案例背景:
對數(shù)函數(shù)是函數(shù)中又一類重要的基本初等函數(shù),它是在學生已經(jīng)學過對數(shù)與常用對數(shù),反函數(shù)以及指數(shù)函數(shù)的基礎(chǔ)上引入的.故是對上述知識的應(yīng)用,也是對函數(shù)這一重要數(shù)學思想的進一步認識與理解.對數(shù)函數(shù)的概念,圖象與性質(zhì)的學習使學生的知識體系更加完整,系統(tǒng),同時又是對數(shù)和函數(shù)知識的拓展與延伸.它是解決有關(guān)自然科學領(lǐng)域中實際問題的重要工具,是學生今后學習對數(shù)方程,對數(shù)不等式的基礎(chǔ).
案例敘述:
(一).創(chuàng)設(shè)情境
(師):前面的幾種函數(shù)都是以形式定義的方式給出的,今天我們將從反函數(shù)的角度介紹新的函數(shù).
反函數(shù)的實質(zhì)是研究兩個函數(shù)的關(guān)系,所以自然我們應(yīng)從大家熟悉的函數(shù)出發(fā),再研究其反函數(shù).這個熟悉的函數(shù)就是指數(shù)函數(shù).
(提問):什么是指數(shù)函數(shù)?指數(shù)函數(shù)存在反函數(shù)嗎?
(學生):是指數(shù)函數(shù),它是存在反函數(shù)的.
(師):求反函數(shù)的步驟
(由一個學生口答求反函數(shù)的過程):
由得.又的值域為,
所求反函數(shù)為.
(師):那么我們今天就是研究指數(shù)函數(shù)的反函數(shù)-----對數(shù)函數(shù).
(二)新課
1.(板書)定義:函數(shù)的反函數(shù)叫做對數(shù)函數(shù).
(師):由于定義就是從反函數(shù)角度給出的,所以下面我們的研究就從這個角度出發(fā).如從定義中你能了解對數(shù)函數(shù)的什么性質(zhì)嗎?初步的認識是什么?
(教師提示學生從反函數(shù)的三定與三反去認識,學生自主探究,合作交流)
(學生)對數(shù)函數(shù)的定義域為,對數(shù)函數(shù)的值域為,且底數(shù)就是指數(shù)函數(shù)中的,故有著相同的限制條件.
(在此基礎(chǔ)上,我們將一起來研究對數(shù)函數(shù)的圖像與性質(zhì).)
2.研究對數(shù)函數(shù)的圖像與性質(zhì)
(提問)用什么方法來畫函數(shù)圖像?
(學生1)利用互為反函數(shù)的兩個函數(shù)圖像之間的關(guān)系,利用圖像變換法畫圖.
(學生2)用列表描點法也是可以的。
請學生從中上述方法中選出一種,大家終確定用圖像變換法畫圖.
(師)由于指數(shù)函數(shù)的圖像按和分成兩種不同的類型,故對數(shù)函數(shù)的圖像也應(yīng)以1為分界線分成兩種情況和,并分別以和為例畫圖.
具體操作時,要求學生做到:
(1)指數(shù)函數(shù)和的圖像要盡量準確(關(guān)鍵點的位置,圖像的變化趨勢等).
(2)畫出直線.
(3)的圖像在翻折時先將特殊點對稱點找到,變化趨勢由靠近軸對稱為逐漸靠近軸,而的圖像在翻折時可提示學生分兩段翻折,在左側(cè)的先翻,然后再翻在右側(cè)的部分.
學生在筆記本完成具體操作,教師在學生完成后將關(guān)鍵步驟在黑板上演示一遍,畫出
和的圖像.(此時同底的指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)畫在同一坐標系內(nèi))如圖:
教師畫完圖后再利用電腦將和的圖像畫在同一坐標系內(nèi),如圖:
然后提出讓學生根據(jù)圖像說出對數(shù)函數(shù)的性質(zhì)(要求從幾何與代數(shù)兩個角度說明)
3.性質(zhì)
(1)定義域:
(2)值域:
由以上兩條可說明圖像位于軸的右側(cè).
(3)圖像恒過(1,0)
(4)奇偶性:既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù),即它不關(guān)于原點對稱,也不關(guān)于軸對稱.
(5)單調(diào)性:與有關(guān).當時,在上是增函數(shù).即圖像是上升的
當時,在上是減函數(shù),即圖像是下降的.
之后可以追問學生有沒有大值和小值,當?shù)玫椒穸ù鸢笗r,可以再問能否看待何時函數(shù)值為正?學生看著圖可以答出應(yīng)有兩種情況:
當時,有;當時,有.
學生回答后教師可指導學生巧記這個結(jié)論的方法:當?shù)讛?shù)與真數(shù)在1的同側(cè)時函數(shù)值為正,當?shù)讛?shù)與真數(shù)在1的兩側(cè)時,函數(shù)值為負,并把它當作第(6)條性質(zhì)板書記下來.
后教師在總結(jié)時,強調(diào)記住性質(zhì)的關(guān)鍵在于要腦中有圖.且應(yīng)將其性質(zhì)與指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)對比記憶.(特別強調(diào)它們單調(diào)性的一致性)
對圖像和性質(zhì)有了一定的了解后,一起來看看它們的應(yīng)用.
(三).簡單應(yīng)用
1.研究相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)
例1.求下列函數(shù)的定義域:
(1)(2)(3)
先由學生依次列出相應(yīng)的不等式,其中特別要注意對數(shù)中真數(shù)和底數(shù)的條件限制.
2.利用單調(diào)性比較大小
例2.比較下列各組數(shù)的大小
(1)與;(2)與;
(3)與;(4)與.
讓學生先說出各組數(shù)的特征即它們的底數(shù)相同,故可以構(gòu)造對數(shù)函數(shù)利用單調(diào)性來比大小.后讓學生以其中一組為例寫出詳細的比較過程.
三.拓展練習
練習:若,求的取值范圍.
四.小結(jié)及作業(yè)
案例反思:
本節(jié)的教學重點是理解對數(shù)函數(shù)的定義,掌握對數(shù)函數(shù)的圖象性質(zhì).難點是利用指數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì)得到對數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì).由于對數(shù)函數(shù)的概念是一個抽象的形式,學生不易理解,而且又是建立在指數(shù)與對數(shù)關(guān)系和反函數(shù)概念的基礎(chǔ)上,通過互為反函數(shù)的兩個函數(shù)的關(guān)系由已知函數(shù)研究未知函數(shù)的性質(zhì),這種方法是第使用,學生不適應(yīng),把握不住關(guān)鍵,因而在教學上采取教師逐步引導,學生自主合作的方式,從學生熟悉的指數(shù)問題出發(fā),通過對指數(shù)函數(shù)的認識逐步轉(zhuǎn)化為對對數(shù)函數(shù)的認識,而且畫對數(shù)函數(shù)圖象時,既要考慮到對底數(shù)的分類討論而且對每一類問題也可以多選幾個不同的底,畫在同一個坐標系內(nèi),便于觀察圖象的特征,找出共性,歸納性質(zhì).
在教學中一定要讓學生動手做,動腦想,大膽猜,要以學生的研究為主,教師只是不斷地以反函數(shù)這條主線引導學生思考的方向.這樣既增強了學生的參與意識又教給他們思考問題的方法,獲取知識的途徑,使學生學有所思,思有所得,練有所獲,,從而提高學習興趣.