《方程的根与函数的零点》是高中数学必修1中第三章《函数与方程》的重要内容,主要探讨函数零点的概念、零点与方程根的关系以及函数零点存在性定理。本课程旨在为后续的二分法学习打下基础,并揭示函数与方程间的深刻联系,这构成了“函数与方程思想”的理论基石。
教学重点在于让学生理解和掌握函数零点的概念。函数零点是指使得函数值等于零的自变量的值,它与方程的根相等,即如果函数y=f(x)的零点是x0,那么方程f(x)=0的解就是x0。同时,函数的零点也是其图像与x轴的交点。教材通过分析连续函数的性质,强调函数图象的连续不断是零点存在的必要条件,但仅是充分条件,也就是说,如果函数在某区间内连续且在该区间的端点处函数值异号,则函数在该区间内至少有一个零点。
在学情分析方面,考虑到学生已经具备了基本初等函数的知识,理解函数图像和性质,但他们可能尚未建立起函数与方程的内在联系,缺乏数形结合的思维。因此,教学难点在于引导学生准确理解零点存在性定理,这需要通过实例分析和验证来实现。
教学目标包括知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三个层面。知识与技能目标要求学生能理解并区分函数的零点、方程的根和函数图像与x轴的交点,理解函数零点存在性定理,并能利用函数图像和性质判断零点个数及所在区间。过程与方法目标则着重于培养学生从具体问题出发,归纳总结的思维能力和运用函数方程思想解决问题的能力。情感态度价值观目标鼓励学生体会数学中的形与数、动态与静态、整体与局部的统一,并享受发现规律的乐趣。
教学过程设计通过情境引入,如蚂蚁爬行的示例,引发学生的探究兴趣。接着通过一系列问题逐步推进,如判断方程是否有实数根、函数图象与方程根的联系、二次函数的特殊情况以及一般函数f(x)=0的零点情况。通过这些问题,学生将归纳出函数零点的概念,并通过实例验证零点存在性定理。此外,即时测验的设计用于纠正学生可能存在的误解,如认为零点仅指图象与x轴的交点。
在实际教学中,教师应注重引导学生观察函数图像,如图6和图7所示,通过比较不同区间内的函数值,推导出零点存在性的条件。通过探究和归纳,学生将得出函数在连续区间内零点的存在性规则,深化对函数零点存在性定理的理解。
《方程的根与函数的零点》是高中数学中至关重要的概念,教学不仅要让学生掌握理论知识,更要培养他们的抽象思维和问题解决能力,使他们能够在函数和方程之间建立起桥梁,为后续的数学学习奠定坚实基础。