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1.2 《函數(shù)的概念及表示》教學(xué)設(shè)計(jì)
【教學(xué)目標(biāo)】
(1)通過豐富實(shí)例,學(xué)習(xí)用集合與對(duì)應(yīng)的語言來刻畫函數(shù),體會(huì)對(duì)應(yīng)關(guān)系在刻畫函數(shù)概念中的作用;了解構(gòu)成函數(shù)的三要素;能夠正確使用“區(qū)間”的符號(hào)表示某些集合.
(2)理解函數(shù)的概念,并且會(huì)靈活運(yùn)用函數(shù)的概念解題.
(3)明確函數(shù)的三種表示方法.
(4)會(huì)根據(jù)不同實(shí)際情境選擇合適的方法表示函數(shù).
(5)通過具體實(shí)例,了解簡單的分段函數(shù)及應(yīng)用.
【導(dǎo)入新課】
回顧問題導(dǎo)入:
1.討論:放學(xué)后騎自行車回家,在此實(shí)例中存在哪些變量?變量之間有什么關(guān)系?
2.回顧初中函數(shù)的定義:
在一個(gè)變化過程中,有兩個(gè)
2、變量x和y,對(duì)于x的每一個(gè)確定的值,y都有唯一的值與之對(duì)應(yīng),此時(shí)y是x的函數(shù),x是自變量,y是因變量.(表示方法有:解析法、列表法、圖象法).
新授課階段
(一)函數(shù)的概念:
思考1:(課本P15)給出三個(gè)實(shí)例:
A.一枚炮彈發(fā)射,經(jīng)26秒后落地?fù)糁心繕?biāo),射高為845米,且炮彈距地面高度h(米)與時(shí)間t(秒)的變化規(guī)律是.
B.近幾十年,大氣層中臭氧迅速減少,因而出現(xiàn)臭氧層空洞問題,圖中曲線是南極上空臭氧層空洞面積的變化情況.(見課本P15圖)
C.國際上常用恩格爾系數(shù)(食物支出金額÷總支出金額)反映一個(gè)國家人民生活質(zhì)量的高低.“八五”計(jì)劃以來我們城鎮(zhèn)居民的恩格爾系數(shù)如
3、下表.(見課本P16表)
討論:以上三個(gè)實(shí)例存在哪些變量?變量的變化范圍分別是什么?兩個(gè)變量之間存在著怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系? 三個(gè)實(shí)例有什么共同點(diǎn)?
歸納:三個(gè)實(shí)例變量之間的關(guān)系都可以描述為:對(duì)于數(shù)集A中的每一個(gè)x,按照某種對(duì)應(yīng)關(guān)系f,在數(shù)集B中都與唯一確定的y和它對(duì)應(yīng),記作:
1. 函數(shù)的定義:
設(shè)A、B是兩個(gè)非空的數(shù)集,如果按照某種確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系f,使對(duì)于集合A中的任意一個(gè)數(shù)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)和它對(duì)應(yīng),那么稱為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù)(function),記作:.
其中,x叫自變量,x的取值范圍A叫作定義域(domain),與x的值對(duì)應(yīng)的y值叫函數(shù)值,函數(shù)值的集合
4、叫值域(range).顯然,值域是集合B的子集.
(1)一次函數(shù)y=ax+b (a≠0)的定義域是R,值域也是R;
(2)二次函數(shù) (a≠0)的定義域是R,值域是B;當(dāng)a>0時(shí),值域;當(dāng)a﹤0時(shí),值域.
(3)反比例函數(shù)的定義域是,值域是.
2. 區(qū)間及寫法:
設(shè)a、b是兩個(gè)實(shí)數(shù),且a
5、-∞”讀“負(fù)無窮大”;“+∞”讀“正無窮大”.我們把滿足的實(shí)數(shù)x的集合分別表示為.
例1 對(duì)范圍用區(qū)間表示正確的為( )
A. B. C. D.
【解析】根據(jù)區(qū)間的表示法可以知道,如果取到等號(hào)時(shí),用閉區(qū)間,否則用開區(qū)間,因此選B.
【答案】 B
3. 函數(shù)定義域的求法:函數(shù)的定義域通常由問題的實(shí)際背景確定,如果只給出解析式y(tǒng)=f(x),而沒有指明它的定義域,那么函數(shù)的定義域就是指能使這個(gè)式子有意義的實(shí)數(shù)的集合.
例2 函數(shù)的定義域?yàn)?,那么其值域?yàn)椤 。ā。?
A. B. C. D.
【解析】只需把x=0,1
6、,2,3代入計(jì)算y即可.
【答案】A
例3 如圖,用長為1的鐵絲彎成下部為矩形,上部為半圓形的框架,若半圓半徑為,求此框架圍成的面積與的函數(shù)式,并寫出它的定義域.
【分析】首先審題,得到框架圍成的面積與半圓半徑之間的關(guān)系,然后根據(jù)實(shí)際意義找到半圓半徑的取值范圍.
解:根據(jù)題意得,, =,于是AD=,
因此,,即.
由,得,
∴ 函數(shù)的定義域?yàn)椋?,?
例4 記集合M,函數(shù)的定義域?yàn)榧螻.求:
(Ⅰ)集合M,N;
(Ⅱ) 集合,
分析:對(duì)于偶次根式,只要使得被開方式非負(fù)即可,同時(shí)要熟練運(yùn)用集合的有關(guān)運(yùn)算解決.
解:(Ⅰ)
(Ⅱ).
4. 函數(shù)相同的判別方法:
7、函數(shù)是否相同,看定義域和對(duì)應(yīng)法則.
例5 下列函數(shù)中哪個(gè)與函數(shù)是同一個(gè)函數(shù)( )
A.y=() B.y= C.y= D.y=
【解析】當(dāng)兩個(gè)函數(shù)的解析式和定義域完全相同時(shí),這兩個(gè)函數(shù)為同一函數(shù).同時(shí)滿足這兩個(gè)條件的只有B中的函數(shù).
【答案】A
【答案】只有(2)合適.
(二)函數(shù)的三種表示方法:
1. 結(jié)合課本P15 給出的三個(gè)實(shí)例,說明三種表示方法的適用范圍及其優(yōu)點(diǎn):
解析法:就是用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示兩個(gè)變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
優(yōu)點(diǎn):簡明扼要;給自變量求函數(shù)值.
圖象法:就是用圖象表示兩個(gè)變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;
優(yōu)點(diǎn):直觀形象,反映
8、兩個(gè)變量的變化趨勢.
列表法:就是列出表格來表示兩個(gè)變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.
優(yōu)點(diǎn):不需計(jì)算就可看出函數(shù)值,如股市走勢圖; 列車時(shí)刻表;銀行利率表等.[
例6 (1) 已知()是一次函數(shù),且滿足,求;
(2) 已知 (10), 求.
【分析】緊扣函數(shù)的表示法,利用解析式求解時(shí),要注意待定系數(shù)法在解題中的靈活運(yùn)用,即首先設(shè)出函數(shù)的解析式,然后構(gòu)造等式解決.
【解】(1)設(shè),由得:
,∴
∴ ,解得:,∴ .
(2)令,得.∴ .
例7 函數(shù)的圖象是( )
【解析】所給函數(shù)可化為:,故答案為C.也可以根據(jù)函數(shù)的的定義域?yàn)槎鞒雠袛?
【答案】C
例8
9、 已知的圖象恒過(1,1)點(diǎn),則的圖象恒過( )
A.(-3,1) B.(5,1) C.(1,-3) D.(1,5)
【解析】法一:由的圖象恒過(1,1)知,即,故函數(shù)的圖像過點(diǎn)(5,1).法二:的圖象可由的圖象向右平移4個(gè)單位而得到,(1,1)向右平移4個(gè)單位后變?yōu)椋?,1).
【答案】B
2. 分段函數(shù)的定義:
在函數(shù)的定義域內(nèi),對(duì)于自變量x的不同取值范圍,有著不同的對(duì)應(yīng)法則,這樣的函數(shù)通常叫做分段函數(shù),如以下的例3的函數(shù)就是分段函數(shù).
說明:
(1).分段函數(shù)是一個(gè)函數(shù)而不是幾個(gè)函數(shù),處理分段函數(shù)問題時(shí),首先要確定自變量的數(shù)值屬于哪個(gè)區(qū)間段,從而選取相應(yīng)的對(duì)
10、應(yīng)法則;畫分段函數(shù)圖象時(shí),應(yīng)根據(jù)不同定義域上的不同解析式分別作出;
(2).分段函數(shù)只是一個(gè)函數(shù),只不過x的取值范圍不同時(shí),對(duì)應(yīng)法則不相同.
例9 畫出下列函數(shù)的圖象.
(1)y=x-2,x∈Z且||;(2)y=-2+3,∈(0,2];
(3)y=x|2-x|;(4).
解:四個(gè)函數(shù)的圖象如下
例10 如圖,動(dòng)點(diǎn)P從單位正方形ABCD頂點(diǎn)A開始,順次經(jīng)C、D繞邊界一周,當(dāng)x表示點(diǎn)P的行程,y表示PA之長時(shí),求y關(guān)于x的解析式,并求f()的值.
解:當(dāng)P在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí), ;
當(dāng)P在BC上運(yùn)動(dòng)時(shí),y=
當(dāng)P在CD上運(yùn)
11、動(dòng)時(shí),y=
當(dāng)P在DA上運(yùn)動(dòng)時(shí),y=4-
∴y=
∴()=
例11 已知,則]的值為 .
【解析】.
【答案】
課堂小結(jié)
1.掌握函數(shù)的定義域與值域的求解方法;
2.理解函數(shù)的概念;
3.掌握函數(shù)的表示方法,尤其要注意解析法在解決應(yīng)用題中的靈活運(yùn)用.
作業(yè)
見同步練習(xí)部分
拓展提升
一、選擇題
1.若集合,,則是( )
A. B. C. D.有限集
2.已知函數(shù)的圖象關(guān)于直線對(duì)稱,且當(dāng)時(shí),有則當(dāng)時(shí),的解析式為( )
A. B. C. D.
3.函數(shù)的圖象是( )
4.
12、若函數(shù)的定義域?yàn)?值域?yàn)?,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
5.若函數(shù),則對(duì)任意實(shí)數(shù),下列不等式總成立的是( )
A. B.
C. D.
6.函數(shù)的值域是( )
A. B. C. D.
二、填空題
7.函數(shù)的定義域?yàn)?,值域?yàn)椋瑒t滿足條件的實(shí)數(shù)組成的集合是 .
8.設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)?,則函數(shù)的定義域?yàn)開_________.
9.當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最小值.
10.二次函數(shù)的圖象經(jīng)過三點(diǎn),則這個(gè)二次函數(shù)的解析式為 .
11.已知函數(shù),若,則
13、 .
三、解答題
12.求函數(shù)的值域.
13.利用判別式方法求函數(shù)的值域.
14.已知為常數(shù),若則求的值.
15.對(duì)于任意實(shí)數(shù),函數(shù)恒為正值,求的取值范圍.
參考答案
1. B 【解析】 .
2. D【解析】設(shè),則,而圖象關(guān)于對(duì)稱,得,所以.
3. D【解析】 .
4. C【解析】作出圖象 的移動(dòng)必須使圖象到達(dá)最低點(diǎn).
5. A【解析】 作出圖象 圖象分三種:直線型,例如一次函數(shù)的圖象:向上彎曲型,例如
二次函數(shù)的圖象;向下彎曲型,例如 二次函數(shù)的圖象.
6. C【解析】作出圖象 也可以分段求出部分值域,再合并,即求并集
二、填空題
7. 【解析】當(dāng) ,當(dāng) .
8. 【解析】.
9.
【解析】, 當(dāng)時(shí),取得最小值.
10. 【解析】設(shè)把代入得.
11. 【解析】由得.
三、解答題
12.解:令,則, ,當(dāng)時(shí),.
13.解:,顯然,而(*)方程必有實(shí)數(shù)解,則,∴ .
14.解:
∴得,或
∴.
15. 解:顯然,即,則
得,∴.
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