域是值域为；(2) 函数图象经过点(0,1)，即当时，函数值；(3) 当时，函数在内是增函数；当时，函数在内是减函数巩固知识 典型例题例1、解：例2、判断下列函数在内的单调性：(1) ； （2）； （3）分析 判定指数函数单调性的关键在于判断底的情况解 (1) 因为底，所以函数在内是增函数 (2) 因为，底，所以函数在内是减函数 (3) 因为，底所以，函数在内是增函数例3、已知指数函数的图象过点，求的值(精确到0.01)分析 首先由函数图象过点可以确定底，得到函数的解析式然后用计算器求出函数值解 由于函数图象过点，故,即 由于，且，故 因此，函数的解析式为 所以 运用知识 强化练习 1 判断下列函数在内的单调性：(1) ； (2) ； (3) 2 已知指数函数满足条件，求f(0.13)的值(精确到0.001)3 求下列函数的定义域：(1) ； (2) 动手探索 运用新知问题某市2008年国内生产总值为20亿元,计划在未来10年内,平均每年按8%的增长率增长,分别预测该市2013年与2018年的国内生产总值(精确到0.01亿元)分析 国内生产总值每年按8%增长是指后一年的国内生产总值是前一年的（1+8%）倍 解决设在2008年后的第年该市国民生产总值为亿元，则第1年， y=201+8%）=201.08，第2年， y=201.08（1+8%）=20，第3年 y=20（1+8%）=20， 由此得到，第x年该市国内生产总值为 且1x10) 当时，得到2013年该市国内生产总值为 （亿元）当时，得到2018年该市国民生产总值为 y=2043.18（亿元） 结论预测该市2013年和2018年的国民生产总值分别为29.39亿元和 43.18亿元归纳函数解析式可以写成的形式，其中为常数，底a0且a1函数模型叫做指数模型当a1时，叫做指数增长模型；当0a0，即零和负数没有对数巩固知识 典型例题例1 将下列指数式写成对数式：（1）； （2）；（3）； （4）分析 依照上述公式由左至右对应好各字母的位置关系解 （1）； （2） ；（3）； （4） 例2 将下列对数式写成指数式：（1）； （2）；（3）； （4）分析 依照上述公式，由右至左对应好各字母的位置关系解 （1） ； （2）；（3）； （4）例3 求下列对数的值(1) ； (2) 分析 （1）题可以利用性质（2）；（2）题可以利用性质（1）解 （1）由于底与真数相同，由对数的性质（2）知=1（2）由于真数为1，由对数的性质（1）知=0运用知识 强化练习 1 将下列各指数式写成对数式： (1) ； (2) ； (3) ； (4) 2把下列对数式写成指数式： (1)； (2) ； (3) ； (4) 3求下列对数的值： (1)； (2)；(3)； (4)动脑思考 形成新知以10为底的对数叫做常用对数，简记为如记为以无理数e （e=271828，在科学研究和工程计算中被经常使用）为底的对数叫做自然对数，简记为如记为自我探索 使用工具 准备计算器，观察计算器上的按键并阅读相关的使用说明书，小组完成利用计算器计算对数的方法1、计算下列各式的值（精确到00001）：（1）； （2）； （3）；（4）； （5）； （6）2、用计算器计算下列各式的值（精确到0.0001）：（1）； （2）； （3）；（4）； （5）； （6）创设问题 自我探究问题 等式=、=是否成立？等式、是否成立？等式、是否成立？解决请利用计算器验证 结论=； ； 动脑思考 探索新知概念对数的运算法则法则1： （M0，N0）；法则2： （M0，N0）； 法则3： = n（n为整数，M0）巩固知识 典型例题例4 用，表示下列各式：（1）； （2）； （3）分析 要正确使用对数的运算法则解 （1） =+；（2）=；（3）=+=2+运用知识 强化练习 用，表示下列各式：（1）； （2）； （3）归纳小结 强化思想本次课学了哪些内容？重点和难点各是什么？自我反思 目标检测 本次课采用了怎样的学习方法？你是如何进行学习的？你的学习效果如何？继续探索 活动探究(1)读书部分： 教材章节4.4；(2)课后练习： 教材P76习题4-4；(3)课后作业：练习册P22练习四对数与对数运算【课题】45 对数函数及其性质【教学目标】知识目标： 了解对数函数的图象及性质特征； 了解对数函数的实际应用.能力目标： 观察对数函数的图象，总结对数函数的性质，培养观察能力； 通过应用实例的介绍，培养学生数学思维能力和分析与解决问题能力.【教学重点】对数函数的图象及性质.【教学难点】对数函数的应用中实际问题的题意分析【教学设计】 实例引入知识，提升学生的求知欲； “描点法”作图与软件的应用相结合，有助于观察得到指数函数的性质； 知识的巩固与练习，培养学生的思维能力； 实际问题的解决，培养学生分析与解决问题能力； 小组的形式进行讨论、探究、交流，培养团队精神.【教学备品】教学课件【课时安排】2课时(90分钟)【教学过程】揭示课题4.5 对数函数及其性质.创设情景 兴趣导入问题 某种物质的细胞分裂，由1个分裂成2个，2个分裂成4个，那么，知道分裂得到的细胞个数如何求得分裂次数呢？解决 设1个细胞经过y次分裂后得到x个细胞，则x与y的函数关系是，写成对数式为，此时自变量x位于真数位置动脑思考 探索新知概念一般地，形如的函数叫以为底的对数函数，其中a0且a1对数函数的定义域为，值域为R例如、都是对数函数运用知识 强化练习 利用“描点法”作函数和的图象函数的定义域为，取x的一些值,列表如下：x124-2-1012210-1-2以表中x的值与函数对应的值y为坐标，描出点，用光滑曲线依次联结各点，得到函数的图象；以表4-6中x的值与函数对应的值y为坐标，描出点，用光滑曲线依次联结各点，得到函数的图象，如下图所示：观察函数图象发现：1函数和的图象都在x轴的右边； 2图象都经过点；3函数的图象自左至右呈上升趋势；函数的图象自左至右呈下降趋势动脑思考 探索新知一般地，对数函数( a0且a1)具有下列性质：（1）函数的定义域是，值域为R； （2）当时，函数值；（3）当a1时，函数在内是增函数；当0a0得，所以函数的定义域为；（2）由得，所以的定义域为运用知识 强化练习 1选择题:（1）若函数的图象经过点，则底=( )A 2 B 2 C D（2） 下列对数函数在区间(0,+)内为减函数的是( )A B C D2作出下列函数的图象并判断它们在内的单调性(1) ； (2) 巩固知识 典型例题碳-14的半衰期为5730年，古董市场有一幅达芬奇（1452-1519）的绘画，测得其碳-14的含量为原来的94.1，根据这个信息，请你从时间上判断这幅画是不是赝品.（使用计算器）解 设这幅画的年龄为，画中原来碳-14含量为，根据题意有 ，消去a后，两边取常用对数，得 ，解得 因为，这幅画约在达芬奇54岁时完成，所以从时间上看不是赝品.运用知识 强化练习 某钢铁公司的年产量为a万吨，计划每年比上一年增产10%，问经过多少年产量翻一番（保留2位有效数字）归纳小结 强化思想本次课学了哪些内容？重点和难点各是什么？自我反思 目标检测 本次课采用了怎样的学习方法？你是如何进行学习的？你的学习效果如何？继续探索 活动探究(1)读书部分： 教材章节4.5；(2)课后练习： 教材P79习题4-5及P81复习参考题四；(3)课后作业：练习册P23练习五对数函数及其性质及P2425自测题四.24 / 24