26.1 二次函数的概念 教学设计 2026-2027学年人教版数学九年级上册
2026-09-08
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普通
摘要:
该初中数学教学设计聚焦“二次函数的概念”核心知识点,通过复习函数定义及正比例、一次函数知识作铺垫,再结合矩形面积、球队比赛场次、产量增长等实际问题建立变量关系,归纳得出二次函数定义,构建从旧知到新知的学习支架。
这份资料以实际情境建模为特色,通过矩形面积计算等实例引导学生抽象二次函数关系,培养抽象能力与模型意识。例题涵盖正向判断、系数识别、逆向求参数等角度,助力深化概念理解,发展推理意识与运算能力,既帮助学生扎实掌握知识,也为教师提供高效教学方案。
内容正文:
26.1 二次函数的概念
教学目标
1.从现实情景中经历探索、分析、建立变量之间二次函数关系的过程,体会函数刻画变量关系的建模思想.
2.理解二次函数的概念,掌握二次函数的一般形式y=ax2+bx+c(a≠0),能识别二次项、一次项、常数项.
3.能辨析一个解析式是否为二次函数,能从实际问题中列出二次函数关系式.
教学重点
二次函数的概念和一般形式.
教学难点
从实际情境抽象出二次函数模型;准确理解a≠0,b,c可以为 0.
教学过程
知识回顾
1.函数的定义是什么?
一般地,在一个变化过程中,如果有两个变量x与y,并且对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,那么我们就说x是自变量,y是x的函数.
2.目前,我们已经学习了哪几种类型的函数?
正比例函数:y=kx(k是常数,k≠0).
一次函数:y=kx+b(k,b是常数,k≠0).
【设计意图】通过复习已经学过的有关函数的知识,为引出二次函数的概念作铺垫.
【过渡】我们已经掌握一次函数刻画均匀变化关系,现实中还有很多变量并非均匀变化,这类关系要用新函数模型——二次函数来研究.
新知探究
一、探究学习
【问题1】用长为 40 m 的细绳围成一个矩形区域,设矩形一边长为 x(单位:m),矩形的面积 y(单位:m2)会随边长 x 的变化而变化.y 与 x 之间有什么关系?
【师生活动】教师提出问题,学生独立思考并回答.
学生分析:矩形另一边长为(20-x)m,
根据矩形面积公式,它们之间的关系可以表示为y=x(20-x).
教师整理总结:
将式子展开、整理,得到y=-x2+20x.①
对于 x 的每一个确定的值,y 都有唯一确定的值与其对应,即 y 是 x 的函数.
【问题2】n支球队参加比赛,每两队之间进行1场比赛.比赛的场次数m与球队数n之间有什么关系?
【师生活动】教师提示:每支球队要与其他(n-1)支球队各比赛1场,甲队对乙队的比赛与乙队对甲队的比赛是同一场比赛,所以比赛的场次数怎样表示?
学生在教师的提示下思考并回答:比赛的场次数,即.②
教师总结:②式表示比赛的场次数m与球队数n之间的关系,对于n的每一个确定的值,m都有唯一确定的值与其对应,即m是n的函数.
【问题3】某种产品现在的年产量是20 t,计划今后两年增加产量.如果每年都比上一年的产量增加x倍,那么两年后这种产品的产量y(单位:t)将由x的值确定,y与x之间的关系应怎样表示?
【师生活动】教师提问:这种产品的原产量是20 t,一年后的产量怎么表示?
学生思考并回答:一年后的产量是20(1+x) t.
教师追问:再经过一年后的产量呢?
学生思考并回答:再经过一年后的产量是20(1+x)(1+x) t.
教师总结:两年后的产量y=20(1+x)2,即y=20x2+40x+20.③
③式表示了两年后的产量y与每年的计划增产倍数x之间的关系,对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,即y是x的函数.
【思考】观察函数①y=6x2,②,③y=20x2+40x+20,它们有什么共同点?
【师生活动】教师提问,学生组内交流并派代表回答.
【答案】函数都是用自变量的二次式表示的.
【新知】一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫作二次函数.其中,x是自变量,a,b,c分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项.
【拓展思考】正方体的六个面是全等的正方形(如图),设正方体的棱长为x,表面积为y,写出 y 与 x 的关系式.
学生回答:y=6x2.
教师点拨:这也是二次函数,可以看作 b=0,c=0 的特殊形式,帮助学生理解b,c 可以为 0.
【设计意图】在实际情景中,学生经历探索分析并建立两个变量之间的二次函数关系的过程;第一个实例就出现二次项系数为负数的模型,破除认知误区;通过多组实例归纳共性,抽象出二次函数定义.通过组内交流让学生充分发表意见,提出各自看法,提高学生学习的积极性.
【例题】(1)一个圆柱的高等于底面半径,写出它的表面积 S 关于半径 r 的函数解析式.
(2)一种产品某年的销售量为 8 万件,由于其他新产品的出现,后两年的年销售量有所下降,年平均下降率是 x.写出两年后产品的年销售量 y(单位:万件)关于 x 的函数解析式.
【师生活动】教师引导提问:
(1)圆柱表面积由哪几部分组成?底面积公式、侧面积公式是什么?
(2)一年后的销量怎么表示?两年后的销量又是在一年后基础上再次下降,如何列式?
学生独立思考、书写关系式,教师巡视,挑选学生板书;
师生共同检查,再规范整理成标准形式.
【答案】
解:(1)圆柱表面积是其底面积与侧面积的和,
底面积:πr²,两个底面面积和:2πr²;
侧面积=底面周长×高=2πr·r.
所以S=2πr²+ 2πr·r,
整理,得S=4πr².
教师追问:这个函数里,二次项系数是什么?有没有一次项、常数项?
学生回答:二次项系数4π,一次项、常数项都为 0,再次印证b,c可以等于 0.
(2)一年后产品的年销售量为8(1-x)万件,两年后的年销售量为8(1-x)(1-x)万件,所以 y=8(1-x)²,
展开整理,得y=8x²-16x+8.
教师追问辨析:
①这里自变量 x 表示下降率,结合实际,x 取值范围有什么限制?
②如果不展开,y=8(1-x)²能不能直接判断它是二次函数?
【教师点拨】
(1)实际问题列出关系式后,通常展开整理成y=ax2+bx+c的标准形式;
(2)判断二次函数优先看整理后的整式形式;
(3)实际情境下,自变量往往存在取值限制,后续解题需要留意.
二、典例精讲
【例1】下列函数中,哪些是关于x的二次函数?
(1)y=-5x2; (2)y=x3+2x2+1;
(3)y=(x-1)2-(x+1)(x-2); (4)y=ax2+4x+5;
(5)y=x2-.
【师生活动】教师提示:可以根据二次函数的定义来判断.
学生思考并回答:(1)y=-5x2是关于x的二次函数;
(2)y=x3+2x2+1中x的最高次数是3,不是二次函数;
(3)y=(x-1)2-(x+1)(x-2)=-x+3,不是二次函数;
(4)y=ax2+4x+5中a可能为0,不一定是二次函数;
(5)y=x2-中有分式,不是二次函数.
【答案】解:只有(1)是关于x的二次函数.
【归纳】判断一个函数是否是二次函数,首先要把它化为最简形式,然后再判断含有自变量的代数式是否同时满足以下三个条件:
(1)等号右边是整式;
(2)自变量的最高次数必须是2;
(3)二次项系数不为0.
【例2】请指出下列二次函数的二次项系数、一次项系数和常数项.
(1)y=9x2; (2)y=(2x+1)2-6x;
(3).
【师生活动】教师提示:判断各项系数前,一定要先把函数的解析式整理成标准形式 y=ax2+bx+c;重点观察第(2)题,不能直接从原式读取系数;第(3)题需要先把式子调整成“二次项在前”的规范顺序,避免符号看错.
学生独立展开、化简,填写表格作答..
【答案】解:
函数
二次项系数
一次项系数
常数项
y=9x2
9
0
0
y=(2x+1)2-6x
4
-2
1
0
-1
讲完例题后追问:
观察y=9x2,一次项系数、常数项都是 0,这还是二次函数吗?
回扣定义:只要求a≠0,b,c可以等于 0.
【设计意图】通过例题1和例题2的练习与讲解,加深学生对二次函数概念的理解,巩固本节课所学知识.
【例3】若函数是二次函数,求 m 的值.
【师生活动】
教师引导思考:想要该函数为二次函数,需要同时满足哪两个条件?
学生交流总结:
①自变量最高次数等于 2;
②二次项系数不等于 0.
【答案】
解:根据二次函数定义可得方程组
由 m2-2=2,得 m2=4,解得 m=±2.
又 m-2≠0,即 m≠2.
综上,m=-2.
【教师辨析点拨】
很多同学容易漏掉“二次项系数不为 0”这一限制,算出m=±2后不进行取舍,从而出现错误.
【设计意图】逆向考查二次函数概念,正向、反向题型搭配完整,拔高辨析能力.
课堂小结
板书设计
二次函数的概念
一、定义:y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)
二、判断三要素
①右边是整式
②自变量最高次数为2
③二次项系数a≠0
(b,c可以等于0)
三、实际建模:列式→展开整理为标准形式
课后任务
完成教材第32页习题26.1第1~3题.
教学反思
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