用几何画板解决二次函数的教学难点,本文主要内容关键词为:画板论文,难点论文,几何论文,函数论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
“几何画板”具有丰富的图像功能,只要给出函数表达式,“几何画板”能画出任何一个初等函数的图像,如果要演示函数图像的动态变化,可以作出含若干个参数的函数图像,通过参数数值的变化,可动态展现函数图像的变化,让学生通过观察图形的变化与参数值的变化关系,直观地了解函数的性质。
以二次函数解析式为例,解析式中系数的变化直接影响函数曲线的变化,这是学生学习时遇到的难点,而利用“几何画板”恰好能动态演示这些变化,帮助学生轻松解决这一学习难点。
一、用几何画板演示二次函数(a≠0)中二次项a的变化对函数曲线变化的影响
用几何画板作一个将二次项系数a设计成一个可调节的参数的二次函数图像,通过a的变化动态展示图像的变化规律。
具体步骤如下:
(1)在菜单栏上选择[图表]菜单,在下拉菜单中选择[定义坐标系]命令,在画板上创建坐标系。
(2)在x轴上构造一个点A,过A作x轴的垂线,在垂线上构造一个任意点B。
选取B点,在菜单栏上选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[纵坐标]命令,求出B点的纵坐标。
(3)在x轴上构造一任意点C,选择点C,在菜单栏上选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[横坐标]命令,求出C点的横坐标。
(4)在菜单栏中选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[度量]命令,在弹出的计算器中依次选定、乘号*、、乘方符号^、数字2后,单击[确定]按钮,计算出的值。
(5)依次选取和,在[图表]菜单中选择[绘制点],绘制出函数曲线上的点D。
(6)同时选择点C和点D,选择[构造]菜单下的[轨迹]命令,构造出动态变化的二次曲线图像,如下图。
图1是拖动a点使a>0时的图像,图2是拖动a点使a<0时的图像。
作图原理:将点a的纵坐标作为二次函数的二次项系数a来作图,当拖动点a时,a的纵坐标发生变化,即a发生变化,即可动态演示a的值对函数图像的变化的影响。
图1
图2
根据以上原理,如图1或图2,在几何画板中拖动动点a,改变中a的大小,可观察到函数曲线的开口变化,通过观察图像演示,得出结论:
1.函数(a≠0)自变量x的取值范围是全体实数,由可知当a>0时,函数值y≥0;当a<0时,函数值y≤0。
2.函数(a≠0)的图像是以原点为顶点,以y轴为对称轴的一条抛物线,当a>0时,开口向上;当a<0时,开口向下。
3.通过观察动态图像可以看到a>0时,当x<0时,y随x的增大而减小;当x>0时,y随x的增大而增大。a<0时,当x>0时,y随x的增大而减小;当x<0时,y随x的增大而减小。合在一起比较,|a|越大,图像开口越窄;|a|越小,图像开口越宽。
二、用几何画板演示二次函数中参数b的变化对函数曲线变化的影响
用几何画板作一个将系数b设计成一个可调节的参数的二次函数图像,通过b的变化动态展示图像的变化规律。
作图步骤如下:
1.在菜单栏上选择[图表]菜单,在下拉菜单中选择[定义坐标系]命令,在画板上创建坐标系。
2.在x轴上构造一个点A,过A作x轴的垂线,在垂线上构造一个任意点b。
3.选取b点,在菜单栏上选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[纵坐标]命令,求出b点的纵坐标。
4.在x轴上构造一任意点C,选择点C,在菜单栏上选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[横坐标]命令,求出C点的横坐标。
5.在菜单栏中选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[度量]命令,在弹出的计算器中设置表达式后,单击[确定]按钮,计算出的值。
6.依次选取和,在[图表]菜单中选择[绘制点],绘制出函数曲线上的点D。
7、同时选择点C和点D,选择[构造]菜单下的[轨迹]命令,构造出动态变化的二次曲线图像,如下图。
作图原理:将点b的纵坐标作为二次函数中系数b的数值来作图,当拖动b点时,点b的纵坐标发生变化,即系数发生变化,即可动态演示系数的变化对函数变化的影响。
根据以上原理,在几何画板中拖动动点b,改变函数中b的数值,观察图像的变化很容易得到如下结论:
1.当b的数值改变时,函数曲线沿着x轴平移。当b>0时,曲线在y轴右方;当b<0时,曲线在y轴左方;当b=0时,y轴是对称轴。
2.通过与的图像进行比较,画的图像可以先画出的图像,然后再左右平移|b|个单位即可。
三、用几何画板演示二次函数中参数a、b、c的变化对函数曲线变化的影响
用几何画板作将参数a、b、c设计成可调节参数的二次函数图像,通过改变a、b、c的数值,观察函数的变化。
作图步骤如下:
1.在菜单栏上选择[图表]菜单,在下拉菜单中选择[定义坐标系]命令,在画板上创建坐标系。
2.在x轴上构造三个点A、B、C,过A、B、C三点分别作x轴的垂线,在三条垂线上分别构造三个任意点a、b、c。
3.同时选取a、b、c三点,在菜单栏上选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[纵坐标]命令,求出a、b、c三点的纵坐标。
4.在菜单栏中选择[度量]菜单,在下拉菜单中选择[度量]命令,在弹出的计算器中设置表达式后,单击[确定]按钮,计算出的值。
5.依次选取和,在[图表]菜单中选择[绘制点],绘制出函数曲线上的点E。
6.同时选择点C和点E,选择[构造]菜单下的[轨迹]命令,构造出动态变化的二次曲线,图像,如下图。
作图原理:将点a、b、c三点的纵坐标分别作为二次函数中系数a、b、c的值来作图,当拖动动点a、b、c时,a、b、c的纵坐标发生变化,即二次函数中系数a、b、c的值发生变化,即可动态演示a、b、c的值发生变化时函数的变化情况。
通过在“几何画板”中观察演示,可直观地看到a、b、c三个参数的变化对图像的影响:
参数a影响曲线的开口方向,当a>0时,函数曲线开口向上,当a<0时,函数曲线开口向下。
参数b使曲线左右平移,当b>0时,函数曲线向右移动b个单位;当b<0时,函数曲线向左移动b个单位。
参数c使图像上下平移,当c>0时,函数曲线向上移动c个单位;当c<0时,函数曲线向下移动c个单位。
四、小结
利用“几何画板”可以给我们提供一个进行数学实验的环境,如有条件可让学生在老师的指导下进行作图实验,在作图过程中观察图像的变化,让学生成为学习活动的参与者,积极探索不断构建自身的知识体系,充分利用“几何画板”的丰富的图像动态演示功能,寻找“几何画板”与课堂教学的结合点,使我们的数学教学课堂更生动,解决教学难点更轻松。