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[摘 要] 指数函数的定义与性质是对函数知识的进一步深化,在函数体系中有着重要的地位,对于指数函数的学习可以类比其他函数的方法,文章整理了指数函数性质教学的相关内容,并简要谈谈教学思考.
[关键词] 指数函数;性质;类比;高效
函数是用来描述自然界变化规律的数学模型,指数函数是中学的基础函数之一,对于整个函数体系有着承上启下的作用,在函数的概念和性质的教学中,要注意函数的数形结合、归化统一思想的教学,秉承“趣味,高效,持续”的教学理念,培养学生的自主探究能力.
函数问题的探究
函数问题的学习要从函数概念的生成和发展开始,函数内容的教学重点是函数的概念、图像以及它的性质. 指数函数的学习过程和一般初等函数是一致的,通过自主探究、总结归纳的学习过程,让学生建立起完善的研究体系,为今后的学习打下基础.
1. 生活实例,探究形成
从生活实例中提炼函数问题,可以增强学生的学习兴趣,理解函数的成因以及学习函数的重要性. 函数概念的形成过程,是从具体事物到抽象数学的渐变过程,更加符合学生对于事物的认知,利于学生理解掌握.
情景问题1:将一张打印纸进行对折,一次对折后变为2张,两次对折变为4张,三次对折变为8张,…按照这样的方式继续进行下去,设对折的次数为x,得到纸的张数为y,则y与x的关系是什么?
情景问题2:某种放射性物质会不断地变化为其他的物质,每过一年它的质量变为原质量的84%,如果经历x年,该物质的质量变为y,该如何描述两变量之间的关系?
探究分析:上述两个问题的解析式分别为:y=2x,y=0.84x,用字母a代换上述式子的底数即可得到函数的一般形式,形如y=ax(a>0且a≠1)的函数叫作指数函数,x为自变量,定义域为R. 同時当a<0时,比如y=(-2)x,对于x=,x=等,在实数范围内的函数值是没有意义的;a=0,当x>0时,ax恒为零,x≤0,则ax无意义.
预设意图:通过对实际问题的探讨,将其转换为数学问题,体现了“数学来源于生活,又高于生活”的理念,并对指数函数的底数的限制条件进行讨论,研究函数的实际意义和价值,有利于学生理解指数函数的概念.
2. 类比学习,归纳性质
利用几何画板动态演示指数函数的图像,通过类比学习函数的性质,可以加深学生对函数的理解,类比函数的图像可从单调性、值域和轴对称角度分析函数性质. 同时,类比是学习数学的一种有效方法,可以锻炼学生的辨析能力.
预设例题:f(x)=ax(a>1),g(x)=bx(b>1),当f(x1)=g(x2)=2时,有x1>x2,求a和b的大小关系.
思路突破:该题目考查指数函数的性质,对于指数函数,在图像的一象限,离x轴越远,函数底数就越大,如图1所示,当x=1时,有c 预设解析:根据题意绘制图像,如图2所示,利用指数函数的性质可知a 预设意图:从具体函数到一般函数,通过图像观察归纳总结性质,结合典型例题深入学习指数函数,加深学生对知识的理解,培养学生的数学思维,学习数形结合思想,体验学习的快乐.
3. 学以致用,典例讲评
学习的最终目的是学以致用,通过对典型例题的学习分析可以进一步强化知识,学习方法,提升学生的综合能力.数学的思想方法蕴含在实际问题中,分析问题、解决问题的过程本身就是思想和能力提升的过程.
例题:存在一函数y=a2x 2ax-1(a>0,a≠1),它在区间[-1,1]上取得的最大值为14,求a的值.
思路突破:(1)令ax=t,用换元法对原函数变形,变形后函数的定义域就为t的值域;(2)对于a>1和0 预设解答:令ax=t,则y=t2 2t-1=(t 1)2-2. 当a>1,因为x∈[-1,1],则有t∈,a,函数y=(t 1)2-2在,a上单调递增,则ymax=(a 1)2-2=14,解得a=3;当0 设计意图:该题目结合了换元法和二次函数、指函数的模型,在促进学生理解掌握指数性质的基础上,加深了学生对于数形结合思想的理解,提高学生使用图像和函数性质的能力,巩固新知,深化理解.
4. 解析高考,拓展变式
高考真题凝聚了众多命题人的智慧,引导学生研读真题,学习其中蕴含的思想方法,可以拓展思维,培养学生的创新精神. 同时,对高考真题的整体分析可以把握指数函数的命题趋势,紧抓高考重点,高效学习.
真题:(2015年高考新课标卷)现已知函数f(x)=ex-ln(x m),(1)设x=0是f(x)的一个极值点,求m的值,并讨论f(x)的单调性;(2)当m≤2时,证明f(x)>0.
教学立意的深入思考
1. 类比学习,个性探究
指数函数的学习是对中学函数知识的延续,也是高中的几个基本函数之一,它的学习方法与其他函数一致,都是从函数的定义入手,在此基础上学习函数的性质,然后拓展到与整个知识体系的融合,经历了定义初探、图像类比、性质归纳、应用综合等几个重要的探究过程. 在教学中要遵从学生的认知规律,通过类比学习由浅入深地对指数函数进行探究,教学中要充分了解学情,考虑到学生前一阶段获取知识的方法,在对比中获得对函数的认知,通过读图和分析,归纳总结相关性质,不断强化学生的基础知识,让学生的个性学习充满整个探究过程.
2. 融趣于学,智趣同生
中学教学的最高境界是让学生在享受学习的乐趣中获得新知,感受数学的趣味性,对于新的教学内容,教学设计要基于概念学习与问题解决,在贴近生活情趣的基础上开展多环节互动学习,让学生从感性认识逐步上升到理性认识,教学环节的创设要情景新颖,激趣启智,互动交流,设问探究,让思维得到自然的过渡,在愉悦的氛围中获得思想上的提升,感悟到数学知识的本质.数学的学习不仅是对知识的落实,还应该关注知识形成的过程,因此应该把探究的机会留给学生,培养学生的自主探究能力,让学生在探究中享受学习的乐趣,体验获得知识的快乐.
3. 高效课堂,持续发展
课堂教学要注重高效,毕竟教学时间是有限的,要让学生在有限的时间内获得丰厚的知识,高效体现在效果、效率、效益.在合理的时间内获得最大化的成效,总体上实现学生的发展价值,一节课衡量的标准是教学的成果是否与教学的目标相匹配,所以教学设计的目标需要在多方面的综合考虑下进行慎重设定. 对于指数函数,教学目标需包含两方面,一是掌握指数函数的定义以及图像性质;另一方面教学要渗透数学思想,培养学生严谨的数学习惯,达到能力的提升. 中学教学是一个可持续的过程,即使知识教授的不同,但学生获得思想上的提升是一致的,要让学生在今后的发展中获得永久的财富.
写在最后
指数函数的学习是中学函数的延续,教学中要注重函数的类比学习,综合多方面的教学方式,让学生在探究的乐趣中获得知识,培养思维,提升能力,合理设计教学方案,注重学习效率,在轻松愉快的氛围中获得教学共赢.
[关键词] 指数函数;性质;类比;高效
函数是用来描述自然界变化规律的数学模型,指数函数是中学的基础函数之一,对于整个函数体系有着承上启下的作用,在函数的概念和性质的教学中,要注意函数的数形结合、归化统一思想的教学,秉承“趣味,高效,持续”的教学理念,培养学生的自主探究能力.
函数问题的探究
函数问题的学习要从函数概念的生成和发展开始,函数内容的教学重点是函数的概念、图像以及它的性质. 指数函数的学习过程和一般初等函数是一致的,通过自主探究、总结归纳的学习过程,让学生建立起完善的研究体系,为今后的学习打下基础.
1. 生活实例,探究形成
从生活实例中提炼函数问题,可以增强学生的学习兴趣,理解函数的成因以及学习函数的重要性. 函数概念的形成过程,是从具体事物到抽象数学的渐变过程,更加符合学生对于事物的认知,利于学生理解掌握.
情景问题1:将一张打印纸进行对折,一次对折后变为2张,两次对折变为4张,三次对折变为8张,…按照这样的方式继续进行下去,设对折的次数为x,得到纸的张数为y,则y与x的关系是什么?
情景问题2:某种放射性物质会不断地变化为其他的物质,每过一年它的质量变为原质量的84%,如果经历x年,该物质的质量变为y,该如何描述两变量之间的关系?
探究分析:上述两个问题的解析式分别为:y=2x,y=0.84x,用字母a代换上述式子的底数即可得到函数的一般形式,形如y=ax(a>0且a≠1)的函数叫作指数函数,x为自变量,定义域为R. 同時当a<0时,比如y=(-2)x,对于x=,x=等,在实数范围内的函数值是没有意义的;a=0,当x>0时,ax恒为零,x≤0,则ax无意义.
预设意图:通过对实际问题的探讨,将其转换为数学问题,体现了“数学来源于生活,又高于生活”的理念,并对指数函数的底数的限制条件进行讨论,研究函数的实际意义和价值,有利于学生理解指数函数的概念.
2. 类比学习,归纳性质
利用几何画板动态演示指数函数的图像,通过类比学习函数的性质,可以加深学生对函数的理解,类比函数的图像可从单调性、值域和轴对称角度分析函数性质. 同时,类比是学习数学的一种有效方法,可以锻炼学生的辨析能力.
预设例题:f(x)=ax(a>1),g(x)=bx(b>1),当f(x1)=g(x2)=2时,有x1>x2,求a和b的大小关系.
思路突破:该题目考查指数函数的性质,对于指数函数,在图像的一象限,离x轴越远,函数底数就越大,如图1所示,当x=1时,有c 预设解析:根据题意绘制图像,如图2所示,利用指数函数的性质可知a
3. 学以致用,典例讲评
学习的最终目的是学以致用,通过对典型例题的学习分析可以进一步强化知识,学习方法,提升学生的综合能力.数学的思想方法蕴含在实际问题中,分析问题、解决问题的过程本身就是思想和能力提升的过程.
例题:存在一函数y=a2x 2ax-1(a>0,a≠1),它在区间[-1,1]上取得的最大值为14,求a的值.
思路突破:(1)令ax=t,用换元法对原函数变形,变形后函数的定义域就为t的值域;(2)对于a>1和0 预设解答:令ax=t,则y=t2 2t-1=(t 1)2-2. 当a>1,因为x∈[-1,1],则有t∈,a,函数y=(t 1)2-2在,a上单调递增,则ymax=(a 1)2-2=14,解得a=3;当0 设计意图:该题目结合了换元法和二次函数、指函数的模型,在促进学生理解掌握指数性质的基础上,加深了学生对于数形结合思想的理解,提高学生使用图像和函数性质的能力,巩固新知,深化理解.
4. 解析高考,拓展变式
高考真题凝聚了众多命题人的智慧,引导学生研读真题,学习其中蕴含的思想方法,可以拓展思维,培养学生的创新精神. 同时,对高考真题的整体分析可以把握指数函数的命题趋势,紧抓高考重点,高效学习.
真题:(2015年高考新课标卷)现已知函数f(x)=ex-ln(x m),(1)设x=0是f(x)的一个极值点,求m的值,并讨论f(x)的单调性;(2)当m≤2时,证明f(x)>0.
教学立意的深入思考
1. 类比学习,个性探究
指数函数的学习是对中学函数知识的延续,也是高中的几个基本函数之一,它的学习方法与其他函数一致,都是从函数的定义入手,在此基础上学习函数的性质,然后拓展到与整个知识体系的融合,经历了定义初探、图像类比、性质归纳、应用综合等几个重要的探究过程. 在教学中要遵从学生的认知规律,通过类比学习由浅入深地对指数函数进行探究,教学中要充分了解学情,考虑到学生前一阶段获取知识的方法,在对比中获得对函数的认知,通过读图和分析,归纳总结相关性质,不断强化学生的基础知识,让学生的个性学习充满整个探究过程.
2. 融趣于学,智趣同生
中学教学的最高境界是让学生在享受学习的乐趣中获得新知,感受数学的趣味性,对于新的教学内容,教学设计要基于概念学习与问题解决,在贴近生活情趣的基础上开展多环节互动学习,让学生从感性认识逐步上升到理性认识,教学环节的创设要情景新颖,激趣启智,互动交流,设问探究,让思维得到自然的过渡,在愉悦的氛围中获得思想上的提升,感悟到数学知识的本质.数学的学习不仅是对知识的落实,还应该关注知识形成的过程,因此应该把探究的机会留给学生,培养学生的自主探究能力,让学生在探究中享受学习的乐趣,体验获得知识的快乐.
3. 高效课堂,持续发展
课堂教学要注重高效,毕竟教学时间是有限的,要让学生在有限的时间内获得丰厚的知识,高效体现在效果、效率、效益.在合理的时间内获得最大化的成效,总体上实现学生的发展价值,一节课衡量的标准是教学的成果是否与教学的目标相匹配,所以教学设计的目标需要在多方面的综合考虑下进行慎重设定. 对于指数函数,教学目标需包含两方面,一是掌握指数函数的定义以及图像性质;另一方面教学要渗透数学思想,培养学生严谨的数学习惯,达到能力的提升. 中学教学是一个可持续的过程,即使知识教授的不同,但学生获得思想上的提升是一致的,要让学生在今后的发展中获得永久的财富.
写在最后
指数函数的学习是中学函数的延续,教学中要注重函数的类比学习,综合多方面的教学方式,让学生在探究的乐趣中获得知识,培养思维,提升能力,合理设计教学方案,注重学习效率,在轻松愉快的氛围中获得教学共赢.