内容正文:
第16章 函数及其图象
16.1 变量与函数
第1课时 变量与函数的概念
教学目标
1.了解常量、变量和函数的概念,体会变化与对应的思想.
2.了解函数的三种表示方法.
3.能根据条件写出简单的函数关系式,并能准确地识别自变量,因变量和常量.
教学重难点
重点:了解常量、变量和函数的概念.
难点:能根据条件写出简单的函数关系式.
教学过程
一、导入
大千世界处在不停的运动变化之中,如何来研究这些运动变化并寻找规律呢?
数学上常用变量与函数来刻画各种运动变化.
二、课堂新授
在学习与生活中,经常要研究一些数量关系,先看下面的问题.
【问题1】如图是某地一天内的气温变化图.
看图回答:
(1)这天的6时、10时和14时的气温分别为多少?任意给出这天中的某一时刻,说出这一时刻的气温.
(2)这一天中,最高气温是多少?最低气温是多少?
(3)这一天中,什么时段的气温在逐渐升高?什么时段的气温在逐渐降低?
解:(1)这天的6时、10时和14时的气温分别为-1℃,2℃,5℃.
(2)这一天中,最高气温是5℃,最低气温是-4℃.
(3)这一天中,3时~14时的气温在逐渐升高.0时~3时和14时~24时的气温在逐渐降低.
从图中我们可以看到,随着时间t (时)的变化,相应地气温T (℃)也随之变化.那么在生活中是否还有其他类似的数量关系呢?
【问题2】小蕾在过14岁生日的时候,看到了爸爸为她记录的各周岁时的体重,如下表:
周岁
1
2
3
4
5
6
7
体重(kg)
7.9
12.2
15.6
18.4
20.7
23.0
25.6
周岁
8
9
10
11
12
13
体重(kg)
28.5
31.2
34.0
37.6
41.2
44.9
观察上表,说一说随着年龄的增长,小蕾的体重是如何变化的?在哪一段时间内体重增加较快?
解:随着年龄的增长,小蕾的体重也随着增长,且在1~2岁增加得较快.
【问题3】收音机刻度盘上的波长和频率分别是用米(m)和千赫兹(kHz)为单位标刻的.下面是一些对应的数值:
波长l(m)
300
500
600
1 000
1 500
频率f(kHz)
1 000
600
500
300
200
观察上表回答:
(1)波长l和频率f数值之间有什么关系?
(2)波长l越大,频率f就________.
解:(1)l与f的乘积是一个定值,即,或者说.
(2)波长l越大,频率f就越小.
【问题4】圆的面积随着半径的增大而增大.如果用r表示圆的半径,S表示圆的面积,则S与r之间满足下列关系:S=_________.
利用这个关系式,试求出半径为1 cm,1.5 cm,2 cm,2.6 cm,3.2 cm时圆的面积,并将结果填入下表:
半径r(cm)
1
1.5
2
2.6
3.2
…
圆面积S(cm2)
…
由此可以看出,圆的半径越大,它的面积就_________.
解:S=πr2.
半径r(cm)
1
1.5
2
2.6
3.2
…
圆面积S(cm2)
3.14
7.065
12.56
21.226 4
32.153 6
…
圆的半径越大,它的面积就越大.
知识讲解
1.常量和变量
【交流】在上述问题中分别有几个量?分别指出每个问题中的各个量.
在第1个问题中,有两个变量,一个是时间,另一个是气温,气温随着时间的变化而变化.
在第2个问题中,有两个变量,一个是年龄,另一个是体重,体重随着年龄的变化而变化.
在第3个问题中,l和f是变量,而它们的积等于300 000,是常量.
在第4个问题中,S和r都是变量,π是常量.
【概括】常量:在某一个变化过程中始终保持不变的量叫做常量.
变量:在某一个变化过程中可以取不同数值的量叫做变量.
【交流】大家举例说一说哪些是常量和变量?
2.函数
如果在一个变化过程中,有两个变量,假设为和,对于的每一个取值,都有唯一的值与之对应,那么是自变量,是因变量,此时,是的函数.
【注意】(1)函数只研究变化过程中的两个变量,不研究多个;
(2)对于自变量的每一个取值,函数都有唯一的值与之对应.
分析:上述的第3个问题中,lf=300 000,给出一个l的值,变量f有唯一的值与之对应,l是自变量,f是因变量(f是l的函数).
上述的第4个问题中,S=πr2,给出变量r的一个值,便可以得到变量S的唯一值和它对应,r是自变量,S是因变量(S是r的函数).
随堂训练
判断下列变量关系是不是函数?
(1)正方形的边长与面积.
(2)关系式y=中,y是x的函数吗?
【答案】(1)是;(2)不是.
【总结】判断变量间的关系是不是函数关系,我们可以看得到的数学式子中的变量之间是否满足函数的定义.
3.函数的表示方法
表示函数关系的方法通常有三种:
(1)解析法,如问题3中的f=,问题4中的S=πr2,这些表达式称为函数的关系式;
(2)列表法,如问题2中的小蕾的体重表,问题3中的波长与频率关系表;
(3)图象法,如问题1中的气温曲线.
4.书写函数关系式的步骤
(1)先认真审题,根据题意找出相等关系;
(2)按相等关系,写出含有两个变量的等式;
(3)将等式变形为用含有自变量的代数式表示函数的式子.
5.函数关系式的书写格式
函数的关系式是等式,通常等式的右边是含有自变量的代数式,左边的一个字母表示函数.例如:S=πr2,y=0.50x,y=2.4x+0.2.
例题讲解
例1 用总长60 m的篱笆围成一个矩形场地,求矩形面积S(m2)与一边长l(m)之间的关系式,并指出式中的常量和变量,自变量和因变量.
解:S=()l,总长60是常量,边长和面积是变量;自变量是l,因变量是S.
例2 下列关系式中,哪些式中的y是x的函数?
解:(1)和(3)中的y是x的函数.
【小结】在研究函数时,必须注意自变量的取值范围.在实际问题中,自变量的取值必须符合实际意义.例如,上述问题4中,自变量r表示圆的半径,不能为负数和零,即它的取值范围为一切正实数.
三、巩固练习
1.常量和变量在研究“某一变化过程中”时是确定的,以s=vt为例(t为时间,v为速度,s为路程):
①若速度v固定,则常量是_______,变量是_______;
②若时间t固定,则常量是_______,变量是_______.
2.已知变量x与y的四种关系:y=|x|,|y|=x, 2x2-y=0,2x-y2=0,其中y是x的函数的有_____个.
3.若一辆汽车以50千米/时的速度匀速行驶,则行驶的路程s(千米)与行驶的时间t(时)之间的函数关系式是( )
A.s=50+50t B.s=50t
C.s=50-50t D.以上都不对
4.下列变量间的关系不是函数关系的是( )
A.长方形的宽一定,其长与面积
B.正方形的周长与面积
C.圆的半径与面积
D.等腰三角形的底边长与面积
5.下列说法不正确的是( )
A.公式V=中, 是常量,r是变量,V是πr的函数
B.公式V=πr3中,V是r的函数
C.公式v=中,v可以是变量,也可以是常量
D.圆的面积S是半径r的函数
四、课堂小结
1.常量与变量
常量:在某一个变化过程中始终保持不变的量叫做常量.
变量:在某一个变化过程中可以取不同数值的量叫做变量.
2.函数的概念
如果在一个变化过程中,有两个变量,假设为和,对于的每一个取值,都有唯一的值与之对应,那么是自变量,是因变量,此时,是的函数.
五、布置作业
必做:教材P32练习
选做:请完成《名校作业》对应习题
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