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教 学 设 计
课题
指数函数的概念
课型
新授
课时
1
教学
目标
1.理解指数函数的概念与意义,掌握指数函数的定义域的求法.
2.理解指数函数增长变化迅速的特点.
3.培养勇于探索的精神,体会由特殊到一般的研究方法,发展数学核心素养.
重点
指数函数的概念与意义
难点
指数函数增长变化迅速的特点;数学建模;抽象出指数函数概念
教法
问题引导
教具
多媒体、直尺
教 学 过 程
教学程序
教 师 活 动
学 生 活 动
探
究
过
程
复习回顾:
对于幂 ax(a0 ,我们已经把指数 x
引例1:细胞分裂
引例2:“一尺之锤,日取其半,万世不竭”
引例3:纸的折叠
问题1:良渚遗址位于浙江省杭州市余杭区良渚镇,1936年首次发现.这里的巨型城址,面积近300万平方米,包括古城、水坝和多处高等级建筑.考古学家利用遗址中遗存物碳14的残留量测定,古城存在时期为公元前3300年~前2500年.你知道考古学家在测定遗址年代时是怎样用碳14的残留量测定的吗?
当生物死亡后,它机体内原有的碳14含量会按确定的比率衰减(称为衰减率),大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”.按照上述变化规律,生物体内碳14含量与死亡年数之间有怎样的关系?
分析:
设死亡生物体内碳14含量的年衰减率为,如果把刚死亡的生物体内碳14含量看成1个单位,那么
死亡1年后,生物体内碳14含量为;
死亡2年后,生物体内碳14含量为;
死亡3年后,生物体内碳14含量为;
......
通过对指数幂运算及函数概念和性质学习的铺垫,提出研究课题.
观看生活实例,理解指数增长或衰减模型.
让学生借助引例的模型,逐步分析衰减率与年份之间的关系,培养学生逻辑推理能力.
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死亡5730年后,生物体内碳14含量为.
根据已知条件,,从而,所以.
设生物死亡年数为,死亡生物体内碳14含量为,那么,即, ①
这是一个函数,指数是自变量.死亡生物体内碳14含量每年都以的衰减率衰减.像这样,衰减率为常数的变化方式,我们称之为指数衰减.因此死亡生物体内碳14含量呈指数衰减.
问题2:随着中国经济高速增长,人民生活水平不断提高,旅游成了越来越多家庭的重要生活方式.由于旅游人数不断增加,A,B两地景区自2011年起采取了不同的应对措施,A地提高了景区门票价格,而B地则取消了景区门票.下表给出了A,B两地景区2011年至2015年的游客人次以及逐年增加量.
比较两地景区游客人次的变化情况,你发现了怎样的变化规律?为了有利于观察规律,根据表,分别画出A,B两地景区采取不同措施后的15年游客人次的图象,如下图:
观察图象和表格,可以发现,A地景区的游客人次近似于直线上升(线性增长),年增加量大致相等(约为10万次);B地景区的游客人次则是非线性增长,年增加量越来越大,但从图象和年增加量都难以看出变化规律.
通过生物体死亡时间与体内碳14含量,函数关系的建立,体会指数函数应用的广泛性,并建立指数函数的概念。体会由特殊到一般的研究方法,发展学生数学抽象、数学建模和数学运算核心素养.
通过景区门票价格制定与参观景区人数,两个变量函数关系的建立,体会数学源于生活,发展学生数学抽象、数学建模和数学运算核心素养.
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我们知道,年增加量是对相邻两年的游客人次做减法得到的.能否通过对B地景区每年的游客人次做其他运算发现游客人次的变化规律呢?请你试一试.
从2002年起,将B地景区每年的游客人次除以上一年的游客人次,可以得到
2002
结果表明,B地景区的游客人次的年增长率都约为1.11-1=0.11,是一个常数.
像这样,增长率为常数的变化方式,我们称为指数增长.因此,B地景区的游客人次近似于指数增长.显然,从2001年开始,B地景区游客人次的变化规律可以近似描述为:
1年后,游客人次是2001年的倍;
2年后,游客人次是2001年的倍;
3年后,游客人次是2001年的倍;
……
年后,游客人次是2001年的倍.
如果设经过年后的游客人次为2001年的倍,那么
②
这也是一个函数,其中指数是自变量.
如果用字母代替上述①②两式中的底数和1.11,
通过典例问题的分析,让学生体验实际问题分析方法,及指数函数变化特点.培养分析问题与解决问题的能力.
引导学生观察规律,归纳总结两个式子的共同特点,
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那么函数和就可以表示为
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