指数函数的定义域

指数函数

教学目标1.使学生掌握指数函数的概念,图象和性质.

(1)能根据定义判断形如什么样的函数是指数函数,

了解对底数的限制条件的合理性,明确指数函数的定义域.

(2)能在基本性质的指导下,用列表描点法画出指数

函数的图象,能从数形两方面认识指数函数的性质.

(3)能利用指数函数的性质比较某些幂形数的大小,

会利用指数函数的图象画出形如的图象.

2.通过对指数函数的概念图象性质的学习,培养学生

观察,分析归纳的能力,进一步体会数形结合的思想方法.

3.通过对指数函数的研究,让学生认识到数学的应用

价值,激发学生学习数学的兴趣.使学生善于从现实生活

中数学的发现问题,解决问题.

教学建议

教材分析

(1)指数函数是在学生系统学习了函数概念,基本掌

握了函数的性质的基础上进行研究的,它是重要的基本初

等函数之一,作为常见函数,它既是函数概念及性质的第

一次应用,也是今后学习对数函数的基础,同时在生活及

生产实际中有着广泛的应用,所以指数函数应重点研究.

(2)本节的教学重点是在理解指数函数定义的基础上

掌握指数函数的图象和性质.难点是对底数在和时,函数

值变化情况的区分.

(3)指数函数是学生完全陌生的一类函数,对于这样

的函数应怎样进行较为系统的理论研究是学生面临的重

要问题,所以从指数函数的研究过程中得到相应的结论固

然重要,但更为重要的是要了解系统研究一类函数的方法,

所以在教学中要特别让学生去体会研究的方法,以便能将

其迁移到其他函数的研究.

教法建议

(1)关于指数函数的定义按照课本上说法它是一种形

式定义即解析式的特征必须是的样子,不能有一点差异,

诸如,等都不是指数函数.

(2)对底数的限制条件的理解与认识也是认识指数函

数的重要内容.如果有可能尽量让学生自己去研究对底数,

指数都有什么限制要求,教师再给予补充或用具体例子加

以说明,因为对这个条件的认识不仅关系到对指数函数的

认识及性质的分类讨论,还关系到后面学习对数函数中底

数的认识,所以一定要真正了解它的由来.

关于指数函数图象的绘制,虽然是用列表描点法,但

在具体教学中应避免描点前的盲目列表计算,也应避免盲

目的连点成线,要把表列在关键之处,要把点连在恰当之

处,所以应在列表描点前先把函数的性质作一些简单的讨

论,取得对要画图象的存在范围,大致特征,变化趋势的大

概认识后,以此为指导再列表计算,描点得图象.

教学设计示例

课题指数函数

教学目标

1.理解指数函数的定义,初步掌握指数函数的图象,

性质及其简单应用.

2.通过指数函数的图象和性质的学习,培养学生观察,

分析,归纳的能力,进一步体会数形结合的思想方法.

3.通过对指数函数的研究,使学生能把握函数研究的

基本方法,激发学生的学习兴趣.

教学重点和难点

重点是理解指数函数的定义,把握图象和性质.

难点是认识底数对函数值影响的认识.

教学用具

投影仪

教学方法

启发讨论研究式

教学过程

一.引入新课

我们前面学习了指数运算,在此基础上,今天我们要

来研究一类新的常见函数-------指数函数.

1.6.指数函数(板书)

这类函数之所以重点介绍的原因就是它是实际生活

中的一种需要.比如我们看下面的问题:

问题1:某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂

成4个,……一个这样的细胞分裂次后,得到的细胞分裂

的个数与之间,构成一个函数关系,能写出与之间的函数

关系式吗?

由学生回答:与之间的关系式,可以表示为.

问题2:有一根1米长的绳子,第一次剪去绳长一半,

第二次再剪去剩余绳子的一半,……剪了次后绳子剩余的

长度为米,试写出与之间的函数关系.

由学生回答:.

在以上两个实例中我们可以看到这两个函数与我们

前面研究的函数有所区别,从形式上幂的形式,且自变量

均在指数的位置上,那么就把形如这样的函数称为指数函

数.

一.指数函数的概念(板书)

1.定义:形如的函数称为指数函数.(板书)

教师在给出定义之后再对定义作几点说明.

2.几点说明(板书)

(1)关于对的规定:

教师首先提出问题:为什么要规定底数大于0且不等

于1呢?(若学生感到有困难,可将问题分解为若会有什么

问题?如,此时,等在实数范围内相应的函数值不存在.

若对于都无意义,若则无论取何值,它总是1,对它没

有研究的必要.为了避免上述各种情况的发生,所以规定

且.

(2)关于指数函数的定义域(板书)

教师引导学生回顾指数范围,发现指数可以取有理数.

此时教师可指出,其实当指数为无理数时,也是一个确定

的实数,对于无理指数幂,学过的有理指数幂的性质和运

算法则它都适用,所以将指数范围扩充为实数范围,所以

指数函数的定义域为.扩充的另一个原因是因为使她它更

具代表更有应用价值.

(3)关于是否是指数函数的判断(板书)

刚才分别认识了指数函数中底数,指数的要求,下面

我们从整体的角度来认识一下,根据定义我们知道什么样

的函数是指数函数,请看下面函数是否是指数函数.

(1),(2),(3)

(4),(5).

学生回答并说明理由,教师根据情况作点评,指出只

有(1)和(3)是指数函数,其中(3)可以写成,也是指数图象.

最后提醒学生指数函数的定义是形式定义,就必须在

形式上一摸一样才行,然后把问题引向深入,有了定义域

和初步研究的函数的性质,此时研究的关键在于画出它的

图象,再细致归纳性质.

3.归纳性质

作图的用什么方法.用列表描点发现,教师准备明确

性质,再由学生回答.

函数

1.定义域:

2.值域:

3.奇偶性:既不是奇函数也不是偶函数

4.截距:在轴上没有,在轴上为1.

对于性质1和2可以两条合在一起说,并追问起什么

作用.(确定图象存在的大致位置)对第3条还应会证明.

对于单调性,我建议找一些特殊点.,先看一看,再下定论.

对最后一条也是指导函数图象画图的依据.(图象位于轴

上方,且与轴不相交.)

在此基础上,教师可指导学生列表,描点了.取点时还

要提醒学生由于不具备对称性,故的值应有正有负,且由

于单调性不清,所取点的个数不能太少.

此处教师可利用计算机列表描点,给出十组数据,而

学生自己列表描点,至少六组数据.连点成线时,一定提醒

学生图象的变化趋势(当越小,图象越靠近轴,越大,图象

上升的越快),并连出光滑曲线.

二.图象与性质(板书)

1.图象的画法:性质指导下的列表描点法.

2.草图:

当画完第一个图象之后,可问学生是否需要再画第

二个?它是否具有代表性?(教师可提示底数的条件是且,

取值可分为两段)让学生明白需再画第二个,不妨取为例.

此时画它的图象的方法应让学生来选择,应让学生意

识到列表描点不是唯一的方法,而图象变换的方法更为简

单.即=与图象之间关于轴对称,而此时的图象已经有了,

具备了变换的条件.让学生自己做对称,教师借助计算机

画图,在同一坐标系下得到的图象.

最后问学生是否需要再画.(可能有两种可能性,若

学生认为无需再画,则追问其原因并要求其说出性质,若

认为还需画,则教师可利用计算机再画出如的图象一起比

较,再找共性)

由于图象是形的特征,所以先从几何角度看它们有什

么特征.教师可列一个表,如下:

以上内容学生说不齐的,教师可适当提出观察角度

让学生去描述,然后再让学生将几何的特征,翻译为函数

的性质,即从代数角度的描述,将表中另一部分填满.

填好后,让学生仿照此例再列一个的表,将相应的内

容填好.为进一步整理性质,教师可提出从另一个角度来

分类,整理函数的性质.

3.性质.

(1)无论为何值,指数函数都有定义域为,值域为,都

过点.

(2)时,在定义域内为增函数,时,为减函数.

(3)时,,时,.

总结之后,特别提醒学生记住函数的图象,有了图,从

图中就可以能读出性质.

三.简单应用(板书)

1.利用指数函数单调性比大小.(板书)

一类函数研究完它的概念,图象和性质后,最重要的

是利用它解决一些简单的问题.首先我们来看下面的问题.

例1.比较下列各组数的大小

(1)与;(2)与;

(3)与1.(板书)

首先让学生观察两个数的特点,有什么相同?由学生

指出它们底数相同,指数不同.再追问根据这个特点,用什

么方法来比较它们的大小呢?让学生联想指数函数,提出

构造函数的方法,即把这两个数看作某个函数的函数值,

利用它的单调性比较大小.然后以第(1)题为例,给出解答

过程.

解:在上是增函数,且

.(板书)

教师最后再强调过程必须写清三句话:

(1)构造函数并指明函数的单调区间及相应的单调性.

(2)自变量的大小比较.

(3)函数值的大小比较.

后两个题的过程略.要求学生仿照第(1)题叙述过程.

例2.比较下列各组数的大小

(1)与;(2)与;

(3)与.(板书)

先让学生观察例2中各组数与例1中的区别,再思考

解决的方法.引导学生发现对(1)来说可以写成,这样就可

以转化成同底的问题,再用例1的方法解决,对(2)来说可

以写成,也可转化成同底的,而(3)前面的方法就不适用了,

考虑新的转化方法,由学生思考解决.(教师可提示学生指

数函数的函数值与1有关,可以用1来起桥梁作用)

最后由学生说出1,1,.

解决后由教师小结比较大小的方法

(1)构造函数的方法:数的特征是同底不同指(包括可

转化为同底的)

(2)搭桥比较法:用特殊的数1或0.

三.巩固练习

练习:比较下列各组数的大小(板书)

(1)与(2)与;

(3)与;

(4)与.解答过程略

四.小结

1.指数函数的概念

2.指数函数的图象和性质

3.简单应用

五.板书设计

探究活动

(1)对于的图象和的图象大家都比较熟悉也能画出它

的图象,现在如果将和的图象画在同一坐标系中,你认为

它们会有几个交点呢?为什么?

答案：有两个交点.

(2)A先生从今天开始每天给你10万元,而你承担如

下任务:第一天给A先生1元,第二天给A先生2元,,第三

天给A先生4元,第四天给A先生8元,依次下去,…,A先

生要和你签定15天的合同,你同意吗?又A先生要和你签

定30天的合同,你能签这个合同吗?

答案：15天的合同可以签,而30天的合同不能签.