函數(shù)概念教案

1、集合與函數(shù)概念 備課人：李老師1.2 函數(shù)及其表示1.2.1 函數(shù)的概念整體設(shè)計(jì)教學(xué)分析函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)中最重要的基本概念之一.在中學(xué),函數(shù)的學(xué)習(xí)大致可分為三個(gè)階段.第一階段是在義務(wù)教育階段,學(xué)習(xí)了函數(shù)的描述性概念,接觸了正比例函數(shù)、反比例函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)等最簡(jiǎn)單的函數(shù),了解了它們的圖象、性質(zhì)等.本節(jié)學(xué)習(xí)的函數(shù)概念與后續(xù)將要學(xué)習(xí)的函數(shù)的基本性質(zhì)、基本初等函數(shù)()和基本初等函數(shù)()是學(xué)習(xí)函數(shù)的第二階段,這是對(duì)函數(shù)概念的再認(rèn)識(shí)階段.第三階段是在選修系列的導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用的學(xué)習(xí),這是函數(shù)學(xué)習(xí)的進(jìn)一步深化和提高.在學(xué)生學(xué)習(xí)用集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言刻畫(huà)函數(shù)之前,學(xué)生已經(jīng)把函數(shù)看成變量之間的依賴關(guān)系;同時(shí),雖

2、然函數(shù)概念比較抽象,但函數(shù)現(xiàn)象大量存在于學(xué)生周圍.因此,課本采用了從實(shí)際例子中抽象出用集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言定義函數(shù)的方式介紹函數(shù)概念.三維目標(biāo)1.會(huì)用集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言來(lái)刻畫(huà)函數(shù),理解函數(shù)符號(hào)y=f(x)的含義;通過(guò)學(xué)習(xí)函數(shù)的概念,培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題、提出問(wèn)題的探究能力,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和抽象概括能力;啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用函數(shù)模型表述思考和解決現(xiàn)實(shí)世界中蘊(yùn)涵的規(guī)律,逐漸形成善于提出問(wèn)題的習(xí)慣,學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)表達(dá)和交流,發(fā)展數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí).2.掌握構(gòu)成函數(shù)的三要素,會(huì)求一些簡(jiǎn)單函數(shù)的定義域,體會(huì)對(duì)應(yīng)關(guān)系在刻畫(huà)函數(shù)概念中的作用,使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)函數(shù)的必要性的重要性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):理解函數(shù)

3、的模型化思想,用集合與對(duì)應(yīng)的語(yǔ)言來(lái)刻畫(huà)函數(shù).教學(xué)難點(diǎn):符號(hào)“y=f(x)”的含義,不容易認(rèn)識(shí)到函數(shù)概念的整體性,而將函數(shù)單一地理解成對(duì)應(yīng)關(guān)系,甚至認(rèn)為函數(shù)就是函數(shù)值.課時(shí)安排2課時(shí)教學(xué)過(guò)程第1課時(shí) 函數(shù)的概念復(fù)習(xí)回顧回顧初中所學(xué)函數(shù)（如一次函數(shù)y=ax+b a0等）及函數(shù)的概念：（傳統(tǒng)定義：設(shè)在一個(gè)變化過(guò)程中有兩個(gè)變量x與y,如果對(duì)于x的每一個(gè)值，y都有唯一的值與它對(duì)應(yīng)，那么就說(shuō)y是x的函數(shù)， x叫做自變量）；指出用函數(shù)可以描述變量之間的依賴關(guān)系；強(qiáng)調(diào)函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的重要數(shù)學(xué)模型。導(dǎo)入新課北京時(shí)間2005年10月12日9時(shí)整,萬(wàn)眾矚目的“神舟”六號(hào)飛船勝利發(fā)射升空,5天后圓滿完成各

4、項(xiàng)任務(wù)并順利返回.在“神舟”六號(hào)飛行期間,我們時(shí)刻關(guān)注“神舟”六號(hào)離我們的距離y隨時(shí)間t是如何變化的,本節(jié)課就對(duì)這種變量關(guān)系進(jìn)行定量描述和研究.引出課題.推進(jìn)新課新知探究提出問(wèn)題(1)給出下列三種對(duì)應(yīng):一枚炮彈發(fā)射后,經(jīng)過(guò)26 s落到地面擊中目標(biāo).炮彈的射高為845 m,且炮彈距地面的高度為h(單位:m)隨時(shí)間t(單位:s)變化的規(guī)律是h=130t-5t2.時(shí)間t的變化范圍是數(shù)集A=t|0t26,h的變化范圍是數(shù)集B=h|0h845.則有對(duì)應(yīng)f:th=130t-5t2,tA,hB.近幾十年來(lái),大氣層的臭氧迅速減少,因而出現(xiàn)了臭氧洞問(wèn)題.圖1-2-1-1中的曲線顯示了南極上空臭氧層空洞的面積S(

5、單位:106 km2)隨時(shí)間t(單位:年)從19912001年的變化情況.圖1-2-1-1根據(jù)圖1-2-1-1中的曲線,可知時(shí)間t的變化范圍是數(shù)集A=t|1979t2001,空臭氧層空洞面積S的變化范圍是數(shù)集B=S|0S26,則有對(duì)應(yīng):f:tS,tA,SB.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.下表中的恩格爾系數(shù)y隨時(shí)間t(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.“八五”計(jì)劃以來(lái)我國(guó)城鎮(zhèn)居民恩格爾系數(shù)變化情況時(shí)間19911992199319941995199619971998199920002001恩格爾系數(shù)y53

6、.852.950.149.949.948.646.444.541.939.237.9根據(jù)上表,可知時(shí)間t的變化范圍是數(shù)集A=t|1991t2001,恩格爾系數(shù)y的變化范圍是數(shù)集B=S|37.9S53.8.則有對(duì)應(yīng):f:ty,tA,yB.以上三個(gè)對(duì)應(yīng)有什么共同特點(diǎn)？(2)我們把這樣的對(duì)應(yīng)稱為函數(shù),請(qǐng)用集合的觀點(diǎn)給出函數(shù)的定義.(3)函數(shù)的定義域是自變量的取值范圍,那么你是如何理解這個(gè)“取值范圍”的？(4)函數(shù)有意義又指什么？(5)函數(shù)f:AB的值域?yàn)镃,那么集合B=C嗎？活動(dòng)：讓學(xué)生認(rèn)真思考三個(gè)對(duì)應(yīng),也可以分組討論交流,引導(dǎo)學(xué)生找出這三個(gè)對(duì)應(yīng)的本質(zhì)共性.解：(1)共同特點(diǎn)是:集合A、B都是數(shù)集,

7、并且對(duì)于數(shù)集A中的每一個(gè)元素x,在對(duì)應(yīng)關(guān)系f:AB下,在數(shù)集B中都有唯一確定的元素y與之對(duì)應(yīng).(2)一般地,設(shè)A、B都是非空的數(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中的任意一個(gè)數(shù)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)f(x)和它對(duì)應(yīng),那么就稱f:AB為從集合A到集合B的一個(gè)函數(shù),記作y=f(x),xA,其中x叫自變量,x的取值范圍A叫做函數(shù)的定義域,函數(shù)值的集合f(x)|xA叫做函數(shù)的值域.在研究函數(shù)時(shí)常會(huì)用到區(qū)間的概念,設(shè)a,b是兩個(gè)實(shí)數(shù),且a<b,如下表所示:定義名稱符號(hào)數(shù)軸表示x|axb閉區(qū)間a,bx|a<x<b開(kāi)區(qū)間(a,b)x|ax<b半開(kāi)半閉區(qū)間a,b)x

8、|a<xb半開(kāi)半閉區(qū)間(a,bx|xaa,+)x|x>a(a,bx|xa(-,ax|x<a(-,a)R(-,+)(3)自變量的取值范圍就是使函數(shù)有意義的自變量的取值范圍.(4)函數(shù)有意義是指:自變量的取值使分母不為0;被開(kāi)方數(shù)為非負(fù)數(shù);如果函數(shù)有實(shí)際意義時(shí),那么還要滿足實(shí)際取值等等.(5)CB.應(yīng)用示例思路11.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.活動(dòng)：(1)讓學(xué)生回想函數(shù)的定義域指的是什么？函數(shù)的定義域是使函數(shù)有意義的自變量的取值范圍,故轉(zhuǎn)化為求使和有意義的自變量的取值范圍;有意義

9、,則x+30, 有意義,則x+20,轉(zhuǎn)化解由x+30和x+20組成的不等式組.(2)讓學(xué)生回想f(-3),f()表示什么含義？f(-3)表示自變量x=-3時(shí)對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,f()表示自變量x=時(shí)對(duì)應(yīng)的函數(shù)值.分別將-3,代入函數(shù)的對(duì)應(yīng)法則中得f(-3),f()的值.(3)f(a)表示自變量x=a時(shí)對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,f(a-1)表示自變量x=a-1時(shí)對(duì)應(yīng)的函數(shù)值.分別將a,a-1代入函數(shù)的對(duì)應(yīng)法則中得f(a),f(a-1)的值.解：(1)要使函數(shù)有意義,自變量x的取值需滿足解得-3x<-2或x>-2,即函數(shù)的定義域是-3,-2)(-2,+).(2)f(-3)=+=-1;f()=.(3)a&

10、gt;0,a-3,-2)(-2,+),即f(a),f(a-1)有意義.則f(a)=+;f(a-1)=.點(diǎn)評(píng)：本題主要考查函數(shù)的定義域以及對(duì)符號(hào)f(x)的理解.求使函數(shù)有意義的自變量的取值范圍,通常轉(zhuǎn)化為解不等式組.f(x)是表示關(guān)于變量x的函數(shù),又可以表示自變量x對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,是一個(gè)整體符號(hào),分開(kāi)符號(hào)f(x)沒(méi)有什么意義.符號(hào)f可以看作是對(duì)“x”施加的某種法則或運(yùn)算.例如f(x)=x2-x+5,當(dāng)x=2時(shí),看作“2”施加了這樣的運(yùn)算法則:先平方,再減去2,再加上5;當(dāng)x為某一代數(shù)式(或某一個(gè)函數(shù)記號(hào)時(shí)),則左右兩邊的所有x都用同一個(gè)代數(shù)式(或某一個(gè)函數(shù))來(lái)代替.如:f(2x+1)=(2x+1)

11、2-(2x+1)+5,fg(x)=g(x)2-g(x)+5等等.符號(hào)y=f(x)表示變量y是變量x的函數(shù),它僅僅是函數(shù)符號(hào),并不表示y等于f與x的乘積;符號(hào)f(x)與f(m)既有區(qū)別又有聯(lián)系,當(dāng)m是變量時(shí),函數(shù)f(x)與函數(shù)f(m)是同一個(gè)函數(shù);當(dāng)m是常數(shù)時(shí),f(m)表示自變量x=m對(duì)應(yīng)的函數(shù)值,是一個(gè)常量.已知函數(shù)的解析式,求函數(shù)的定義域,就是求使得函數(shù)解析式有意義的自變量的取值范圍,即:(1)如果f(x)是整式,那么函數(shù)的定義域是實(shí)數(shù)集R.(2)如果f(x)是分式,那么函數(shù)的定義域是使分母不等于零的實(shí)數(shù)的集合.(3)如果f(x)是二次根式,那么函數(shù)的定義域是使根號(hào)內(nèi)的式子大于或等于零的實(shí)數(shù)

12、的集合.(4)如果f(x)是由幾個(gè)部分的數(shù)學(xué)式子構(gòu)成的,那么函數(shù)定義域是使各部分式子都有意義的實(shí)數(shù)集合(即求各部分定義域的交集).(5)對(duì)于由實(shí)際問(wèn)題的背景確定的函數(shù),其定義域還要受實(shí)際問(wèn)題的制約.變式訓(xùn)練1.求函數(shù)y=的定義域.答案：x|x1,且x-1.點(diǎn)評(píng)：本題容易錯(cuò)解：化簡(jiǎn)函數(shù)的解析式為y=x+1,得函數(shù)的定義域?yàn)閤|x1.其原因是這樣做違背了討論函數(shù)問(wèn)題要保持定義域優(yōu)先的原則.化簡(jiǎn)函數(shù)的解析式容易引起函數(shù)的定義域發(fā)生變化,因此求函數(shù)的定義域之前時(shí),不要化簡(jiǎn)解析式.2.2007山東濱州二模,理1若f(x)=的定義域?yàn)镸,g(x)=|x|的定義域?yàn)镹,令全集U=R,則MN等于( )A.M

13、B.N C.M D.N分析:由題意得M=x|x>0,N=R,則MN=x|x>0=M.答案：A3.已知函數(shù)f(x)的定義域是-1,1,則函數(shù)f(2x-1)的定義域是_.分析:要使函數(shù)f(2x-1)有意義,自變量x的取值需滿足-12x-11,0x1.答案：0,1思路21.2007湖北武昌第一次調(diào)研,文14已知函數(shù)f(x)=,那么f(1)+f(2)+f()+f(3)+f()+f(4)+f()=_.活動(dòng)：觀察所求式子的特點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生探討f(a)+f()的值.解法一：原式=+=.解法二：由題意得f(x)+f()=1.則原式=+1+1+1=.點(diǎn)評(píng)：本題主要考查對(duì)函數(shù)符號(hào)f(x)的理解.對(duì)于符號(hào)

14、f(x),當(dāng)x是一個(gè)具體的數(shù)值時(shí),相應(yīng)地f(x)也是一個(gè)具體的函數(shù)值.本題沒(méi)有求代數(shù)式中的各個(gè)函數(shù)值,而是看到代數(shù)式中含有f(x)+f(),故先探討f(x)+f()的值,從而使問(wèn)題簡(jiǎn)單地獲解.求含有多個(gè)函數(shù)符號(hào)的代數(shù)式值時(shí),通常不是求出每個(gè)函數(shù)值,而是觀察這個(gè)代數(shù)式的特7?找到規(guī)律再求解.受思維定勢(shì)的影響,本題很容易想到求出每個(gè)函數(shù)值來(lái)求解,雖然可行,但是這樣會(huì)浪費(fèi)時(shí)間,得不償失.其原因是解題前沒(méi)有觀察思考,沒(méi)有注意經(jīng)驗(yàn)的積累.變式訓(xùn)練1.已知a、bN*,f(a+b)=f(a)f(b),f(1)=2,則=_.分析:令a=x,b=1(xN*),則有f(x+1)=f(x)f(1)=2f(x),即有

15、=2(xN*).所以,原式=4012.答案：40122.2007山東蓬萊一模,理13設(shè)函數(shù)f(n)=k(kN*),k是的小數(shù)點(diǎn)后的第n位數(shù)字,=3.1415926535,則等于_.分析:由題意得f(10)=5,f(5)=9,f(9)=3,f(3)=1,f(1)=1,則有=1.答案：12.2007山東濟(jì)寧二模,理10已知A=a,b,c,B=-1,0,1,函數(shù)f:AB滿足f(a)+f(b)+f(c)=0,則這樣的函數(shù)f(x)有( )A.4個(gè) B.6個(gè) C.7個(gè) D.8個(gè)活動(dòng)：學(xué)生思考函數(shù)的概念,什么是不同的函數(shù).定義域和值域確定后,不同的對(duì)應(yīng)法則就是不同的函數(shù),因此對(duì)f(a),f(b),f(c)的

16、值分類討論,注意要滿足f(a)+f(b)+f(c)=0.解：當(dāng)f(a)=-1時(shí),則f(b)=0,f(c)=1或f(b)=1,f(c)=0,即此時(shí)滿足條件的函數(shù)有2個(gè);當(dāng)f(a)=0時(shí),則f(b)=-1,f(c)=1或f(b)=1,f(c)=-1或f(b)=0,f(c)=0,即此時(shí)滿足條件的函數(shù)有3個(gè);當(dāng)f(a)=1時(shí),則f(b)=0,f(c)=-1或f(b)=-1,f(c)=0,即此時(shí)滿足條件的函數(shù)有2個(gè).綜上所得,滿足條件的函數(shù)共有2+3+2=7(個(gè)).故選C.點(diǎn)評(píng)：本題主要考查對(duì)函數(shù)概念的理解,用集合的觀點(diǎn)來(lái)看待函數(shù).變式訓(xùn)練若一系列函數(shù)的解析式相同,值域相同,但是定義域不同,則稱這些函數(shù)

17、為“同族函數(shù)”.那么解析式為y=x2,值域是1,4的“同族函數(shù)”共有( )A.9個(gè) B.8個(gè) C.5個(gè) D.4個(gè)分析:“同族函數(shù)”的個(gè)數(shù)由定義域的個(gè)數(shù)來(lái)確定,此題中每個(gè)“同族函數(shù)”的定義域中至少含有1個(gè)絕對(duì)值為1的實(shí)數(shù)和絕對(duì)值為2的實(shí)數(shù).令x2=1,得x=±1;令x2=4,得x=±2.所有“同族函數(shù)”的定義域分別是1,2,1,-2,-1,2,-1,-2,1,-1,2,1,-1,-2,1,-2,2,-1,-2,2,1,-1,-2,2,則“同族函數(shù)”共有9個(gè).答案：A知能訓(xùn)練1.2007學(xué)年度山東淄博高三第二次摸底考試,理16已知函數(shù)f(x)滿足:f(p+q)=f(p)f(q)

18、,f(1)=3,則=_.解：f(p+q)=f(p)f(q),f(x+x)=f(x)f(x),即f2(x)=f(2x).令q=1,得f(p+1)=f(p)f(1),=f(1)=3.原式=2(3+3+3+3+3)=30.答案：302.2006第十七屆“希望杯”全國(guó)數(shù)學(xué)邀請(qǐng)賽(高一)第一試,2若f(x)=的定義域?yàn)锳,g(x)=f(x+1)-f(x)的定義域?yàn)锽,那么( )A.AB=B B.AB C.AB D.AB=分析:由題意得A=x|x0,B=x|x0,且x-1.則AB=A,則A錯(cuò);AB=B,則D錯(cuò);由于BA,則C錯(cuò),B正確.答案：B拓展提升問(wèn)題:已知函數(shù)f(x)=x2+1,xR.(1)分別計(jì)算

19、f(1)-f(-1),f(2)-f(-2),f(3)-f(-3)的值.(2)由(1)你發(fā)現(xiàn)了什么結(jié)論？并加以證明.活動(dòng)：讓學(xué)生探求f(x)-f(-x)的值.分析(1)中各值的規(guī)律,歸納猜想出結(jié)論,再用解析式證明.解：(1)f(1)-f(-1)=(12+1)-(-1)2+1=2-2=0;f(2)-f(-2)=(22+1)-(-2)2+1=5-5=0;f(3)-f(-3)=(32+1)-(-3)2+1=10-10=0.(2)由(1)可發(fā)現(xiàn)結(jié)論:對(duì)任意xR,有f(x)=f(-x).證明如下:由題意得f(-x)=(-x)2+1=x2+1=f(x).對(duì)任意xR,總有f(x)=f(-x).課堂小結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)了:函數(shù)的概念、函數(shù)定義域的求法和對(duì)函數(shù)符號(hào)f(x)的理解.作業(yè)課本P24,習(xí)題1.2A組1、5.設(shè)計(jì)感想本節(jié)教學(xué)中,在歸納函數(shù)的概念時(shí),本節(jié)設(shè)計(jì)運(yùn)用了大量的實(shí)例,如果不借助于信息技術(shù),那么會(huì)把時(shí)間浪費(fèi)在實(shí)例的書(shū)寫(xiě)上,會(huì)造成課時(shí)不足即拖堂現(xiàn)象.本節(jié)重點(diǎn)設(shè)計(jì)了函數(shù)定義域的求法,而函數(shù)值域的求法將放在函數(shù)的表示法中學(xué)習(xí).由于函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一,也是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn),因此對(duì)函數(shù)的概念等知識(shí)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)耐卣?以滿足高考的需要.備課資料備選例題【例1】已知函數(shù)f(x)=,則函數(shù)ff(x)的定義域是.解：f(x)=,x-1.ff(x)=f()=.