對數(shù)函數(shù)的圖像與性質

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高一 來源: 高中學習網(wǎng)
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)的基礎上引入的.故是對上述知識的應用,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.它是解決有關自然科學領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.
案例敘述:
(一).創(chuàng)設情境
(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)的實質是研究兩個函數(shù)的關系,所以自然我們應從大家熟悉的函數(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).
 。ㄌ釂枺菏裁词侵笖(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 .
 。◣煟耗敲次覀兘裉炀褪茄芯恐笖(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)的什么性質嗎?最初步的認識是什么?
  (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 .
 。ㄔ诖嘶A上,我們將一起來研究對數(shù)函數(shù)的圖像與性質.)
2.研究對數(shù)函數(shù)的圖像與性質
(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,大家最終確定用圖像變換法畫圖.
 。◣煟┯捎谥笖(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 左側的先翻,然后再翻在 右側的部分.
  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)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,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(要求從幾何與代數(shù)兩個角度說明)
3. 性質
  (1) 定義域:
  (2) 值域:
  由以上兩條可說明圖像位于 軸的右側.
(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),即它不關于原點對稱,也不關于 軸對稱.
  (5) 單調性:與 有關.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最大值和最小值,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論的方法:當?shù)讛?shù)與真數(shù)在1的同側時函數(shù)值為正,當?shù)讛?shù)與真數(shù)在1的兩側時,函數(shù)值為負,并把它當作第(6)條性質板書記下來.
  最后教師在總結時,強調記住性質的關鍵在于要腦中有圖.且應將其性質與指數(shù)函數(shù)的性質對比記憶.(特別強調它們單調性的一致性)
  對圖像和性質有了一定的了解后,一起來看看它們的應用.
(三).簡單應用
1. 研究相關函數(shù)的性質
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,故可以構造對數(shù)函數(shù)利用單調性來比大。詈笞寣W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.小結及作業(yè)
案例反思:
本節(jié)的重點是理解對數(shù)函數(shù)的定義,掌握對數(shù)函數(shù)的圖象性質.難點是利用指數(shù)函數(shù)的圖象和性質得到對數(shù)函數(shù)的圖象和性質.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)關系和反函數(shù)概念的基礎上,通過互為反函數(shù)的兩個函數(shù)的關系由已知函數(shù)研究未知函數(shù)的性質,這種方法是第一次使用,學生不適應,把握不住關鍵,因而在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,便于觀察圖象的特征,找出共性,歸納性質.

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