前 言
当今时代,科技进步日新月异,伴随着计算机和网络技术的出现、发展和广泛应用,人们的生活方式、工作方式等正在发生着巨大的变化。《普通高中数学课程标准(实验)》(以下简称《标准》)指出:现代信息技术的广泛应用正在对数学课程内容、数学教学、数学学习等产生深刻的影响.提倡利用信息技术来呈现以往教学中难以呈现的课程内容,尽可能使用科学型计算器以及各种数学教育技术平台,加强数学教学与信息技术的结合.鼓励学生运用计算机、计算器等进行探索和发现.
图形计算器被喻为“移动的数学实验室”,它携带方便、使用、价格也相对便宜。随着图形计算器的使用进入中学数学课堂,它的出现和广泛应用对教学情景创设、教学内容选择、教学过程优化、教学方法创新都有了巨大的变化。 CASIO fx-9750GA PLUS图形计算器是一个适合于教师“教”和学生“学”的工具,它携带方便、学习容易、操作简单、功能强大,适用于各种数学内容的“教”和“学”.
CASIO fx-9750GA PLUS主要有以下几个重要特征:
1.强大的代数运算功能,它几乎囊括了中学所需要的各种代数运算,如:代数式的化简、求值,因式分解,解方程,求导,不定积分,定积分等;
2.较强的几何作图功能,不仅能以函数表达式、参数形式、极坐标、3D等多种方式自动绘出函数图象,还提供了让操作者根据需要自己绘制图形的功能;
3.具有编程、统计等功能.
使用CASIO fx-9750GA PLUS,在数学学习中可以做到:
1.帮助多角度地思考数学问题,亲眼“看见”解决方案的多样性;
2.自己亲自动手做数学,“体验”数学的实验特性.
以上两点无疑都体现了《标准》的要求,因此,使用CASIO fx-9750GA PLUS进行“教”和“学”,能够更好的实现《标准》的理念.
为了适应课程改革对信息技术的要求,帮助学生更好的理解和掌握这些新增内容,也希望能够帮助数学教师更好的使用信息技术,配合人民教育出版社出版的《普通高中标准实验教科书必修1》(以下简称《必修1》),作者编写了这本书. 本书与《必修1》教材同步,共分为3章,共8节.
本书的编写方式采用了“任务驱动”、“问题教学”的方法,以问题的操作过程为载体介绍CASIO fx-9750GA PLUS的各种功能.这些问题的内容一般直接来自教材,并与教材同步,使读者通过自己的操作加深对教材内容的理解和掌握.每一节的问题前面有本节内容需要的知识基础,问题后有探究和创新,最后还有相关练习.每一个问题的文本部分都由操作步骤、学习与发现构成.编者是一边制作,一边写操作步骤的.为了方便读者的操作,在一些步骤中及时给出提示,这些提示往往是一些注意事项和操作小技巧等,都是编者在操作中的体会,方便实用.问题后面往往还附有说明,其中包含一些常用菜单或解释等,便于读者查询.本书中配有大量图片,这些图片是编者在操作过程中的同步场景,便于读者在操作时对照学习.
本书的每一章节都包含了教材中涉及到的,能够用CASIO fx-9750GA PLUS进行配合学习的所有内容,有些问题还给出了不止一种的解决方法.旨在通过各种解决方法体现不同的数学知识和方法,并尽量多得体现出CASIO fx-9750GA PLUS的各种功能.
参加本书编写的有张萍、季人杰、孙风建、张玮、陶维林。
感谢卡西欧(上海)贸易有限公司的大力支持.
由于时间仓促,水平有限,缺点错误在所难免,恳请读者不吝指正. 联系E-Mail: 编者
2007年11月
目录
第一章 集合与函数概念
1.1 集 合...........................................................................................1
1.2 函数及其表示............................................................................10
1.3 函数的基本性质........................................................................25
第二章 基本初等函数(I)
2.1 指数函数....................................................................................46
2.2 对数函数....................................................................................54
2.3幂函数..........................................................................................65
第三章 函数的应用
3.1 函数与方程..................................................................................73
3.2函数模型及其应用.......................................................................79
【参考答案】.......................................................................................86
第一章 集合与函数概念
1.1 集 合
【内容与要求】
1.通过实例,了解集合的含义,体会元素与集合的“属于”关系.能选择自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题,感受集合语言的意义和作用.
2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.在具体情境中,了解全集与空集的含义.
3.理解两个集合的交集与并集的含义,会求两个简单集合的并集和交集.能使用Venn图表达集合的关系及运算,体会直观图示对理解抽象概念的作用.
【知识基础】 集合的含义与表示
集合间的基本关系
集合的基本运算 列举法、描述法 子集、真子集、相等 并集、交集、补集
表1
1.集合的含义与表示
列举法:将集合中的元素一一列举出来,并置于花括号内.
描述法:将集合的所有元素都具有的性质表示出来,写成{x|p(x)}的形式.
2.集合间的基本关系
子集:一般地,对于两个集合A与B,如果集合A的任何一个元素都是集合..
B的元素,我们就说集合A包含于集合B,或集合B包含集合A 记作:A?B或B?A。
真子集:如果A?B ,并且A≠B ,则称集合A为集合B的真子集.
记作:A?B 或 B?A.
集合相等:如果两个集合所含的元素完全相同,则称这两个集合相等.
3.集合的基本运算
1
交集:一般地,由所有属于集合A且属于集合B的元素构成的集合,称为A
与B的交集(intersection set),记作A∩B,读作:“A交B”.
并集:一般地,由所有属于集合A或者属于集合B的元素构成的集合,称为A
与B的并集(union set),记作A∪B,读作:“A并B”.
补集:设A?S,由S中不属于A的所有元素组成的集合称为S的子集A的补
集,记作:?sA.
全集:如果集合S包含我们所要研究的各个集合的全部元素,这时将S看作是
一个全集,通常记作:U.
【用图形计算器学数学】
问题1
已知集合A={xx=n,n=m?1,m∈N?且m≤5},问A中有多少个元素,m+1
试用列举法表示集合A.
[操作步骤]
1.进入图表功能
按下入主菜单.利用上下左右键选取标,按
入图1.1-1.
图1.1-1 图1.1-2
2.进入关系式输入模式
按F3(TYPE)后按F1或
2
图1.1-3 图1.1-4
4.设置自变量的起始值以及步长
如图1.1-4所示,依次输入:F5、5、.
5.作出函数值表
按F6DRAW),得到图1.1-5.
图1.1-5 图1.1-6
6.观察表格中y的数值
按向下的方向键,观察图1.1-6,可以看到一共有5个Y2的值,即集合A中
12所有的元素:{0,,0.5,0.6,}. 33
[学习与发现]
因为计算器默认函数自变量为x,应变量为y,故设Y1=x?1,Y2=(x?1)÷(x+1),由m的条件,设定x≤5,x∈N?,则Y2的值即是集合A中的元素.
如果从”形”的角度考虑,
集合A={xx=
看作是函数y=n,n=m?1,m∈N?且m≤5}可以m+1x?1,x∈{1,2,3,4,5}的图象,结果如图1.1-7. x+1
3
图1.1-7
问题2
已知A={x|x=10-3k,k∈N*,x∈N?},B={x|
集合M=AUB.
[操作步骤]
1.进入图表功能
按下进入主菜单.利用上下左右键选取TABLE图标按
入图

1.1-8. 15∈N?,x∈N?},试用列举法表示x
图1.1-8 图1.1-9
提示
如果进入图图1.1-8状态时,发现有残留的解析式,可以按F2(DEL)、F1将里面的解析式清除掉.
2.进入
关系式输入模式
按F3(TYPE)后按F1或
4
说明
用SETx的范围和步长进行设置,“Start”代表x 的起始值,“End”代表x的终止值,步长“Step”代表呈现表格时相近两个x之间差的绝对值.
5.作出函数值表
按F6DRAW),得到图1.1-12.
图1.1-12
5 1.1-13 图
[操作步骤]
1.进入作图功能
按下入主菜单.利用上下左右键选取标按
入图1.1-15.
图1.1-15 图1.1-16
提示
如果进入图图1.1-15状态时,发现有残留的解析式,可以按F2DEL)、F1将里面的解析式清除掉.
2.进入关系式输入模式
按F3( TYPE)后按F1(
6
的值,结果如图1.1-21所示.
图1.1-19 图
1.1-20
7
图1.1-24 图1.1-25
.进入关系式输入模式
按F3( TYPE)后按F1(
82
9
1.2 函数及其表示
【内容与要求】
1.通过丰富的实例,进一步体会函数是描述变量之间的以来关系的重要数学模型,在此基础上学习用集合与对应的语言来刻画函数,体会对应关系在刻画函数概念中的作用;了解构成函数的要素,会求一些简单函数的定义域和值域;了解映射的概念.
2.在实际情景中,会根据不同的需要选择恰当的方法(如图象法、列表法、解析法)表示函数.
3.通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单运用.
【知识基础】 函数的三要素
函数的表示方法 定义域、对应法则、值域 列表法、图象法、解析法
表2
【用图形计算器学数学】
问题1
某种笔记本的单价是5元,买x(x∈{1,2,3,4,5})个笔记本需要y元.试用函数的三种表示法表示函数y=f(x).
方法一:利用表格功能
[操作步骤] 1.进入电子
表格功能
按下,进入主菜单.利用上下左右键选取﹒SHT标按入图1.2-1.
图1.2-1 图1.2-2
10
2.分别输入x的取值和对应的y的取值:
如图1.2-2所示,在A这一列输入x的取值,依次输入123、EXE4、,按向右的方向键,进入B这一列输入y的取值,依次输入:、1、5、2、0EXE
3.作出散点图
按F1(GRPH)、F1(GPH1)过程中出现图1.2-3,结果如图1.2-4所示
.
图1.2-3 图1.2-4
说明
(1)按F6SET)可以进行图象设置
在图1.2-3的基础上,可以看到对同一组数据根据需要可以作三幅图: GPH1——图形1、GPH2——图形2、GPH3——图形3.
图1.2-5 图1.2-6
按下F6SET),系统默认先对“GPH1”进行设置.按向下的方向键使“GRAPH TYPE”处于高亮状态,选择“GPH1”所要作图的类型.按发现有很多图型类型可以选择:
Scat——分布图;
xy——xy直线图;
NPP——正态机率定位;
Hist——直方图
Box——中位值—矩形框图形
11
——平均值—矩形框图形
N.Dis——正态机率分布曲线
Brkn——虚线图
X——线形回归图
Med——中位值—中位值图形
X^2——二次回归图
X^3——三次回归图
X^4——四次回归图
Log——对数回归图
Exp——指数回归图
Pwr——幂回归图
Sin——正弦回归图
Lgst——逻辑回归图
本题我们只要作散点图,按下F1“Scat”作散点图,如图1.2-7所示.使用向下的方向键头,可以选择哪些数据作为x的取值,哪些数据作为y的取值,每设置好一项按确定.
(2)要回到数据编辑界面只要按下即可.
(3) 选择图象中点的形状
按向下的方向键头,使(Mark Tpye)处于高亮状态.图象中点的形状有三种选择:如果按选择第一种点的形状,按再按
GPH1)得到图1.2-8.
图1.2-7 图1.2-8
也可以选择另两种点的形状,如图1.2-9至图1.2-12.
12
图1.2-9 图
1.2-10
图1.2-11 图1.2-12
方法二:利用统计功能
[操作步骤]
1.进入统计功能
按下MENU进入主菜单.利用上下左右键选取标按
入图
1.2-13.
图1.2-13 图1.2-14
2.分别输入x的取值和对应的y的取值
如图1.2-14所示,在LIST1这一列输入x的取值,依次输入:、2、EXE、4EXE、5、按向右的方向键,进入“LIST2”这一列,输入y的取值,依次输入:5EXE1、0EXE1、EXE2、0、EXE、、,结果如图1.2-15所示.
13
图1.2-15 图1.2-16
3.作出散点图
按F1GRAPH)作出y=5x,x∈{1,2,3,4,5}的函数图象,结果如图1.2-16所示.
方法三:利用图表功能
[操作步骤] 1.进入图表功能
按下MENU入主菜单.利用上下左右键选取
标按EXE入图1.2-17.
图1.2-17 图1.2-18
2.进入关系式输入模式
按F3(TYPE)后按F1或
边边边边边边边边
14
EXE
5.作出函数值表
按F6
TABLE)用列表形式表示该
函数,结果如图1.2-21所示.
15
按F6到相对应的散点图,结果如图1.2-25所示.
[学习与发现]
1.函数有三种表示方法:解析式、列表、图象,三种方法有各自的优缺点.
2.画函数图象的基本步骤:写出解析式→列出表格→绘制函数图象
3.函数图象不一定是连续的,有可能是一些孤立的点组成,
主要看自变量的取值是不是连续的.
问题2
已知函数f(x)=+
(1) 求函数的定义域;
(2) 求
[操作步骤]
1.进入作图功能
按下MENU进入主菜单.利用上下左右键选取GRAPH标按
入图1.2-26. 2f(?3),f()的值. 31, x+2
图1.2-26 图1.2-27
说明
1.第一次打开键,里面会呈现上次表格和图象的解析式,如图1.2-27和图1.2-28所示,必须按再按F1出来的解析式删除掉,重新输入解析式后再作图.
16
17
图1.2-33 图1.2-34
5.下面根据图象,给定x值求相应的y值
依次输入:SHIFT、F1Y
-CAL),该过程中会出现图1.2-33和图
1.2-34.
图1.2-35
图1.2-36
输入“-3”,得到f(?3)=?1,结果如图1.2-37和图1.2-38所示.
图1.2-37 图1.2-38
2同理,依次输入、、得到f(
的值, 结果如3
图1.2-39和图1.2-40.
图1.2-39 图1.2-40
提示
如果想重新回到图形界面,只需要按下DRAW)即可.
18
[学习与发现]
定义域是使得函数解析式有意义的自变量的取值范围,要注意根号下面必须满足大于等于0,而分母必须满足不等于0的条件.利用图形计算器可以方便准确地计算出指定点处的函数值.
问题3
用图形计算器作下列函数的图象,并依据图象判断下列哪个函数与函数y=x
x2
相
等,(1)y=,(2)y=y=,(4)y= x2[操作步骤]
在作图功能下,分别输入函数解析式,依次画出各个函数图象.
1. 函
数y=2的图象如图1.2-41所示,可见它的定义域是[0,+∞)与y=x(图象见图1.2-42)的定义域不同,所以它和y=x不是同一个函数.
图1.2-41 图1.2-42
2. 函
数y=图象如图1.2-43所示,它的值域是[0,+∞)与y=x的值域R不同,所以它和y=x不是同一个函数.
19
图1.2-44 图1.2-45
4. 函
数y=的图象如图1.2-45所示,定义域x∈
R,y==x,与函数y=x相同,所以它们是同一个函数.
[学习与发现]
函数有三要素:定义域、对应法则和值域,而值域取决于定义域和对应法则,所有要两个函数相同,只要定义域和对应法则相同就可以,而三要素中只要有一个不同,则两个函数不同.
问题4
某市“招手即停”公共汽车的票价按下列规则制定:
(1)5公里以内(含5公里),票价2元;
(2)5公里以上,每增加5公里,票价增加1元(不足5公里的按5 公里计算). 如果某条线路的总里程为20公里,请根据题意,写出票价与里程之间的函数解析式,并画出函数的图象.
[操作步骤]
1. 进入作图功能
按下入主菜单.利用上下左右键选取标按入图1.2-46. 按再按F1
将呈现出来的解析式删除掉,得到图1.2-47.
图1.2-46 图1.2-47
2. 进入关系式输入模式
按F3( TYPE)后按F1(
20
所示.
3. 输入相关的函数解析式
如图1.2-49所示,依次输入[053、SHIFT、、1、0、、]、4、[、115]SHIFT12
SHIFT]、
图1.2-48 图1.2-49
4.绘制函数图象
按,结果如图1.2-50所示.
21
示此处无定义,我们可以根据函数解析式来作出判断.
3. 分段函数是在定义域的不同部分有不同的对应法则,它是一个函数,因此分段函数的定义域和值域均只有一个.
问题5
画出函数y=x?1的图象.
[操作步骤]
1. 进入作图功能
按下MENU进入主菜单.利用上下左右键选取GRAPH标按
入图1.2-51.
图1.2-51 图1.2-52
2. 进入
关系式输入模式
按F3( TYPE)后按F1(
22
等于0的时候x的值,显示在屏幕的左下方
.
图1.2-55 图1.2-56
[学习与发现]
x?1,x≥1由绝对值的概念,我们知道y=x?1={,所以函数图象如图1.2-491?x,x<1
所示,从图1.2-50中我们还可以知道该函数图象与x轴只有一个交点(1,0).我们在同一个坐标系中再作出函数y=x的图象,如图1.2-51所示,我们回发现它们的形状是一样的,只是与x轴交点的位置不同,y=x与x轴只有一个交点(0,0),因此函数y=x?1的图象可以看作是函数y=x的图象向右平移一个单位得到的,也可以说,函数y=x的图象是由函数y=x?1的图象向左平移一个单位得到的.
【拓展与创新】
画出函数y=x+1+3?x的图象,研究该函数的奇偶性和单调性。
【练习】
1.已知函数f(x)=3x3+2x,
(1)求f(2),f(?2),f(2)+f(?2)的值;
(2)求f(a),f(?a),f(a)+f(?a)的值。
从中你发现了什么?你能解释吗?
2.国内跨省市之间邮寄普通信函,在60克以内每封信函的质量m(单位:克)和对应的邮资p(单位:元)的对应关系如下表所示: 信函质量m(克)
邮资p(元)
(0,20] 0.80 23 (20,40] 1.60 (40,60] 2.40
表3
试建立每封信函的邮资p关于信函质量m(不超过60克)的函数关系式,并在图形计算器上作出该函数的图象.
24
1.3 函数的基本性质
【内容与要求】
1.通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性、最大(小)值及其集合意义;结合具体函数,了解奇偶性的含义.
2.学会运用函数图象理解和研究函数的性质.
【知识基础】
1.函数的单调性
一般地,设函数f(x)的定义域为I:
当x1<x2时,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,
都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数;
如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1,x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.
如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(x)的单调区间.
2.函数的最值
一般地,设函数y=f(x)的定义域为I:如果存在实数M满足:
(1)对于任意的x∈I,都有f(x)≤M(f(x)≥M);
(2)存在x0∈I,使得f(x0)=M;
那么,我们称M是函数y=f(x)的最大值(最小值).
3.函数的奇偶性
一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(?x)=?f(x),那么函数就f(x)叫做奇函数.
一般地,如果对于函数f(x)的定义域内任意一个x,都有f(?x)=f(x),那么函数就f(x)叫做偶函数.
25
【用图形计算器学数学】
问题1
用图形计算器画函数y=x2和y=x的图象,指出它们的单调性.
[操作步骤]
1.进入图表功能
按下MENU入主菜单.利用上下左右键选取标按EXE
入图1.3-1.
图1.3-1 图1.3-2
2.进入
关系式输入模式
按F3( TYPE)后按F1(
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图1.3-5 图
1.3-6
图1.3-7 图1.3-8
6.绘制函数图象
按F5G-CON)画出函数图象,结果如图1.3-8所示.
提示 如果图象显示不正常,可以按V-WINDOW)、STD
)将窗口设置为标准型,结果如图1.3-9.
图1.3-9 图1.3-10
7.观察图象的走势并跟踪图象上的点
按SHIFTTRACE)跟踪点,如图1.3-10和图1.3-11所示,不断地按向右的方向键,观察点
的横坐标在变大的过程中,点的纵坐标的变化情况.按向下或向上的方向键,如图1.3-12所示可以跟踪另一个图象上的点.
图1.3-11 图1.3-12
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