于厚剛
(深圳市第二高級(jí)中學(xué),廣東 深圳 518000)
本片斷是人教A版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《數(shù)學(xué)》選修2-2第一章1.3.3節(jié)習(xí)題1.3,B組第2題.要求學(xué)生利用信息技術(shù)研究三次函數(shù)的圖象,完成兩個(gè)任務(wù):1.歸納三次函數(shù)圖象的大致形狀;2.研究三次函數(shù)的單調(diào)性.
本習(xí)題放在1.3節(jié)后,學(xué)生已掌握用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值的方法。三次函數(shù)具有豐富的性質(zhì),利用導(dǎo)數(shù)研究這些性質(zhì),其研究的過(guò)程和方法具有普適性、一般性和有效性,可以遷移到其他函數(shù)的研究中.
特別在高考中有明確要求,會(huì)求三次多項(xiàng)式函數(shù)的單調(diào)區(qū)間、極值、最值,三次函數(shù)的考查和應(yīng)用也非常廣泛。
本課學(xué)習(xí)是以三次函數(shù)的圖象的形狀特征為主線,探索三次函數(shù)的單調(diào)性、極值。其中需要學(xué)生自己確定研究的問(wèn)題,構(gòu)建研究的思路,設(shè)計(jì)研究的方法,獲得三次函數(shù)的圖象與性質(zhì),在此過(guò)程中,體會(huì)數(shù)形結(jié)合、分類與整合、化歸與轉(zhuǎn)化等思想方法。
1.會(huì)用圖形計(jì)算器畫三次函數(shù)的圖象,并根據(jù)單調(diào)性歸納出三次函數(shù)的四種類型。
2.能運(yùn)用導(dǎo)數(shù)研究三次函數(shù)的單調(diào)性和極值,并在這一過(guò)程中進(jìn)一步理解導(dǎo)數(shù)思想,鞏固用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法。
3.理解系數(shù)對(duì)四種類型的三次函數(shù)圖象的影響。
重點(diǎn):在研究三次函數(shù)性質(zhì)的過(guò)程中,進(jìn)一步理解導(dǎo)數(shù)思想,鞏固用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法。
難點(diǎn):確立研究思路,確定分類標(biāo)準(zhǔn),理解系數(shù)對(duì)三次函數(shù)圖象的影響。
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)完導(dǎo)數(shù)的知識(shí),對(duì)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)的方法有了基本認(rèn)識(shí)。但研究一類函數(shù)的圖象與性質(zhì)還是比較復(fù)雜,不僅需要調(diào)動(dòng)二次函數(shù)、導(dǎo)數(shù)等廣泛的知識(shí),還需要有清晰的研究思路和分類標(biāo)準(zhǔn),本節(jié)課對(duì)學(xué)生的知識(shí)、能力有較高的要求。
這道習(xí)題第1問(wèn)要求學(xué)生通過(guò)信息技術(shù)畫圖后歸納函數(shù)圖象的形狀,估計(jì)單調(diào)區(qū)間,第2問(wèn)才讓學(xué)生運(yùn)用導(dǎo)數(shù)研究它的單調(diào)性。這是典型的實(shí)驗(yàn)探究法。先動(dòng)手試、找規(guī)律,再動(dòng)腦想原因。本節(jié)課就遵循這道題的意圖,讓學(xué)生在自主活動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行思考、領(lǐng)悟、糾錯(cuò)、生成。
三次函數(shù)學(xué)生比較陌生,所以這道習(xí)題提出讓學(xué)生利用信息技術(shù)研究三次函數(shù),本節(jié)課采用圖形計(jì)算器這一工具,先讓學(xué)生對(duì)三次函數(shù)有直觀認(rèn)識(shí)。
1.搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)學(xué)生活動(dòng)的實(shí)時(shí)上傳與共享。借助圖形計(jì)算器創(chuàng)造一個(gè)及時(shí)反饋互動(dòng)的平臺(tái)。
2.利用圖形計(jì)算器的“圖形”功能,快速繪制函數(shù)圖象,圖形計(jì)算器的“幾何”功能中,可以通過(guò)描出五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就能畫出一個(gè)拋物線,讓學(xué)生可以憑直觀感覺畫導(dǎo)函數(shù)的形狀,并通過(guò)“函數(shù)”“求導(dǎo)”功能,對(duì)畫出的導(dǎo)函數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。
先讓學(xué)生推測(cè)出系數(shù)d對(duì)函數(shù)的單調(diào)性無(wú)影響,再讓學(xué)生根據(jù)a,b,c的取值分組用圖形計(jì)算器畫的圖象,教師通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)展示同學(xué)們畫出的圖象。
設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生利用圖形計(jì)算器對(duì)三次函數(shù)的圖象有直觀認(rèn)識(shí)。根據(jù)a,b,c的取值分組畫圖象只是為了圖象盡可能多樣化,并不是分類標(biāo)準(zhǔn)。
選取典型的圖象讓學(xué)生回答圖象的單調(diào)性,并思考如何將三次函數(shù)按單調(diào)性分類,并回答單調(diào)區(qū)間。
設(shè)計(jì)意圖:根據(jù)直觀分類,說(shuō)單調(diào)區(qū)間時(shí)需要用到極值點(diǎn),引出用導(dǎo)數(shù)研究三次函數(shù)的單調(diào)性和極值。
學(xué)生先用圖形計(jì)算器的“幾何”功能描點(diǎn)畫導(dǎo)函數(shù)的圖象,在畫的過(guò)程中思考關(guān)鍵點(diǎn),能說(shuō)明自己這樣畫的理由,再用圖形計(jì)算器畫出導(dǎo)函數(shù)圖象驗(yàn)證自己的想法。最后歸納每一類三次函數(shù)的系數(shù)特征。
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生在描點(diǎn)的過(guò)程中體會(huì)函數(shù)的極值點(diǎn)是導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn),根據(jù)原函數(shù)的單調(diào)性定導(dǎo)函數(shù)的正負(fù),再根據(jù)二次函數(shù)的圖象特征就容易想到用a與Δ作為分類標(biāo)準(zhǔn)。
思考:存在只有一個(gè)極值點(diǎn)的三次函數(shù)嗎?
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)這個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生反思剛才對(duì)三次函數(shù)的歸類是否完整。
3.活動(dòng)三:習(xí)題解答
(1)歸納函數(shù)圖象的大致形狀
(2)求出相應(yīng)的單調(diào)區(qū)間
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)解答習(xí)題對(duì)本片斷內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸納。