(一)实例观察,引入新课
(1)如果张红购买了每千克1元的蔬菜w千克,那么她需要支付P = W元 P是W的函数 (y=x)
(2)如果正方形的边长为 a,那么正方形的面积S=a2 S是a的函数
(y=x2)
(3)如果立方体的边长为a,那么立方体的体积V =a3 S是a的函数
(y=x3)
(4)如果一个正方形场地的面积为 S,那么正方形的边长a= a是S的函数 (y=)
(5)如果某人 t s内骑车行进1 km,那么他骑车的平均速度v=t-1 V是t的函数 (y=x-1)
问题一:以上问题中的函数具有什么共同特征?
学生反应:底数都是自变量,指数都是常数.
【设计意图】引导学生从具体的实例中进行总结,从而自然引出幂函数的一般特征.
(二)类比联想,探究新知
1.幂函数的定义
一般地,函数y=xɑ叫做幂函数(power function) ,
其中x为自变量,ɑ 为常数。
注意:幂函数的解析式必须是y = xa 的形式,其特征可归纳为“系数为1,只有1项”.(让学生判断y=2x2 y=(x+1)2 y=x2+1 是否为幂函数)
【设计意图】加深学生对幂函数定义和呈现形式的理解.
2.幂函数的图像与简单性质
同前面的指数函数和对数函数一样,先画出函数的图像,再由图像来研究幂函数的相关性质(定义域,值域,单调性,奇偶性,定点)
不妨也找出典型的函数作为代表:
y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1
让学生自主动手,在同一坐标系中画出这5个函数的图像
问题三:所有图像都过第几象限,所有图像都不过第几象限,为什么?
学生反应:都过第一象限,而都不过第四象限,因为当x>0时所有幂函数都有意义,且函数值都为正.
问题四:第一象限内函数图像的变化趋势与指数有什么关系,为什么?
学生反应:当指数为正时是增函数,指数为负时是减函数.为什么却讲不清楚.
教师讲解:指数为正分为正分数和正整数,正无理数我们高中不做研究,当是正整数时很显然递增,当是正分数时,可以化成根式,很显然当被开方数为正时,被开方数越大,整个根式值越大。而负指数可以化为正指数的倒数,分母递增,整个函数递减.
问题五:所有图像都过哪些点,为什么?
学生反应:都过点(1,1),因为1的任何指数幂都为1.
问题六:对于原点,什么样的幂函数过,什么样的幂函数不过,为什么?
学生反应:指数为正过,为负则不过,因为负指数幂可以化成分数形式,分母不能为零,所以在原点没有意义.
问题七:图像在第一象限的位置关系是什么样子的,为什么?
学生反应:当0
教师活动:在0
【总结】
幂函数不同于指数函数和对数函数拥有共同的定义域,所以幂函数的性质不可能全部总结清楚,但我们在探索性质的过程中知道了研究方法:指数是分数则化为根式,指数为负数则化为分式,这样对于定义域、值域、单调性、奇偶性都可以很容易看出来,不过要严格判断单调性和奇偶性还要用定义进行证明,接下来不看图像很快得出5个幂函数的相关性质:
y=x
y=x2
y=x3
y=
y=x-1
定义域
R
R
R
[0,+∞)
{x︱x≠0}
值域
R
[0,+∞)
R
[0,+∞)
{y︱y≠0}
单调性
增
(-∞,0)增
[0,+∞)减
增
增
(-∞,0)减
(0+∞)减
奇偶性
奇
偶
奇
非奇非偶
奇
公共点
(1,1)
【设计意图】通过创设问题情境,激发学生的思维,并在新知探究的过程中自然形成一般方法的呈现,使学生易于领悟和接受.
(三)新知应用
【性质证明】证明幂函数y=在[0,+∞)上是增函数
证明:
教师活动:强调教材中此例题的地位和作用:(1)复习定义证明单调性的过程.(2) 幂函数的单调性很容易观察,强调严格判断的时候要用单调性进行证明。(3)幂函数的单调性很容易观察,以至于在证明中直接用到了单调性,如直接判断
【例】比较下列各组数种两个值的大小
(1)
(2)
(3)
解::(1) y= 5.2x是增函数,
∵0.1<0.2 ∴ 5.20.1 < 5.20.2
(2) y=x0.9在(0,+∞)内是增函数
∵ 3.2<3.7∴ 3.20.9 <3.70.9
(3) 1.72.5<1.82.5<1.83.5
【练习】 已知一个函数 是幂函数,且在区间(0,+∞)内是减函数,求满足条件的实数m的集合。
解:依题意,得 解方程,得 m=2或m=-1
检验:当 m=2时,函数为符合题意.
当m=-1时,不合题意,舍去.所以m=2
【设计意图】增强学生对新知的应用能力,从而达到能力的转型和对知识理解的深化.
(四)课堂小结,归纳提升
(1)知识总结:回顾幂函数的定义和一些简单的幂函数性质.
(2)思想方法:主要涉及到了归纳总结的思想,回顾研究一般具体幂函数的可行方法.
(五)课后作业,巩固训练
P79习题2.3: 1,2,3.