摘要:
该高中数学课件聚焦“互为反函数的图象关系”,通过旧知回顾反函数输入输出交换的定义,引导学生在同一坐标系中绘制y=2^x、y=log₂x及y=x,观察点坐标交换现象,搭建从代数定义到几何对称的学习支架。
其亮点在于以几何直观和推理能力为核心,通过P1(-1,1/2)→P1'(1/2,-1)等具体点引导观察,任取点代数验证推广到一般底数,用符号语言P(x0,y0)↔P'(y0,x0)精确表达。小结整合代数、坐标、图象关系,帮助学生发展数学思维,教师可借助探究链和易错提示提升教学效果。
内容正文:
第四章 · 指数函数与对数函数
4.4.2 对数函数的图象和性质
第六课时|互为反函数的图象关系
人教 A 版 · 必修第一册 · 教材第 135 页
本课探究图象对称关系。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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旧知回顾
反函数把输入和输出交换位置
02
原函数用x作输入,用y作输出。
反函数用原来的y作输入,返回原来的x。
坐标中的点会发生怎样的变化?
反函数把输入和输出交换位置
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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教材探究
在同一坐标系中画出两条曲线
03
先呈现两条曲线,再呈现直线y=x。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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对应点
先看指数曲线上的三组点
04
每一组对应点的两个坐标恰好交换。
教材给出P1、P2、P3。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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对称规律
关于直线 y=x 对称,坐标会交换
05
横坐标变成纵坐标,纵坐标变成横坐标。
直线 y=x 是交换前后两点的垂直平分线。
用坐标交换描述对称。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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代数验证
图上看到的关系,可以用式子验证
06
所以(y₀,x₀)在对数函数图象上。
由指数式改写为对数式。
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从点到图象
指数曲线上的每个点都有一个对称点
07
任取指数曲线上的点P₀(x₀,y₀)。
交换坐标得到P₀′(y₀,x₀)。
P₀′一定在对应对数函数图象上。
指数曲线上的每个点都有一个对称点
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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形成结论
两条曲线关于直线 y=x 对称
08
在完整图象上观察对称。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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严谨表达
为什么不能只验证教材给出的三个点
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三个点只能帮助我们发现规律。
任取一点并完成代数验证,才能覆盖整条图象。
由点的对应推广到图象的对称。
为什么不能只验证教材给出的三个点
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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一般结论
把底数2推广到任意合法底数
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底数大于1或在0与1之间,结论都成立。
教材探究第5问。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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分类观察
底数改变,图象形状变,对称轴不变
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a>1时,指数函数与对数函数都递增。
0<a<1时,指数函数与对数函数都递减。
两种情况下都关于直线y=x对称。
底数改变,图象形状变,对称轴不变
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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结构解释
对称关系来自输入与输出互换
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点 (x,y) 交换为点 (y,x)。
互为反函数决定坐标交换。
坐标交换决定图象关于y=x对称。
连接函数关系与图象关系。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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易错辨析
易错:对称轴不是坐标轴
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关于x轴对称时,纵坐标变号。
关于y轴对称时,横坐标变号。
本课交换两个坐标,对称轴是y=x。
易错:对称轴不是坐标轴
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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图象作法
从一条图象可以得到它的反函数图象
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先确定原函数图象上的关键点。
把每个关键点的两个坐标交换。
关于直线y=x作对称图象。
从一条图象可以得到它的反函数图象
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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课堂小结
反函数的代数关系与图象关系是一回事
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代数上:x与y交换角色。
坐标上:(x,y)变为(y,x)。
图象上:两条曲线关于y=x对称。
反函数的代数关系与图象关系是一回事
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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课后作业
课后整理:把探究链写完整
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必做:整理教材第135页探究1—5的结论。
自查:能否用任意点说明对称关系。
预习:阅读4.4.3函数增长的快慢。
本页不设置动画。
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- 人民教育出版社《普通高中教科书 数学 必修 第一册(A版)》第135页互为反函数图象关系探究(本地PDF第142页)。
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