26.3 二次函数与一元二次方程(第2课时) 教学设计 2026-2027学年人教版数学九年级上册
2026-09-17
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摘要:
该初中数学教学设计聚焦二次函数与一元二次方程的关联,核心是利用二次函数图象求方程根的近似值。通过知识回顾衔接上节课二次函数与x轴公共点和方程根的关系,新课引入以具体方程求近似值问题搭建学习支架。
此资料亮点在于“夹逼法”求近似值的实操引导,结合数形结合思想,通过列表计算函数值、取平均数缩小根的范围,发展学生几何直观(数学眼光)、运算能力(数学思维)与模型意识(数学语言)。助力学生提升推理与运算能力,为教师提供清晰教学路径,夯实函数与方程综合应用基础。
内容正文:
26.3 二次函数与一元二次方程(第2课时)
课程基本信息
学科
数学
年级
九年级
学期
秋季
课题
26.3 二次函数与一元二次方程(第2课时)
教学目标
1.会利用二次函数的图象求一元二次方程的根的近似值.
2.理解二次函数与一元二次方程知识之间的整体性和关联性,体会数形结合思想,发展推理能力、运算能力.
教学内容
教学重点
利用二次函数图象和函数值的变化,求一元二次方程根的近似值.
教学难点
理解通过不断取平均数求根的近似值的方法.
教学过程
教学环节
主要师生活动
知识回顾
引导语:在上一节课,我们学习了二次函数与一元二次方程的关系,知道可以将二次函数问题转化为相应的一元二次方程问题.
问题1:函数y=x2+2x-3与x轴是否有公共点?如果有公共点,写出公共点的坐标.
师生活动:经过上节课的学习,学生可以从一元二次方程的根的情况确定二次函数的图象与x轴的公共点的情况.进一步回顾二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的公共点的情况,分别对应着一元二次方程ax2+bx+c=0的根的情况.
设计意图:引导学生回顾将二次函数问题转化为相应的一元二次方程问题.
新课引入
引导语:在问题1中,我们将二次函数问题转化为相应的一元二次方程问题,类似于一次函数与一元一次方程的联系,也可以运用二次函数解决一元二次方程的有关问题.
问题2:求一元二次方程x2-2x-2=0的根.
师生活动:学生回顾一元二次方程的解法,用配方法或公式法求出方程的根.
追问:如何求出方程的根的近似值(结果保留小数点后一位)?
师生活动:有的学生知道,可求出两个根的近似值.教师进一步追问,除了用计算器,如何求出?师生共同回顾用“夹逼法”求的近似值的过程.
设计意图:回顾已学过的知识,启发学生用学过的知识解答,为利用函数图象求方程的根的近似值作铺垫.
例题精讲
引导语:根据二次函数y=x2-2x-2与一元二次方程x2-2x-2=0的联系,是否也可以从函数的角度求得方程根的近似值?
例 利用函数图象求方程x2-2x-2=0的根的近似值(结果保留小数点后一位).
师生活动:用描点法画出函数y=x2-2x-2的图象.学生先配方确定函数的顶点,再根据图象的对称性列表,然后描点画图,得到y=x2-2x-2的图象(图1).教师引导学生理解函数y=x2-2x-2与方程x2-2x-2=0的关系:求方程的根即为确定相应二次函数的图象与x轴的公共点的横坐标.
表1
x
…
-1
0
1
2
3
…
y
…
1
-2
-3
-2
1
…
图1 图2
教师进一步引导学生观察函数图象,如图1,从“形”的角度——点(2,-2)在x轴的下方,即当自变量为2时的函数值小于0,点(3,1)在x轴的上方,即当自变量为3时的函数值大于0,两个函数值异号.因为抛物线y=x2-2x-2是一条连续不断的曲线,所以抛物线y=x2-2x-2在2<x<3这一段经过x轴.也就是说,当自变量取2,3之间的某个值时,函数值为0,即方程x2-2x-2=0在2,3之间有根.
从“数”的角度,由表1看到当x=2时,y=-2;当x=3时,y=1,两个函数值异号,所以自变量取2,3之间的某个值时,函数值为0,即方程x2-2x-2=0在2,3之间有根.
表1
x
…
2
x
3
…
y
…
-2
0
1
…
进而,如图2,可以判断两个根的范围分别是-1<x1<0,2<x2<3.
追问1:可以进一步缩小根所在的范围吗?要求根的近似值与根的准确值的差的绝对值小于0.1.
师生活动:学生观察发现,从图象上难以进一步确定根的范围,可以从“数”的角度,通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围.利用计算器求相应的函数值,重复步骤,求出根的近似值.
具体做法:取2和3的平均数2.5,当x=2.5时,y=x2-2x-2=2.52-2×2.5-2=-0.75,与x=3时的函数值异号(表2),所以这个根的范围为2.5<x<3,如图3.
表2
x
…
2
2.5
x
3
…
y
…
-2
-0.75
0
1
…
图3
取2.5和3的平均数2.75,当x=2.75时,用计算器可以算得y=x2-2x-2=2.752-2×2.75-2=0.062 5,与x=2.5时的函数值异号(表3),所以这个根的范围为为2.5<x<2.75.
表3
x
…
2.5
x
2.75
3
…
y
…
-0.75
0
0.062 5
1
…
取2.5和2.75的平均数2.625,当x=2.625时,用计算器算得y=-0.359 375,与x=2.75时的函数值异号(表4),所以这个根的范围为2.625<x<2.75.
表4
x
…
2.625
x
2.75
…
y
…
-0.359 375
0
0.062 5
…
取2.625与2.75的平均数2.687 5,当x=2.687 5时,用计算器算得y=-0.152 343 75,与x=2.75时的函数值异号(表5),所以这个根的范围为2.687 5<x<2.75.
表5
x
…
2.6875
x
2.75
…
y
…
-0.152 343 75
0
0.062 5
…
重复上述步骤,我们可以逐步得到:这个根在2.625,2.75之间,在2.687 5,2.75之间……可以看到:根所在的范围越来越小,根所在范围的两端的值越来越接近根的值,因而可以作为根的近似值.
当要求根的近似值与根的准确值的差的绝对值小于0.1时,由于|2.687 5-2.75|=0.062 6<0.1,所以可以将2.687 5作为根的近似值.
利用数轴可以进一步看清如何利用取平均值判断根的近似值:
图4
图5
图6
图7
追问2:可以用这种方法得出方程x2-2x-2=0的另一个根的近似值吗?要求根的近似值与根的准确值的差的绝对值小于0.1.
师生活动:学生自己完成,教师适当点拨,可以求得这个根的近似值为-0.687 5.
追问3:通过例题的学习,你可以归纳出利用函数图象求方程根的近似值的一般步骤吗?
师生活动:学生按自己的理解归纳,教师及时给予点评,引导学生归纳一般步骤:(1)用描点法画出函数图象;(2)由函数图象或列表中函数值符号判断方程的根的范围——当两个函数值y异号时,方程的根在对应两个自变量x之间;(3)取函数值异号的两个自变量的平均数,计算这个平均数的函数值;(4)求出当x取平均数时的函数值;(5)通过异号的函数值写出方程的根在对应自变量之间,从而得到根的范围.这种求根的近似值的方法也适用于更高次的一元方程.
设计意图:让学生经历通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围.体会用二次函数的图象解决一元二次方程根的问题.
课堂小结
教师与学生一起回顾本节课所学的主要内容,并请学生回答以下问题:
如何用二次函数的图象求出对应的一元二次方程根的近似值?
设计意图:引导学生从知识内容和学习过程两个方面总结自己的收获,并建立知识之间的联系.结合图象理解利用函数值异号可以缩小方程的根所在的范围.
课后任务
教科书习题26.3第2题.
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