Розробка уроків з теми: «Квадратична функція» (9 клас)
вчителя математики загальноосвітнього НВК №4 м. Бердичева Рудої Людмили Миколаївни |
Система навчальних занять
з теми „Квадратична функція”.
Тема вивчається в 9-му класі з поглибленим
вивченням математики в І семестрі.
Урок №1-2.
Урок з теми: Квадратична функція, її графік та властивості.
Мета: Розширити відомості про квадратичну функцію: сформувати навички побудови графіка; вміння формулювати властивості функції; застосовувати властивості функції до розв’язування задач; розвивати графічні навички.
Тип уроку: Урок формування і вдосконалення вмінь та навичок.
Обладнання: Заготовлені системи координат (на ватмані).
Орієнтовний план і методи проведення уроку.
Хід уроку.
І. Учитель повідомляє учням, що математика вивчає оточуючий світ за допомогою абстрактних моделей, в яких реальні величини замінюють математичними поняттями. Значна роль належить поняттю функції. Квадратична функція саме та, яка частіше інших використовується в будівництві та архітектурі, тому сьогодні на уроці перед нами поставлено завдання – розширити відомості про квадратичну функцію.
ІІ. Актуалізація опорних знань.
У даній ситуації використовую інтерактивну технологію „Мікрофон”. „Мікрофон” надає можливість усім сказати (в даному випадку вказати властивості заданої графічно функції), по черзі висловлюючи свою думку.
Правила проведення цієї форми такі:
а) область визначення функції;
б) область значень функції;
в) найбільше, найменше значення функції;
г) перевірити функцію на парність, непарність;
д) нулі функції;
е) проміжки зростання і спадання функції;
є) проміжки знакосталості функції.
мал. 1
На малюнку 2 зображені графіки функцій, задані формулами. Учням пропонуються функціональні залежності. Для кожної функції вказати відповідний графік, назвати координати вершини параболи.
мал. 2
Функціональні залежності: у = (х + 2)2 – 2; у = (х – 2)2 – 1; у = -(х + 1)2 + 2.
Методика проведення інтерактивної технології „Мікрофон”:
Відповіді до запропонованих завдань.
Малюнок №1
а) х є [-8; 8];
б) х є [-4; 6];
в) ymax = 6; ymin = -4;
г) функція парна;
д) х1 = -7; х2 = -2; х3 = 2; х4 = 7;
е) f(x)↑, x є [-5; 0] U [5; 8];
f(x)↓, x є [-8; -5] U [0; 5];
є) y > 0, x є (-8; -7) U (-2; 2) U (7; 8);
y < 0, x є (-7; -2) U (2; 7).
Малюнок №2
а) у = (х – 2)2 – 1; б) у = -(х + 1)2 + 2; в) у = (х + 2)2 – 2.
(2; -1) ; (-1; 2) ; (-2; -2).
ІІІ. Виклад нового матеріалу.
Запишемо загальний вигляд квадратичної функції у = ах2 + bх + c.
Виділимо із тричлена ax2 + bx + c повний квадрат (можна викликати учня до дошки).
Ми отримали вже відому формулу вигляду у = а(x – m)2 + n, де m = ;
n = .
Значить, графіком функції у = ах2 + bx + c є парабола, вершиною якої є точка
(m; n), де m = ; n = .
Віссю симетрії є пряма x = m, паралельна до осі ординат.
При a > 0 гілки напрямлені вгору;
при a < 0 – вниз.
Алгоритм побудови графіка
квадратичної функції.
Наприклад: y = x2 – 5x + 6
n = 2,52 – 5 * 2,5 + 6 = -0,25.
Вершина має координати (2,5; - 0,25).
x2 – 5x + 6 = 0
x1 = 2; x2 = 3. (2; 0); (3; 0)
(0; 6)
Властивості:
f(x)↓ x є (-∞; 2,5]
f(x) < 0 x є (2; 3)
ІV. Організація діяльності учнів для закріплення нового матеріалу. (робота в групах – розсажені на початку уроку).
Кожна група отримує картку із завданням, в якому потрібно дослідити квадратичну функцію, побудувати графік і описати властивості. (графік зображується на заготовленій системі координат).
Рекомендовані завдання:
V. Підведення підсумків і оцінювання результатів роботи.
Наступний урок (продовження).
Підтема: Застосування знань по темі „квадратична функція” до розв’язування вправ.
Тип уроку: Урок закріплення та застосування знань, умінь та навичок.
Хід уроку.
І. Робота біля дошки.
1. За видом графіка функції y = ax2 + bx + c визначте знаки коефіцієнтів a, b, c. Оберіть правильне твердження.
А |
Б |
В |
Г |
Д |
|||||
|
a > 0 b > 0 c > 0 |
|
a > 0 b < 0 c > 0 |
|
a > 0 b < 0 c > 0 |
|
a < 0 b < 0 c < 0 |
|
a < 0 b > 0 c < 0 |
Розв’язання.
ax2 + bx + c = 0 | : a
x2 + x + = 0
За теоремою Вієта x1* x2 =
x1 * x2 > 0 (по графіку)
> 0 с < 0 або x = 0; y = c < 0 (по графіку)
x1 + x2 > 0 (по графіку)
- > 0 < 0 b > 0
Відповідь: Д.
2. Парабола, що є графіком квадратичної функції y = ax2 + bx + c, має верщину в точці М (2; 1) і проходить через точку К (-1; 5). Знайти значення коефіцієнтів a, b і с.
Розв’язання.
Запишемо формули знаходження координат вершини параболи.
m = - = 2; n = = 1
Складаємо систему трьох рівнянь.
ІІ. Інтерактивна технологія „Мозаїка”.
Методика проведення технології „Мозаїка”:
а) клас ділиться умовно на групи залежно від того, якого кольору картку він витягне;
б) заздалегідь готуються картки різного кольору з написаними на них завданнями;
в) кожна картка має не тільки свій колір, а й номер.
г) група разом розв’язує свої завдання, можлива допомога вчителя;
д) коли завдання розв’язані, утворюються нові групи (за номерами). Всі перші номери – це одна група, учні з картками №2 – це друга група і т. д.
е) відбувається спілкування в новій групі, кожен учень розказує про свої завдання, навчає інших, записи ведуться на картках;
є) коли роботу закінчено, учні повертаються в попередні групи (за кольором) і обговорюють почуте;
ж) підводиться підсумок уроку.
Червоні картки:
Сині картки:
Жовті картки:
Білі картки:
а) f(-1); f(3).
б) значення х, при яких f(x) = 2; f(x) = 3; f(x) = -6.
ІІІ. Підведення підсумків, оцінювання результатів уроку.
Учні повідомляють, чому навчилися на уроці. Учитель орієнтує учнів на практичне застосування теми на наступному уроці.
ІV. Домашнє завдання.
Збірник (А. Т. Мерзляк, В. Б. Полонський, Е. М. Рабінович, М. С. Якір)
Стор. 113 №89; 92; 97; 102.
Урок №3.
Урок з теми: Застосування властивостей квадратичної функції в будівництві та архітектурі.
Мета: Формування вмінь та навичок використання властивостей квадратичної функції в практичній діяльності людини. Розвиток творчих здібностей учнів. Вироблення вмінь знаходити математичні закономірності в навколишньому світі.
Обладнання: Калькулятор, таблиці з умовами задач, дидактичні матеріали.
Форма проведення уроку: Урок-практикум.
Тип уроку: Урок закріплення та застосування знань, вмінь, навичок.
Епіграф уроку: „Математика й техніка впливають на наше духовне життя і настільки, що ми рідко можемо це уявити собі повністю”.
Ван дер Варден Барти Лендерт
(голландський математик ХХ ст.)
Хід уроку.
І. Мотивація навчальної діяльності учнів. Повідомлення теми, мети, завдань уроку.
Ще у 1931р. видатний математик, механік, кораблебудівник Олексій Миколайович Крилов (1863-1945) писав: „Тепер математика так проникла в техніку всіх галузей будівельної справи, всіх галузей машинобудування, суднобудування, побудови літальних апаратів, артилерійської справи, електротехніки, оптики й ін., що не можна собі й уявити жодної споруди, яку не було б попередньо розраховано”.
У практичній діяльності людини математика має велике значення як прикладна наука, зокрема в будівництві та архітектурі.
Багато розрахункових задач цих галузей зводяться до розв’язування квадратних рівнянь, нерівностей, використання властивостей квадратичної функції. Сьогодні на уроці ми розглядаємо практичне застосування властивостей квадратичної функції в будівництві та архітектурі, будемо продовжувати шукати математичні закономірності в навколишньому світі.
ІІ. Актуалізація опорних знань.
а) Фронтальна бесіда.
1) Сформулюйте означення квадратичної функції.
2) Як називається графік квадратичної функції?
3) Який напрям мають вітки параболи залежно від значень коефіцієнта а?
4) Якою формулою можна задати функцію, графік якої зображено на малюнку 1.
мал. 1
б) Усні вправи.
1) Графік квадратичної функції – парабола з вершиною в початку координат, що проходить через точку А (6; -3). Задати цю функцію формулою.
2) Графік квадратичної функції – парабола з вершиною в точці С (0; 4), що проходить через точку D(5; 54). Задати цю функцію формулою.
ІІІ. Розв’язування творчих завдань.
Задача №1.
На малюнку 2 зображено міст, опорна арка якого має форму параболи. Скласти рівняння цієї параболи, якщо висота арки H = 5 м. і найбільша ширина її L = 20 м.
мал. 2
Колективне обговорення.
(20 : 2 = 10 м)
А(10; -5)
y = ax2
-5 = a * 102
a = = - 0,05
y = -0,05х2
Задача №2.
Ланцюги, які підтримують міст, що вісить, мають форму параболи ACB
(малюнок 3). Кінці ланцюгів закріплено в точках A і B на опорах AA' і ВВ' висотою 30 м. Довжина прогону А'В' = 200 м. Найменша висота ланцюгів над мостом ОС = 5 м. Знайти довжини підвісних тросів (вертикальних стержнів, що з’єднують міст з ланцюгами), якщо відомо, що вони розташовані на однаковій відстані один від одного.
мал. 3
Учні колективно розв’язують задачу.
Виберемо систему координат так, щоб вісь ОХ пройшла вздовж моста, вісь ОY – по осі симетрії параболи. Тоді парабола буде графіком квадратичної функції y = ax2 + c,
а > 0. Довжини підвісних тросів відповідатимуть ординатам точок М1, М2, М3 параболи. Знайдемо коефіцієнти а і с. Вершиною параболи є точка С (0; 5) (за умовою ОС = 5 м)
с = 5.
Знайдемо координати точки А.
А'В' = 200 (м), ОА' = 200 * = 100 (м), АА1 = 30 м, А (100; 30). Точка А належить параболі. Підставимо координати точки А (100; 30) в рівняння y = ax2 + 5
30 = a * 1002 + 5 a = 0,0025
Рівняння параболи y = 0,0025x2 + 5
Абсциси точок М1, М2, М3 дорівнюють відповідно, x1 = = 25; x2 = 25 * 2 = 50; x3 = 25 * 3 = 75, отже, ордината точки М1 дорівнює: y1 = 0,0025 * 252 + 5 6,56 (м)
y2 = 0,0025 * 502 + 5 = 11,25 (м)
у3 = 0,0025 * 752 + 5 19,06 (м)
Відповідь: 6,56 м; 11,25 м; 19,06 м.
ІV. Практична робота під керівництвом учителя.
Учні діляться на дві групи.
До першої групи входять учні, які планують виконати завдання самостійно, до другої – учні, які будуть виконувати задачу за даним алгоритмом.
Завдання.
На малюнку 4 зображена мостова форма, у якої лінія АСВ – дуга параболи з вершиною С. Довжина прогону АВ = 84 м, ОС = 12 м; прогін поділено на 6 рівних частин. Знайти довжини вертикальних стояків форми.
мал. 4
Алгоритм розв’язування задачі.
(y = ах2 + с, а < 0, с = 12, y = ах2 + 12).
(0 = а * 422 + 12, а = ).
(у = х2 + 12)
(у1 = * 142 + 12; у1 = 10,67).
(х2 = 14 * 2 = 28; у = * 282 + 12 6,67 м).
V. Домашнє завдання.
Збірник (Мерзляк, Полянський, Якір).
VІ. Підбиття підсумків.
„Сьогодні на уроці ми застосували набуті знання з математики в практичній діяльності, використовували властивості квадратичної функції в архітектурі та будівництві. Ми ще раз упевнилися в тому, що математичні знання необхідні в нашому житті на кожному кроці”.
Урок №4.
Урок з теми: Побудова графіків функцій, що містять знак модуля.
Мета:
Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу.
Форма проведення уроку: Урок-лекція.
Тривалість заняття: 1 урок (45 хв.)
Наочність: Варіанти тестових завдань.
Учні повинні знати: означення функції, область визначення функції, властивості (парність, непарність, монотонність); теоретичний матеріал щодо побудови графіків, які містять знак модуля.
Учні набуватимуть навички: застосування розглянутого матеріалу до побудови графіків функцій.
План уроку.
Хід уроку.
І. Організаційний момент.
Учні отримують аркуш паперу із заготовленими завданнями. Учитель називає час, який відводиться на виконання завдань. (12 хвилин).
ІІ. Повторення вивчених теоретичних положень у вигляді тестових завдань.
(4 варіанта).
Тестові завдання 1-10 містять по п’ять варіантів відповідей, з яких тільки одна – правильна.
А |
Б |
В |
Г |
Д |
|
|
|
|
|
Знайти g(-3)
А |
Б |
В |
Г |
Д |
-3 |
-9 |
-8 |
8 |
інша відповідь |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
3 і 4 |
3 |
3 і 1 |
1 |
інша відповідь |
f(x) =
А |
Б |
В |
Г |
Д |
(-4; 4) |
[4; +∞) |
(4; +∞) |
(-∞; 4] |
(-∞; 4) |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
|
|
|
|
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
(1; 0) і (3; 0) |
(-1; 0) |
(0; 3) |
(1; 3) |
інша відповідь |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
|
|
|
|
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
(0; 0) |
(0; 3) |
(3; 0) |
(0; 0); (3; 0) |
інша відповідь |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
y = x2 – 5 |
y = 2x2 – 5 |
y = 2x2 + 5 |
y = x2 + 5 |
інша відповідь |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
(-1; -1) |
(-5; -5) |
(-1; -1); (-5; -5) |
(-1; -5) |
інша відповідь |
ІІІ. Оголошення теми уроку.
„Побудова графіків функцій, що містять знак модуля”.
IV. Пояснення нового матеріалу.
Матеріал викладаю лекційним методом із складанням таблиці. Учні ділять зошит на дві частини. В першій записують правило, за яким будується графік, в другій – самостійно виконується завдання. Через 1-2 хвилини учень або учитель пропонує правильну відповідь. Учні отримують додаткові бали, які додаються до балів, одержаних під час тестування.
№ п/п |
Правило (говорить учитель) |
Графік (самостійно) |
1. |
Щоб побудувати графік функції y = f(|x|), потрібно побудувати графік функції f(x) для х ≥ 0 і отриманий графік симетрично відобразити відносно осі „OY”. |
|
2. |
Щоб побудувати графік функції y = |f(x)| потрібно побудувати графік функції y = f(x) і та частина графіка, яка над віссю „OX” залишається без змін, а та частина графіка, яка під віссю „OX” відображається відноно осі „OX”. |
|
3. |
Щоб побудувати графік функції y = |f(|x|)| потрібно побудувати графік функції f(x), слідуючий f(x), і в кінці y = |f(x)|. |
|
4. |
Щоб побудувати графік функції |y| = f(x) спочатку будуємо графік y = f(x) і та частина графіка, яка розміщена під віссю OX відкидаєтья, а та яка над віссю OX симетрично відображається відносно осі OX. |
|
5. |
Щоб побудувати графік залежності |y| = f(|x|) спочатку будуємо графік f(|x|), а потім |y| = f(|x|) (див. п. №4) |
|
6. |
Щоб побудувати графік функції |y| = |f(x)|, спочатку будуємо y = |f(x)| і отриманий графік симетрично відображаємо відносно осі OX. |
|
7. |
Побудова графіка функції |y| = |f(|x|)|. (Самостійне дослідження). |
|y| = |x2 – 6|x| + 5| |
V. Розв’язування вправ.
Побудувати графіки функцій.
1) y = |-x2 + 6x - 8|
2) |y| = x2 – 5x + 6
3) y = -x2 + 4|x| – 5
4) |y| = |-x2 + 4x - 5|
VI. Підбиття підсумків уроку.
Якщо при поясненні нового матеріалу учні пропонували правильні відповіді, то отримані бали додаються до балів, отриманих за тестові завдання. Підрахувати кількість балів можна після перевірки тестів.
VIІ. Домашнє завдання.
А) у = |3x + 5|
Б) |y| = 3x + 5
В) |y| = x2 + 4|x| – 8
А) у =
Б) Збірник (Мерзляк, Полонський, Якір)
Урок №5-6.
Урок з теми: Функції. Властивості функцій. Перетворення графіків функцій.
Мета:
Учні повинні знати: означення функції, область визначення і область значень функції, властивості функції (парність і непарність, монотонність), основні елементарні функції, їх графіки і властивості, правила перетворення і побудови графіків функцій.
Учні повинні вміти: знаходити область визначення, область значень, нулі функції, проміжки знакосталості і монотонності, будувати графіки функцій.
Учні набуватимуть навики: застосування властивостей функцій до побудови графіків функцій.
Тип уроку: узагальнення та систематизація знань.
Форма проведення уроку: гра „Математичне лото”.
Тривалість заняття: 2 уроки (90 хв.)
Наочність: конверти із завданнями.
Епіграф уроку: „Математика цікава тоді, коли дає поживу нашій винахідливості й здатності до міркувань”.
Д. Пойа.
Організація гри.
Для кожної з п’яти команд необхідно заздалегідь приготувати по два цупкі аркуші паперу, щоб на одному з них (лише з одного боку) був кольоровий малюнок, на фоні якого зображена система координат з побудованим графіком функції. Ці аркуші потрібно розкреслити на 25 рівних частин. На одному аркуші (основі) кожна картинка нумерується і у ній записуються завдання, а на іншому листі (з малюнком) на чистій стороні – відповіді до цих завдань. Цей другий лист розрізається на прямокутники, фрагменти малюнка змішуються, формуються п’ять пакетів по п’ять карток у кожному. Окрім цього для кожної команди ще слід підготувати третій цупкий лист паперу, про роль якого скажу пізніше. Важливо, щоб кожний пакет і картки у ньому мали свій порядковий номер.
1 |
6 |
11 |
16 |
21 |
2 |
7 |
12 |
17 |
22 |
3 |
8 |
13 |
18 |
23 |
4 |
9 |
14 |
19 |
24 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
Це основа, у клітинках якої записані завдання. (зворотній бік листа чистий).
У клітинах цього листа записані відповіді. На звороті малюнок.
До цього уроку учні мають повторити весь теоретичний матеріал з даної теми, а також переглянути всі практичні завдання, які вони виконували по темі.
Хід уроку.
І. Організаційний етап. Оголошення теми і мети уроку.
Учні займають місця по периметру класу. В центрі класу – „ігрові столи”. Вчитель оголошує тему уроку. Метою уроку є підготовка до контрольної роботи.
ІІ. Повторення, узагальнення і систематизація основних теоретичних положень
(І тур гри).
У І турі беруть участь усі учні класу. Учитель виводить на екран запитання і зачитує його. Учень, який першим правильно відповідає на нього, стає учасником ІІ туру. Учні, які відповіли на першу п’ятірку запитань, потрапляють до різних груп і т. д. Якщо на чергове запитання не знає правильної відповіді жоден з учнів, що залишилися, то повторне право відповіді має учень, що вже потрапив до ІІ туру. У разі правильної відповіді він може надати право участі у ІІ турі своєму однокласнику і, якщо є вільне місце, зарахувати його до своєї команди. Таким чином набирається п’ять команд по п’ять осіб у кожній. Оскільки першими відповідають, як правило, найкраще підготовлені учні, то в результаті утворюються гетерогенні групи. Бажання надати місце у своїй команді друзям буде стимулювати активність учнів, які вже потрапили до ІІ туру. Решта стають помічниками учителя: з них призначаються п’ять спостерігачів (по одному на кожну команду) і два-три ведучих гри.
Завдання І туру.
ІІІ. Вироблення вмінь та навичок (ІІ тур гри).
Один із ведучих зачитує одне завдання командам (заготовлені на дошці під час першого туру). (інші завдання закриті). Учні – члени команд – уважно слухають, при потребі письмово розв’язують завдання. Відповідь міститься на картці тільки одного (!) із членів кожної команди. Тоді цю картку віддають спостерігачеві, який повинен її покласти на відповідну клітинку таблиці – основи кольоровою стороною до нього, а відповіддю – назовні. Якщо одночасно у кількох членів однієї команди знайшлася картка з „правильною” відповіддю (що неможливо!), то вони мають право на обговорення (до звукового сигналу). Коли один з учасників обговорення переконав команду у своїй правоті, то він віддає спостерігачеві свою картку. Якщо ж під час обговорення учасники групи не прийшли до спільної думки, то відповідна клітинка таблиці залишається порожньою і команда втрачає шанси на перемогу. Так, ведучі зачитують всі 25 завдань, а таблиці кожної команди поступово вкривають картки з відповідями. Тоді спостерігач кожної команди накриває таблицю третім аркушем і обережно перевертає все на інший бік.
Завдання ІІ туру.
ІV. Розв’язування творчих вправ. (ІІІ тур гри – супергра)
Якщо зняти верхню основу, то всі побачать п’ять чудових кольорових картин, на тлі яких зображена система координат, в якій побудовано графік функції (за умови, що всі учасники команд правильно розв’язали завдання). В третьому турі командам пропонується розшифрувати цей графік. Кожній команді пропонується аналітичний вигляд відповідної функції.
І команда: y = (|x| – 1)2 + 1
ІІ команда: y = 2 –
ІІІ команда: y = |2 – |
ІV команда: y = |x2 – |x| – 6|
V команда: |y| = |x2 – 7x + 10|
V. Підбиття підсумків.
Спостерігачі знімають верхню основу і під контролем учителя оцінюють результати гри. Якщо картина складена правильно, то всі члени команди мають по 10 балів. Якщо ж є помилка, то це легко виявити за карткою. Та картка, що псує зображення, вилучається. Картка пронумерована, а отже, відомий учасник гри, що припустився помилки. За це йому знижується оцінка. За порожні клітинки знижується оцінка всім гравцям команди. Якщо команда правильно побудувала графік, то всім гравцям додається по 2 бали. Підраховується сума балів для кожної з команд і оголошуються переможці гри. Вчитель виставляє оцінки відповідно до результатів кожного учасника гри.
VІ. Домашнє завдання.
№1. Знайти область визначення функції.
а) f(x) = ;
б) y = .
№2. Чи є парною або непарною функція, задана формулою.
а) y = ;
б) y = x7 – 3x5.
№3. Побудувати графіки функцій.
а) y = (x + 2)2 – 1
б) y = ;
в) y = ||.