内容正文:
九年级下册教案
2.5 二次函数与一元二次方程
第2课时 利用二次函数求方程的近似根
教学内容
第2课时 利用二次函数求方程的近似根
课时
1
核心素养目标
1.经历用图象法求一元二次方程的近似根的过程,获得用图象法求方程近似根的体验.
2.利用图象法求一元二次方程的近似根,重要的是让学生懂得这种求解方法的思路,体验数形结合思想.
知识目标
1.会利用二次函数的图象求一元二次方程的近似根;
2.进一步体会二次函数与一元二次方程的关系.
教学重点
会利用二次函数的图象求一元二次方程的近似根.
教学难点
进一步体会二次函数与一元二次方程的关系.
教学准备
课件
教学过程
主要师生活动
设计意图
一、情境导入
二、探究新知
3、 当堂练习,巩固所学
1、 创设情境,导入新知
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴的交点与一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的根的关系
师生活动:让学生独立回答.
2、 小组合作,探究概念和性质
知识点一:利用图象法求一元二次方程的近似根
上册我们已经学习了一元二次方程的各种解法,今天我们尝试另外的一种解法——图象法.
你能利用二次函数的图象估计一元二次方程 x2 + 2x - 10 = 0 的根吗?
多媒体展示函数y=x2+2x-10的图象.
教师引导学生观察并估计二次函数y=x2+2x-10的图象与x轴的交点的横坐标,确定出二次函数y=x2+2x-10的图象与x轴的交点的横坐标的大致范围.
学生观察后得出:
由图象可知,方程 x2 + 2x - 10 = 0有_两个_根,
一个根在_-5_和__-4_之间,
另一个根在__2_和_3__(填两个整数).
议一议:这只是大概范围,究竟更接近于哪一个数呢?请大家继续讨论.
经过讨论学生发现:既然一个根在-5与-4之间,那这个根一定是负4点几,所以个位数就确定下来了.
教师继续提出问题:如何确定它的十分位呢?
学生再分组讨论,小组代表发言:十分位上的数可以用试一试的方法确定,即分别把x=-4.1,-4.2,…,-4.9代入方程进行计算,哪一个值能使等式成立(或哪一个值能使等式近似成立),则这个值就是方程的根(或近似根).
教师先肯定这种方法可行,但是计算比较烦琐,同学们可以借助计算器进行计算.
学生合作,完成下表
x
…
-4.1
-4.2
-4.3
-4.4
…
y
…
…
教师多媒体展示表格和所作的图象,供学生参考.
师:现在你能确定十分位上的数了吗?
教师总结:由表格可知,当x取-4.3或-4.4时,对应y的值由负变正,可见在-4.4和-4.3之间一定有一个x值使y=0,即有方程x2+2x-10=0的一个根.由于当x=-4.3时,y=-0.11比y=0.56(x=-4.4)更接近0,所以x=-4.3更接近方程的根.
因此,方程x2+2x-10=0在-5和-4之间精确到0.1的根为x=-4.3.
用同样的方法让学生找到2和3之间的近似根为x=2.3.
教师点评:用图象法求一元二次方程的近似根时,结果只取到十分位.
师:我们得出的结论是否正确?你能用我们学过的知识进行验证吗?
生:可以利用一元二次方程的求根公式进行验证.
学生独立完成验证过程.
教师多媒体展示,供学生参考.
归纳总结
利用二次函数求一元二次方程的近似根的一般步骤:
① 画出二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象;
② 确定抛物线与 x 轴的交点的横坐标在哪两个数之间;
③ 列表,在②中的连个数之间取值,进行估计.
近似根就出现在对应 y 值正负交换的位置.
多媒体展示课本做一做
师:请求一元二次方程x2+2x-10=3的近似根.
教师提示学生对比方程x2+2x-10=3和方程x2+2x-10=0的形式的不同之处,思考解决问题的方法.
学生观察后得出:通过转化可以把原方程变形为x2+2x-13=0,然后按照上面探究的方法进行求解.
由图象可知方程有两根,一个在-5和-4 之间,另一个在 2 和 3 之间.
一个近似根:-4.7;另一个近似根:2.7
做一做
师:你还能求一元二次方程x2+2x-10=3的近似根吗?
教师引导学生对比方程x2+2x-10=3和方程x2+2x-10=0相应的函数表达式的y的值,讨论y=3时对应的x值的确定方法.
然后学生分组讨论,小组代表阐述本小组的观点:只需要找到二次函数y=x2+2x-10图象和直线y=3的交点的横坐标即可.学生在课本的图2-18上作出直线y=3,确定交点.
根据图象得到近似根.
y = x2 + 2x - 10 和
直线 y = 3 交点和横坐标
就是方程 x2 + 2x - 10 = 3 的根
归纳总结
利用二次函数求一元二次方程的近似根的一般方法:
①直接作出二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象;图象与 x 轴交点的横坐标就是一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的根.
②先将一元二次方程变形为 ax2 + bx =-c,再在同一直角坐标系中画出抛物线 y = ax2 + bx 和直线 y =-c;两图象的交点的横坐标就是方程 ax2 + bx + c = 0 的根.
练一练
1. 已知二次函数 y=ax2+bx+c 的图象如图所示,则一元二次方程 ax2+bx+c=0 的近似根为 ( )
A. x1≈-2.1,x2≈0.1
B. x1≈-2.5,x2≈0.5
C. x1≈-2.9,x2≈0.9
D. x1≈-3, x2≈1
答案:B
师生活动:学生举手回答问题,对于有问题的加以分析.
知识点二:*利用函数的图象求一元二次不等式的解集
合作探究
问题1:函数 y = ax2 + bx+ c 的图象如图,
教师播放PPT,让学生根据图象自主探讨这几个问题.
(1)那么方程 ax2 + bx + c = 0 的根是______________;
(2)不等式 ax2 + bx + c > 0 的解集是______________;
(3)不等式 ax2 + bx + c < 0 的解集是____________.
让学生体会解一元二次不等式的关键在于确定抛物线与x轴的交点,并判断抛物线在x轴的上方还是下方.
预设:
(1)x1 = −1,x2 = 3;
(2)x < −1 或 x > 3;
(3)−1 < x < 3.
拓广探索:
函数 y = ax2 + bx + c 的图象如图,
教师播放PPT,让学生根据图象自主探讨这几个问题.
(1)那么方程 ax2 + bx + c = 2 的根
是______________;
(2)不等式 ax2 + bx + c > 2 的解集
是______________;
(3)不等式 ax2 + bx + c < 2 的解集
是____________.
然后学生分组讨论,小组代表阐述本小组的观点:
找到抛物线与直线y=2交点的横坐标,并判断抛物线在直线y=2的上方还是下方.
预设:
(1)x1 = −2,x2 = 4;
(2)x < −2 或 x > 4;
(3)−2 < x < 4.
问题2:如果不等式 ax2 + bx + c>0 (a ≠ 0) 的解集是 x ≠ 2 的一切实数,
那么函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴有____ 个公共点,坐标是 ;
方程 ax2 + bx + c = 0 的根是 .
教师根据题意带领学生一起分析,二次函数值大等于0的解集是 x ≠ 2 的一切实数,则图象与x轴的交点是x = 2,并且只有开口向上的二次函数才符合其函数值大于0.
根据题意让学生画出二次函数的图象,回答相关问题:
预设:
函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴有1个公共点,坐标是(2 ,0);
方程 ax2 + bx + c = 0 的根是x1 = x2 = 2.
问题3:如果方程 ax2 + bx + c = 0 (a≠0) 没有实数根,
那么函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴有______个公共点;
不等式 ax2 + bx + c<0 的解集是什么?
类比问题2,学生自主探究,然后小组讨论,回答问题,老师针对有问题的答案,播放PPT,根据动图形象解释.
预设:方程没有实数根意味着函数与x轴无交点,则分两种情况:
① 当 a>0 时,ax2 + bx + c<0 无解.
② 当 a<0 时,ax2 + bx + c<0的解集是全体实数.
试一试:利用函数图象解下列方程和不等式:
(1)① -x2+x+2=0; ② -x2+x+2>0;③ -x2+x+2<0.
(2)① x2-4x+4=0; ② x2-4x+4>0;③ x2-4x+4<0.
(3)① -x2+x-2=0; ② -x2+x-2>0; ③ -x2+x-2<0.
师生活动:
1.两名学生板演,其余学生在练习本上做题。
2小组内批阅。
3.对板演的内容进行评价纠错。
归纳总结
二次函数 y=ax2+bx+c 的图象与 x 轴公共点的坐标与一元二次不等式的关系
a>0
(1) (2) (3)
(1)y<0,x1<x<x2;y>0,x<x1 或 x>x2.
(2)y<0,x0 之外的所有实数;y>0,无解.
(3)y>0,所有实数;y<0,无解.
a<0
(1) (2) (3)
(1)y>0,x1<x<x2;y<0,x<x1或 x>x2.
(2)y<0,x0 之外的所有实数;y>0,无解.
(3)y<0,全体实数;y>0,无解.
3、 当堂练习,巩固所学
1. 根据下列表格的对应值:
判断方程 ax2 + bx + c = 0 (a≠0,a,b,c 为常数)一个解 x 的范围是( )
A. 3< x < 3.23
B. 3.23 < x < 3.24
C. 3.24 <x< 3.25
D. 3.25 <x< 3.26
2. 小颖用计算器探索方程 ax2+bx+c=0 的根,作出如图所示的图象,并求得一个近似根 x = -3.4,则方程的另一个近似根(精确到 0.1)为( )
A.4.4
B.3.4
C.2.4
D.1.4
3.已知二次函数 y = x2 - 6x + 8 的图象,利用图象回答问题:
(1)方程 x2 - 6x + 8 = 0 的解是什么?
(2)x 取什么值时,y > 0 ?
(3)x 取什么值时,y < 0 ?
设计意图:让学生再次感知一元二次方程的根与二次函数图象与x轴交点之间的关系,为新知识的探究打下了良好的基础.
设计意图:本环节是本节新课的重点内容,一是让学生巩固对二次函数图象的形成的认识,二是让他们运用二次函数图象与x轴交点的横坐标就是方程ax2+bx+c=0的根的原理,经历一元二次方程根的近似值的探索过程,进一步体会二次函数与方程之间的联系.
设计意图:通过探究,既巩固了所学知识,又让学生明白了一元二次方程ax2+bx+c=k的根就是二次函数y=ax2+bx+c的图象与直线y=k(k是实数)交点的横坐标这一数学原理,培养学生观察图象、分析图象的能力.
设计意图:加强学生对二次函数图象判别是方程ax2+bx+c=0的根的方法
运用.
设计意图:
一元二次不等式的一般形式为 ax2 + bx+ c>0或ax2 + bx + c < 0 ,解一元二次不等式的关键在于确定抛物线与x轴的交点,并判断抛物线在x轴的上方还是下方,进一步体会二次函数与方程,不等式之间的联系.
设计意图:通过探究,既巩固了所学知识,又让学生明白了解一元二次不等式ax2+bx+c>k或ax2+bx+c<k的关键在于确定抛物线与直线y=k(k是实数)交点的横坐标,并判断抛物线在直线y=k的上方还是下方,培养学生观察图象、分析图象的能力.
设计意图:
通过一元二次不等式的解集翻过来推出二次函数的图象,然后根据图象判断函数与一元二次方程的相关知识,提升学生反推的能力和数形结合的思想.
设计意图:加强学生对二次函数图象求解一元二次不等式的解集的方法
运用.
设计意图:考查学生对根据表格判断方程的解的运用.
设计意图:考查学生根据图象的对称性求解另一个相似根.
设计意图:考查学生利用函数图象求解方程的解和不等式的解集.
板书设计
利用二次函数求方程的近似根
1.利用二次函数估算一元二次方程的近似根
2.列表或利用图象求一元二次方程的近似根
3.利用二次函数的图象求一元二次方程不等式的解集
课后小结
教学反思
在教学过程中,教师作为引导者,为学生创设问题情境、提供问题,给学生提供广阔的思考空间、活动空间,为学生搭建自主学习的平台;学生则在老师的指导下经历操作、实践、思考、交流、合作的过程,其知识的形成和能力的培养相伴而行,创造“海阔凭鱼跃,天高任鸟飞”的课堂境界.
学科网(北京)股份有限公司
$