【课堂实录】正比例函数与一次函数(2)(七下)

教学目标:

A类:独立完成挑战单,(1)根据一次函数解析式绘制图象;(2)归纳作图步骤。

B类:通过课堂对话达成共识:(1)一次函数y=2x+1图象是一条直线;(2)一次函数y=kx+b(k≠0)的图象是一条直线。

C类:讨论y=kx+b(k=0)和x=a的图象,命名常函数;讨论是否所有直线都是一次函数图象;一次函数观念得到进一步发展,为进一步探索一次函数图象的规律做好准备。


第一板块:遭遇问题

课前挑战:

1.在平面直角坐标系中做出一次函数y=2x+1的图象(纵横坐标刻度保持一致),并思考回答:

(1)作图步骤是什么?

(2)图象上哪些点比较关键?为什么?

(3)y与x之间具有怎样的变化关系?

(4)y=2x+1的图象一定是“一条直线”吗?为什么?

2.在平面直角坐标系中做出一次函数y=-x+3的图象(纵横坐标刻度保持一致),并思考回答:

(1)作图步骤是什么?

(2)图象上哪些点比较关键?为什么?

(3)y与x之间具有怎样的变化关系?

(4)y=-x+3的图象一定是“一条直线”吗?为什么?

3.请提出你感兴趣的新问题。

典型问题:

1.作图过程中出现一些基础性问题:①大多数学生虽然意识到要给定x的值,确定对应的y值,再以此数对为坐标进行描点作图,却没有主动列表格整理数据;②求取x,y的对应数值时出错,甚至把x的值与y的值颠倒;③思维定势:原点一定在图象上,画出折线。

2.因为作图出现了一些问题,所以有大约四分之一的学生认为y=2x+1的图象不一定是直线,或不是直线。认为其图象是直线的学生,有的没有给出明确的解释,有的认为自己已经画出直线了,无需解释,有的用函数的定义解释,“因为每个x的值都对应唯一确定的y值”。


第二板块:课堂对话

师:给出一次函数解析式y=2x+1,你能画出它的图象吗?

生:能!

师:请看这个图象画得对不对?为什么?

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生1:他画的不对,应该是一条直线。

师:为什么?

生2:根据解析式,x=0时,y=1,图象应该过(0,1)点,而原点坐标是(0,0)。

师:看来描点作图的过程中出了点小问题,把这个点改过来(如下图),函数图象一定是一条直线吗?

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生1:是!

(一部分学生比较确信,一部分学生显得不太确定。)

师:为什么呢?

生2:我描了7个点,它们正好都在一条直线上啊!

师:大家同意吗?

生3:函数图象上有无数个点,你只描了7个,不能证明它就是一条直线。

生1:我觉得给这个解析式减去一个1就变成正比例函数了,正比例函数就是一条直线。

生3:你怎么证明正比例函数就是一条直线?

生1沉默。

师:y=2x+1的图象上有无数个点,大家同意吗?

生:同意!

师:要想说明它是一条直线,你可以怎么做?

生:再多描点吧!

生:可是我的纸只有这么大,画也画不完啊!而且手画总是有误差的。

生:可以用电脑画!

师:很聪明,我们用几何画板来试试看,让它帮我们尽量多地描点。

演示:给定函数解析式,规定x值从-4起,取值间隔为1,坐标单位刻度为1,描点100个。(学生看得很惊奇。)

师:还需要再多描点吗?

生:需要!

师:刚才我们描的点坐标值都是哪类数?

生:整数。

师:你还想让坐标值取哪类数?

生:分数,小数。

演示:根据学生的意见,将x取值起点调整为-3/7,取值间隔调整为1/3,描点300个。x取值起点调整为-23.461,取值间隔调整为5.796,描点500个。

师:你觉得够了吗?还用再描吗?

生:够了,不用了。y=2x+1的图象就是一条直线。

生4:可是你并没有描出所有点!

生:怎么可能全都描出来呢?根本不可能啊!

师:很显然,尽管我们已经描了很多点,但是并没有描出函数图象上的所有点,这根本不可能做到。但是绝大部分同学已经确信,它的图象就是一条直线。请问,这个猜想能不能被清晰、严谨地推理证明出来呢?

生:好像不能吧?

师:那我们能不能承认y=2x+1的图象就是一条直线?

生:能!

生:不能!

师:如果我们无法证明它是对的,又要承认它是对的,那就意味着它是“定理”还是“公理”?

生:哦,它是“公理”!“公理”是无法证明的,是不证自明的。

师:是的。我们通过大量描点画图,已经清晰地直观地感受到它就是一条直线,但是它不能被严谨地证明,这时候,如果我们承认它的“合法性”,它就叫作“公理”。如果它可以被清晰地证明,它就叫什么?

生:定理!

师:也就是说,它是通过画图、几何直观得到的结论,是无法证明的。如果你心里仍然不踏实,仍然不确信它就是一条直线,可以怎么办?

生:继续多描点!

师:是的!因为无法推理证明得到,只能通过几何直观,多描点,直到你能清晰地感觉到,“看”到,它就是一条直线!请问:谁的图象是一条直线?

生:y=2x+1。

师:y=2x+1是什么?

生:是一条直线。

生:是一次函数。

师:从数的角度讲,它是什么?

生:一次函数。

师:从形的角度讲,它是什么?

生:一条直线。

师:承认y=2x+1的图象是一条直线,有什么好处?我再画它的图象还需要描那么多点吗?

生:不用了,只要两个点就行,因为“两点确定一条直线”啊!

生:那画图过程就简化多了!

师:在此基础上,你还什么新发现,或者提出什么新问题?

生:y=-x+3的图象也是一条直线!因为我也描点画了。

师:对呀,我们刚才只研究了y=2x+1的图象,另一个一次函数y=-x+3也是一条直线吗?

生:是!

师:为什么?

生:和刚才一样,通过描点画图,我确信它也是一条直线。

师:你还能提出更具有“一般性”的问题吗?

生:是不是任意一次函数的图象都是一条直线?

师:这个问题太好了!任意一次函数y=kx+b(k≠0)的图象一定是一条直线吗?

生:是!

(有的学生不确信。)

师:如果是,它是“公理”还是“定理”?

生:“公理”,因为不能证明。

师:既然是“公理”,那就仍然要靠什么呀?

生:多画图。

师:对,要靠“几何直观”!y=kx+b(k≠0),k可以取哪些类型的数?b可以取哪些类型的数?

生:只要k≠0就行,取正数、负数都可以,分数、小数、整数都行。b没有限制,任意有理数都行。

师:现在每个人独立写一个一次函数,每个人都来画图。

学生画图,涉及k,b的不同取值情况,如:y=3x+2,y=0.5x+6,y=-5x-2,y=-1/3 x+1等。发现的有个别图象不是直线的,及时讨论,有计算错误或其他原因出错。

师:现在你是否确信任意一次函数的图象都是直线?

生:确信!

生:不确信。

师:不确信的话怎么办?

生:再画其他一次函数。还可以用电脑画。

老师再次用几何画板演示作图,先确定一个k值不变,改变b的值;再确定一个b值不变,改变k的值,图象都是直线。

师:你确信y=kx+b(k≠0)的图象是直线吗?

生:确信!

第三板块:拓展延伸

师:y=kx+b,当k=0时,它的图象是直线吗?

生:那就不是一次函数了。

生:y=kx+b,当k=0时,就变成y=b了。

师:没错,这时候它的确不是一次函数了,不是一次函数也没关系呀!现在的问题是,它的图象是不是一条直线呢?

生:是!是一条与y轴垂直的直线,垂足就是(0,b)点。

师:你能画出来吗?

学生板图:

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师:大家同意吗?

生:这是b为正数的情况,b也可以是负数呀!b为负数,图象就在x轴下面了。

师:b可以是正数、负数,还可以是什么数?

生:还可以是0!

师:b取0的话,也就是y=0了,图象是什么?

生:还是直线,就和x轴重合了!

师:y=b不是一次函数了,它是不是函数?

生:是。

师:它应该叫什么函数呢?b是什么数?

生:任意数。

生:常数。

师:y等于一个常数,那么这个函数叫什么函数?

生:常数函数?

师:差不多就是这个意思,我们叫它“常函数”。常函数的图象什么样?

生:垂直于y轴的一条直线。

师:x=a,a为常数,它的图象又是什么样的呢?

生:垂直于x轴的一条直线,垂足就是(a,0)点。

生5:它还是函数吗?x等于一个常数,一个x的值对应无数个y的值,不符合函数定义了。

师:刚才大家通过“几何直观”已经得到一个“公理”,任意一次函数的图象都是直线。那么,平面直角坐标系中的任意一条直线都是一次函数图象吗?

生:不是。垂直于y轴的直线是常函数的图象。

生:还有垂直于x轴的直线也不是,它不是函数。

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