课题:3.2.1对数的概念 (第1课时)
授课老师:南京师范高校附属中学 张萍
教材:苏教版高中数学必修1
一. 教材分析
对数这节课是苏教版必修1第3章对数函数第1课时.学习对数的概念是对指数概念和指数函数的回顾与深化,是学习对数函数的基础.
二. 学情分析
高一同学已经学习了函数的概念、函数的表示方法与函数的一般性质,对函数有了初步的生疏.同学已经完成了分数指数幂和指数函数的学习,了解了争辩函数的一般方法,经受过从特殊到一般,具体到抽象的争辩过程.
对数的概念对同学来说,是全新的,需要老师引导同学利用指数与指数函数的相关学问理解对数的概念.在教学过程中,力求让同学体会运用从特殊到一般,类比等数学方法来理
解对数式与指数式之间的内在联系,将对数这一新知纳入已有的学问结构中.
三. 教学目标
1. 理解对数的概念,会娴熟地进行指数式与对数式的互化.
2. 同学在解决具体问题中体会引入对数的必要性,在举例过程中理解对数.
3. 同学在学习过程中感受化归与转化、数形结合、特殊到一般的数学思想,学会用相互联系的观点辩证地看问题.
四. 重点与难点
1. 重点:(1)对数的概念; (2)对数式与指数式的互化.
2. 难点:对数概念的理解.
五. 教学方法与教学手段
问题教学法,启发式教学.
六.教学过程
1. 创设情境 建构概念
某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年,这种物质剩留的质量是原来的84%.(设该物质最初的质量为1)
【问题1】你能就此情境提出一个问题吗?
[设计意图]通过同学生疏的问题情境,让同学自主地提出问题,引发思考,体会这些问题之间的关联是指数式ab =N中已知两个量求第三个量.
[教学过程]
师:写好的同学请和同桌沟通一下.
师:你提的是什么问题呢?
生:经过5年,这种物质的剩留量为原来的多少?
师:是多少呢?
生:0.845=N.
师:有不同的问题吗?
生:经过多少年,这种物质的剩留量为原来的一半?
师:这个问题怎么解决呢? 0.84x=.
师:同学们提出了很好的问题,这两个问题实际上都与我们学过的指数函数y=0.84x有关.第一个问题是已知指数x求幂y;其次个问题是已知幂y求指数x.假如底数是未知的,那么,我们还可以解决已知指数x和幂y求底数a的问题.
[阶段小结]这些问题实际就是在争辩a =N(其中a>0且a≠1)中已知两个量求第三个量.我们可以争辩以下三类问题:
设a =N.
(1)已知a,b,求N;
比如重装系统后不能上网3=9,53=125,……
(2)已知b,N,求a;
比如a5=32⇒a=2,a3=5⇒a=,……
(3)已知a,N,求b.
2b=2⇔b=1,
怎样消除广告2b=4⇔b=2,
【问题2】2b=3,这样的指数b有没有呢?
[设计意图]利用具体的问题引发同学的认知冲突,引导同学运用数形结合的方法探究指数b是存在的,并且只有一个,进而想方法用数学符号表示指数b.
[教学过程]
生:2b=3这个问题和指数函数y=2x有关,我们可以作出它的图象来观看.
师:作出 2x=3与y=3的图象,发觉它们有交点,而且只有一个,那么指数b在哪里呢?
生:交点的横坐标就是指数b.
师:看来满足2b=3的指数b可由“2和3”唯一确定,但它到底是个什么数呢?现在用我们学过的数又不能把它写出来,怎么办呢?
生:用一个新的符号来表示它.
师:是的,数学家也是这么想的,他们解决这种问题的方法就是引进一个新的符号,比如这里的a3=5,a等于什么呢?数学家就用a=来表示, a是由3和5确定的,将3和5写在相应的位置.
师:现在如何表示这里的指数b呢?指数b由2和3确定,数学家用log23来表示,读作以2为底3的对数,其中2为底数,写在下方,3叫真数.
师:有了这个符号,就可以解决我们刚才的问题了,0.84x=⇔ x=log0.84.
师:你能再举一些这样的对数吗?
生:3b=10⇔ b=log310;
4b=5⇔ b=log45;
2b=7⇔ b=log27;
……
师:这里的1能用对数表示吗?
生:1= log22.
师:同样这里的2也可以表示为log24. 对数b其实就是一个数.
思考:依据这些具体的例子,你能得到一般状况下,对数是怎么表示的吗?
对数的概念:假如a的b次幂等于N(其中内蒙古黑怕a>0,a≠1),即ab=N,那么就称b是以 a为底 N的对数,记作logaN=b.其中,a叫做对数的底数,N叫做真数.
数学史简介:对数是由17世纪苏格兰数学家纳皮尔创造的,有爱好的同学可以查阅相关的数学史资料.
师:依据对数的概念,我们不难发觉,对数来源于指数,这两个等式表示的是a,b,N三个量之间的同一个关系,只是表现形式不同而已,比如在a =N中,a>0,a≠1,a叫底数,b叫指数,N叫幂,当变为对数式时,a的范围不变,a还叫底数,指数b现在叫对数,幂N现在叫真数.
2.具体实例 理解概念
[同学活动]请每位同学写出2—3个对数,与同桌沟通.
[设计意图]深化理解对数.第一阶段,让同学体会对数可以转化为指数,对数式和指数式是等价的;其次阶段,生疏特殊的对数,明确对数式中a,b,N的范围.
[教学过程]
师:大家都在乐观地生疏对数这个新伴侣.我们一起来看看,有同学写了这样一个对数log327. 你知道它是个什么样的数吗?
师:为什么等于3呢?
生:由于33 =27.
师:还有同学写了log9,这是个什么数啊?
生:-2.
师:为什么?
生:由于()-2 =9.
师:想生疏对数只要将它转化为相应的指数式就简洁理解了.
师:我也写一个log926,这是个什么数呢?
生:不知道.
师:你知道它或许是多大吗?
生:1到2之间.
师:你怎么知道的呢?
生:由于91=9,92=81,26在9和81之间.
师:你是将问题转化为指数问题来考虑的. 我们知道对数就是一个数,可以设它为b,转化为9b =26就好理解了.
[阶段小结]其实想要生疏同学写的对数,只要将它转化为相应的指数式就明白了,指数式和对数式是可以等价转化的.
师:看大家写的对数有大于0的,有小于0的,有没有等于0的对数呢?
生:log21=0.
师:还有吗?
生:只要底数取a>0,a≠1,真数为1的对数都等于0.
师:怎么表示呢?
生:loga1=0(a>0,a≠1).
师:为什么?
生:由于a0=1(a>0,a≠1) .
师:a煌0=1是个特殊的指数式,还有其他特殊的指数式吗?
生:a=a.
师:由这个我们又能得到什么样的对数式呢?
生:logaa=1(a>0,a≠1) .
师:对数可正可负可为0,那对数是否能取到全部的实数呢?
生:是的.
师:你怎么知道的呢?
生:从指数式a =N(其中a>0且a≠1)中我们可以知道.
师:对数b可以取到一切实数,底数a>0,a≠1,真数N应满足什么要求呢?
生:大于0.
生:在a>0且a≠1时,a =N ,依据指数函数的值域可知 N只能取大于0的数.
[阶段小结]通过争辩,我们生疏了一些特殊的对数,知道对数b可以取到一切实数,但是真数N必需大于0. 在生疏对数的过程中,我们运用了对数式与指数式之间的等价转化.
3.概念应用 方法总结
练习 求下列各式的值:(1)log264; (2)log10; (3)log927.
[设计意图] (1)理解对数是个数,对数问题可以转化为指数问题来解决.(2)反思解题过程,从中得到两个对数性质logaab=延禧攻略电视剧b,aloga西藏特产N=N (a>0且a≠1),为对数求值供应新的方法.(3)激起同学进一步探究对数相关结论的爱好.(4)介绍常用对数和自然对数.
[教学过程]
师:回头看第1个问题的解决过程,log226=6,log1010-2=-2你有什么发觉?
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