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文档简介
一、课程总述与概念生成演讲人2026-06-17
课程总述与概念生成01二次函数的图象与基础性质02二次函数核心概念辨析03二次函数与初中已有函数知识的关联04目录
九年级数学上册函数课|二次函数01ONE课程总述与概念生成
课程总述与概念生成作为从教多年的九年级数学教师,我今天带领大家完成二次函数的入门学习。二次函数是初中函数体系的核心内容,上承一次函数、反比例函数的基础,下启高中复杂函数的学习,是培养数形结合思想与函数建模能力的关键载体。本节课我们遵循“实际问题抽象—概念生成—核心辨析—图象认识—体系整合”的路径,循序渐进完成对二次函数的完整入门学习。
1前置知识回顾在开始新课之前,我先带大家回顾已经掌握的基础:我们已经明确,函数是描述变化过程中两个变量之间单值对应关系的数学模型,研究函数的通用路径是“实际建模—得到解析式—绘制图象—总结性质—解决问题”,这个路径我们今天会完整沿用。此前我们学习的一次函数、反比例函数,都是不同类型的函数模型,今天我们要认识的,是生活中更常见的另一种函数模型——二次函数。
2实际问题建模推导我结合大家熟悉的生活场景,给出三个实际问题,我们一起推导变量之间的关系:
2实际问题建模推导2.1矩形花圃面积问题学校劳动实践基地计划靠墙围一块矩形花圃,现有篱笆总长20米,设垂直于墙的一边长为(x)米,花圃面积为(y)平方米。我们可以推导:平行于墙的一边长度为(20-2x)米,面积等于长乘宽,因此(y=x(20-2x)),整理后得到(y=-2x^2+20x)。这里可以看到,(y)是(x)的函数,自变量(x)的最高次数是2,和我们之前学的一次函数明显不同。
2实际问题建模推导2.2产量增长率问题某种植园今年产量为1000吨,计划未来两年每年的产量增长率为(x),两年后的产量为(y)吨。推导可得:一年后产量为(1000(1+x)),两年后产量为(1000(1+x)^2),展开整理后得到(y=1000x^2+2000x+1000),这里自变量(x)的最高次数依然是2。
2实际问题建模推导2.3自由落体位移问题物理实验中我们知道,自由落体运动的下落距离(y)与下落时间(x)满足关系(y=\frac{1}{2}gx^2),其中(g)是重力常数,为定值,显然自变量(x)的最高次数也是2。
3二次函数概念归纳观察上述三个解析式:(y=-2x^2+20x)、(y=1000x^2+2000x+1000)、(y=\frac{1}{2}gx^2),我们可以总结出两个共同特征:第一,解析式的右边都是关于自变量(x)的整式;第二,自变量(x)的最高次数为2。因此我们得到二次函数的定义:一般地,形如(y=ax^2+bx+c)((a,b,c)是常数,(a\neq0))的函数,叫做二次函数。其中(ax^2)是二次项,(a)是二次项系数;(bx)是一次项,(b)是一次项系数;(c)是常数项。刚才我们完成了二次函数的概念生成,从实际问题中抽象出了二次函数的基本定义,接下来我们对定义中的核心要点逐一辨析,厘清学习初期最容易出错的易错点。02ONE二次函数核心概念辨析
1一般形式的结构拆解1.1二次项系数的限制条件定义中最核心的要求就是(a\neq0),我带过五届学生,历次考试中这个点的出错率超过30%,很多同学会无意识忽略这个限制条件。为什么(a)不能等于0?如果(a=0),二次项就会消失,解析式变为(y=bx+c),当(b\neq0)时是一次函数,当(b=0)时是常数函数,都不再是二次函数,因此(a\neq0)是二次函数定义的核心前提,绝对不能省略。
1一般形式的结构拆解1.2一次项系数与常数项的取值范围很多同学会有一个误区,认为二次函数必须同时包含二次项、一次项、常数项,这是错误的。只要二次项存在(即(a\neq0)),一次项系数(b)和常数项(c)都可以为0,也可以为任意常数。比如(y=ax^2)((b=0,c=0))、(y=ax^2+bx)((c=0))、(y=ax^2+c)((b=0))都是符合定义的二次函数,属于二次函数的特殊形式。
1一般形式的结构拆解1.3特殊形式与一般形式的转化很多题目要求我们将展开整理后的解析式化为一般形式,进而确定(a,b,c)的值,这里要注意按降幂排列,注意符号的准确性。比如对(y=(x-2)(x+3)+1)进行整理,展开后得到(y=x^2+x-6+1=x^2+x-5),因此(a=1)、(b=1)、(c=-5),我改作业时经常看到同学错写(c)的符号,就是整理时没有合并同类项、忽略符号变化导致的,这里一定要细心。
2二次函数的定义域辨析2.1纯数学定义下的定义域如果不考虑实际意义,二次函数的自变量(x)可以取任意实数,定义域为全体实数,因为对任意实数(x),(ax^2+bx+c)都有意义。
2二次函数的定义域辨析2.2实际问题中的定义域如果是从实际问题中抽象得到的二次函数,定义域必须符合实际意义的限制,回到我们最开始的花圃问题,(x)是边长,必须满足(x>0),同时平行于墙的边长(20-2x>0),即(x<10),因此该函数的定义域是(0<x<10),(x)不能取负数,也不能取大于等于10的值。我每次讲这里都会强调,实际问题中的函数一定要先确定定义域,很多同学后续求最值时出错,就是因为忽略了定义域的限制,导致结果不符合实际要求。
3含参二次函数的概念判定考试中最常见的概念考察题型,就是给出含参数的解析式,判断参数取何值时函数为二次函数,这类题的核心依然是抓住(a\neq0)的条件。比如例题:已知函数(y=(m-3)x^2+2x+1),求(m)取何值时该函数为二次函数,根据定义,只要二次项系数不为0,即(m-3\neq0),因此(m\neq3),当(m\neq3)时该函数是二次函数,若(m=3)则变为一次函数(y=2x+1)。我们已经从代数角度完整梳理了二次函数的核心概念,接下来我们遵循研究函数的通用方法,从几何图象的角度进一步认识二次函数,建立代数与几何的对应关系。03ONE二次函数的图象与基础性质
1描点法画二次函数图象的步骤一次函数的图象是直线,可以用两点法绘制,但是二次函数的图象是曲线,需要用描点法绘制,我带大家明确每个步骤的要求:
1描点法画二次函数图象的步骤1.1列表:对称取点原则第一步是列表,很多同学刚画图时随便取几个正的(x),结果只画出一半图象,这是错误的。二次函数的图象是轴对称图形,因此列表时要以对称轴为中心对称取点,我们画最简单的(y=x^2),它的对称轴是(x=0)(即y轴),因此我们取(x=-3,-2,-1,0,1,2,3),算出对应的(y)值为(9,4,1,0,1,4,9),对称取点才能画出完整对称的图象。
1描点法画二次函数图象的步骤1.2描点与连线:光滑曲线要求第二步是描点,将所有点准确标注在坐标系中,第三步是连线,这里我要纠正一个大家最容易犯的错误:很多同学会把相邻点用直线连接,形成折线,这是完全错误的。二次函数的图象是光滑的抛物线,必须用光滑的曲线顺次连接所有点,我每次上画图课都会巡堂纠正这个错误,大家一定要记住这个要求。
2抛物线的核心基础特征我们画好(y=x^2)和(y=-x^2)的图象后,可以总结出二次函数图象的核心特征:所有二次函数的图象都是抛物线,都是轴对称图形,抛物线与对称轴的交点叫做顶点。
2抛物线的核心基础特征2.1开口方向与二次项系数的关系观察(y=x^2),(a=1>0),抛物线开口向上;(y=-x^2),(a=-1<0),抛物线开口向下,这个规律对所有二次函数都成立:(a>0)时抛物线开口向上,(a<0)时抛物线开口向下。
2抛物线的核心基础特征2.2顶点的性质顶点是抛物线的最高点或最低点:当开口向上时,顶点是整个图象的最低点,对应函数的最小值;当开口向下时,顶点是整个图象的最高点,对应函数的最大值,顶点的位置直接决定了二次函数的最值,是我们后续研究的核心要点。对于最简二次函数(y=ax^2),顶点坐标是原点((0,0)),对称轴是y轴即直线(x=0)。
2抛物线的核心基础特征2.3二次项系数绝对值对开口宽窄的影响对比(y=2x^2)、(y=x^2)、(y=\frac{1}{2}x^2)三个函数的图象,三者顶点都在原点,对称轴都是y轴,开口都向上,区别在于开口宽窄:(|a|)越大,抛物线的开口越窄;(|a|)越小,抛物线的开口越宽,这个规律只和(a)的绝对值有关,和(a)的符号无关。我们已经完成了二次函数代数概念和几何图象的基础学习,接下来我们把二次函数放到整个初中函数体系中,梳理它和已有知识的关联,建立完整的知识网络。04ONE二次函数与初中已有函数知识的关联
1结构层面的对比与区分从结构上看,二次函数和一次函数都属于整式函数,解析式都是关于自变量的整式,区别在于一次函数自变量的最高次数是1,二次函数自变量的最高次数是2;反比例函数的解析式是关于自变量的分式,自变量在分母位置,不属于整式函数,自然也不是二次函数,很多同学刚学习时会把(y=\frac{1}{x^2})这类函数错当成二次函数,核心错误就是没有抓住“整式”这个前提。
2函数思想的统一性虽然形式不同,但是从函数思想的本质来看,所有函数都是描述变化过程中两个变量的单值对应关系,研究函数的方法也是统一的:从实际问题抽象出解析式,再绘制图象,通过图象总结性质,最后应用性质解决问题,这个方法我们后续学习任何函数都可以沿用。通过本节课循序渐进的学习,我们从实际引入出发,完成了二次函数从概念到性质的完整入门,最后我对本节课的核心内容做精炼总结:二次函数是九年级上册函数模块的核心内容,其核心定义为形如(y=ax^2+bx+c)((a,b,c)为常数,(a\neq0))的整式函数,核心特征是自变量最高次
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