数学4.2.2 指数函数的图象和性质教学设计

这是一份数学4.2.2 指数函数的图象和性质教学设计，共5页。
课例编号
2020QJ10SXRA028
学科
数学
年级
高一
学期
第一学期
课题
指数函数的图象和性质
教科书
书名：普通高中教科书数学必修第一册A版
出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年6月
教学人员
姓名
单位
授课教师
王建光
北京市第二中学教育集团
指导教师
李颖
北京市东城区教师研修中心
教学目标
教学目标：（1）借助描点法、信息技术画出一些具体指数函数的图象，了解指数函数的基本性质；
（2）通过指数函数的研究，进一步体会函数研究的基本方法；
（3）通过指数函数的图象和性质，发展直观想象和思想抽象的素养．
教学重点：利用指数函数的图象研究指数函数的性质．
教学难点：根据图象抽象归纳、概括出指数函数的性质．
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
2分钟
（一）复习概念，导入新课
问题1：上节课我们学习了一个新的函数——指数函数，你能复述一下指数函数的概念和指数函数解析式的特征么？
问题2：根据幂函数的学习经验，我们接下来要研究什么？如何研究？
师生活动：教师提出问题，引导学生复习指数函数的概念，指数函数解析式的特征，指数函数的定义域．学生类比幂函数的学习经验，引出本节课的主题：指数函数的图象和性质，以及研究指数函数的图象和性质的方法．
类比已有的学习经验是一个好方法，引导学生回忆幂函数的学习过程，可知对于具体的函数，我们一般按照“概念—图象—性质”的过程进行研究．前面我们学习了指数函数的概念，接下来就要研究它的图象和性质．我们先从具体的指数函数入手．
设计意图：通过类比已有的研究函数图象和性质的内容和方法，提出研究指数函数的图象和性质的研究内容和研究方法．首先先画出指数函数的图象，再借助图象研究指数函数的性质．
12分钟
（二）绘制图象，自主探究
问题3：我们先从简单的函数入手．请同学们画出指数函数的图象．观察函数的图象，分析函数的性质．

师生活动：从简单的函数入手，教师引导学生分析函数的性质，包括定义域，值域，奇偶性，单调性．由概念知定义域为R，根据指数运算，分析值域为，进而分析出函数的图象应该都在x轴上方．通过特殊点的分析，得出函数不具有奇偶性．单调性需要借助图象研究．学生在列表时，分析x的取值，要兼顾正值和负值，在性质指导下画出函数的图象．
问题4：请同学们画出指数函数的图象，观察函数的图象，分析函数的性质．
函数
定义域
R
R
值域
单调性
增函数
减函数
师生活动：教师布置任务，学生自己选择方法作图，观察图象，探究函数的性质．
问题5：你是如何画出函数的图象？描点法还是利用对称性？请讲出选择的理由．
师生活动：教师询问学生作图的方法，学生反馈自己用的是描点法还是利用了函数之间的对称性．因为，点(x，y)与点(-x，y)关于y轴对称，所以函数图象上任意一点关于y轴的对称点都在函数的图象上，反之亦然．根据这种对称性，可以利用函数的图象，画出的图象．并将此结论推广：底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y轴对称，所以利用这种对称性，可以由一个函数的图象得到另一个函数的图象．
设计意图：根据函数的解析式先初步分析函数的性质，再选择合适的点，利用描点法画出函数的图象，然后由图象概括出函数的性质，这是我们研究具体函数的过程．让学生观察两个具体的指数函数的图象，对指数函数的图象和性质有一个初步的认知．学生在作图的过程中得出结论：底数互为倒数的两个指数函数的图象关于y轴对称．根据这种对称性，我们将指数函数的图象按底数的取值，分作和两种类型进行研究．让学生学会用联系的观点看待问题．
问题6：我们将指数函数的图象按底数的取值，分作和两种类型进行研究．为了得到指数函数的性质，我们还需要画出更多的具体的指数函数的图象进行观察．
问题7：画出指数函数和的图象，分析它们的性质．画出指数函数和的图象，分析它们的性质．
师生活动：学生动手操作，观察分析，师生共同评价．
教师指导学生先研究底数的情况，可追问学生在的范围内是否还需要进一步分类，为什么？引导学生还是要从具体的指数函数进行研究．学生画出指数函数和的图象，教师也可借助几何画板呈现多个函数的图象．同学们观察图象，分析它们的性质，并将它们跟函数的图象进行对比，寻找它们的共性，概括（）的值域和性质．然后根据对称性，学生画出函数和的图象，寻找它们的共性，概括（）的值域和性质．
设计意图：再研究了和这一对函数之后，再研究具有类似对称关系的其他几对函数，概括它们的共同特征．通过选取底数（＞0，且≠1）的若干个不同的值，在同一直角坐标系内画出相应的指数函数的图象．观察这些图象的位置、公共点和变化趋势，寻找它们的共性，概括出指数函数（＞0，且≠1）的性质．
6分钟
（三）观察归纳，概括性质
问题8：观察以上这些图象的位置、公共点和变化趋势，你能寻找它们的共性？
师生活动：学生合作学习，探究性质，师生互动总结．
教师将以上函数的图象放置于同一直角坐标系内，引导学生以小组为单位，观察函数的图象，归纳指数函数的性质，寻找共性．
（1）这些函数的图象都过点．
（2）函数的定义域都是，值域都是．
（3）当时，函数图象均呈下降趋势，即函数为减函数；当时，函数图象均呈上升趋势，即函数为增函数．
问题9：这几个函数的图象是否能代表一般的指数函数的图象？我们得到的性质是否推广到一般的指数函数的性质？
师生活动：依靠信息技术，教师根据指数函数的解析式直接作图，并对指数函数（＞0，且≠1）中的底数进行任意取值，追踪函数图象的变化．学生通过观察大量指数函数的图象，归纳的函数的性质．
设计意图：画出几个特殊函数的图象，观察这几个函数的图象来讨论函数的性质．这会带来一系列问题：为什么这几个函数的图象就可以代表一般的指数函数的图象？由此得到的性质是否可靠？为什么要把底数分为和两类？利用信息技术，作图更加方便，学生能够通过大量的函数图象看到其共性，实现 “由特殊到一般”的归纳过程，了解指数函数的性质．
问题10：请同学们归纳概括指数函数的性质，并完成下表．
师生活动：学生从几何和代数两个角度描述函数的性质，将函数的图像特征转化为函数性质，展示其发现的指数函数的性质，师生共同归纳整理函数的性质，完成下表．
设计意图：教师指导学生根据图象归纳概括函数的性质．学生根据函数的图象，归纳其范围、公共点、增减性等共性，概括指数函数的定义域、值域、特殊点和单调性．在这个过程中，有意识地向学生渗透数形结合的思想方法，引导学生“以形助数”．
1分钟
（四）课堂小结
课堂小结：教师引导学生回顾本节知识，并回答以下问题．
（1）在本节课，你学习了哪些知识？
（2）在研究指数函数的图象和性质的过程中，你用到了什么方法？
设计意图：引导学生从知识内容和研究方法两个方面对本节课进行小结．
布置作业：见课后练习．