Урок алгебры по теме "Показательные уравнения". 11-й класс

Разделы: Математика

Класс: 11


КОЛЛИЗИЯ!!! (лат. Collisio) – столкновение противоположных мнений, стремлений или интересов, яркий момент урока, либо что-то новое, либо ошибка, либо необычное, проблемная ситуация.

Цели урока.

  1. Сформулировать определение показательного уравнения.
  2. Сформировать первичные навыки решения простейших показательных уравнений.
  3. Сравнить способы решения показательных уравнений (метод уравнивания показателей и метод введения новой переменной).
  4. Воспитывать навыки ведения научной дискуссии.
  5. Развивать способность к исследовательской деятельности.

ХОД УРОКА

I. Актуализация знаний

Учитель Учащиеся
1. Какую функцию называют показательной? Функцию вида у = ах, где а > 0, a  1 называют показательной функцией.
2. Какими основными свойствами обладает показательная функция?

Учитель демонстрирует графики функций

  1. у = ах, при а > 1
  2. у = ах, при 0 < а < 1.
– Область определения функции – множество R действительных чисел;
– Множество значений функции – множество R всех положительных действительных чисел;
– Если, а > 1, то функция возрастает на всей числовой прямой; если 0 < а < 1, то функция убывает на всей числовой прямой (на множестве R);
– График функции пересекает ось ординат в точке (0; 1), пересечения с осью абсцисс нет.
3. Возрастает или убывает показательная функция ;  Почему? убывает, 1, т.к.  возрастает, т.к. а = 4 > 1.
4. Сравните 33,14 и 34. 33,14 < 34.
5. Для чего необходимо знать свойства возрастающей и убывающей функции? Что бы правильно строить графики функций и их эскизы;
– Что бы по свойствам и эскизам «узнать» функцию;
– Для сравнения значений показательной функции;
– Решать неравенства.
6. Какие виды преобразования графиков вы знаете и как определить смещение точек вдоль осей координат?

На доске изображены графики функций:

1) у = 3х;
2) у = 3х +1;
3) у = 3 х + 1.

– Для построения графика функции f (x) + b, где b – постоянное число, надо перенести график функции f(x) на вектор (0; b) вдоль оси ординат;

– Для построения графика функции f (x + a), где a – постоянное число, надо перенести график функции f (x) на вектор ( а; 0) вдоль оси абсцисс.

7. На одном из рисунков изображен эскиз график функции . Укажите этот рисунок. (Изображены графики функций: 1) y = 3x; 2); 3) y =; 4) ). 2
8. Укажите область значений функции
9. Укажите характер монотонности функций:
1) монотонно возрастающая; 2) монотонно убывающая; 3) монотонно возрастающая; 4) монотонно убывающая; 5) монотонно убывающая.
10. Какие уравнения называются равносильными? Два уравнения называются равносильными, если они имеют одинаковые корни или если оба уравнения не имеют корней.
11. Что можно сказать о корнях равносильных уравнений? Корни равносильных уравнений совпадают.
12. Что называют областью допустимых значений уравнения f(x) = g(x)? Областью допустимых значений (ОДЗ) уравнения f(x) = g(x) называют множество тех значений переменной х, при которых одновременно имеют смысл выражения f(x) и g(x).
13. Какие способы решения уравнений вы знаете? Графический метод и аналитический: вынесение общего множителя за скобки, введение новой переменной, сведение к простейшему путем тождественных преобразований.

II. "Открытие" детьми новых знаний.

Сформулируйте классификационный признак и разбейте уравнения на группы:

а) х2 = а;
б) ах= в;
в) | х |3= а;
г) х 2,5 = а;
д) а х= в.

Уравнения а), в), г) в один класс –неизвестное х, параметр а, уравнения б) и д) – в другой,. неизвестное х, параметры а и в;
Уравнения а), б), г), д) – не содержат знак модуля, в) – содержит;
Уравнения а), б), в) – имеют положительные показатели степени, г), д) – отрицательные;
Уравнения а), в), г) в один класс – аргумент х содержится в основании степени, уравнения б) и д) – в другой, аргумент х содержится в показатели степени.
КОЛЛИЗИЯ!!!

Как вы считаете, каково название уравнения б) и д)?

Наверно, показательное уравнение.
Назовите тему и цель нашего урока. Тема: "показательные уравнения", а цель  – научиться решать показательные уравнения.
Сформулируйте определение показательного уравнения. Уравнение, в котором аргумент х содержится в показатели степени, называется показательным.
КОЛЛИЗИЯ!!!

Кто считает по-другому?

А как же уравнение ( –а)х = в??? Ведь по определению показательной функции: функцию вида у = ах, где а > 0, a  1 называют показательной функцией.
Значит, по аналогии с определением показательной функции мы должны добавить некоторые условия.

Уравнение вида ах = в, где а > 0, a  1 называют показательными уравнениями.

Решите уравнение: ах=в, где а > 0, a  1 Область значений функции у = ах – множество R всех положительных действительных чисел, отсюда получим:
а) Если в < 0 уравнение не имеет решений;
б) Если в = 0, то уравнение примет вид ах = 0; а мы знаем, что график функции у = ах, где а > 0, a  1 с осью абсцисс не пересекается, значит и правая часть уравнения не может быть равна 0. следовательно в этом случае также уравнение не имеет корней;
в) Если в > 0, то уравнение имеет один единственный корень.
КОЛЛИЗИЯ!!!
Как найти этот корень?
А если решать аналитически? Что необходимо сделать?
Решить графически
Для того чтобы найти этот корень, надо в представить в виде в=ас. Тогда очевидно, что с является решением уравнения ах=ас.
КОЛЛИЗИЯ!!!
Проанализировав все выше сказанное, кто сможет дать более точное определение показательного уравнения?
Можно условия а) и б) в одно: если , то уравнение ах = в, где а > 0, a 1 не имеет корней.
Показательными уравнениями называют уравнения вида аf(x) = ag(x), где а – положительное число, отличное от 1, и уравнения, сводящиеся к этому виду.
Что общего между способами решения и решениями уравнений: ах = в и а х = в, где а > 0,  a  1? Оба уравнения решаются одинаковым методом, только во втором случае с начало надо а х представить в виде :
а) Если в > 0, то уравнения имеют один единственный корень. Надо в представить в виде в = ас. Тогда с является решением уравнения.
б) Если , то уравнения корней не имеют.

III. Рефлексия

1. Решите устно уравнения:

а) 4х = 256,
б) 22х – 4 = 64,
в) ;
г);
д) 64х – 8 = –36.

а) х = 4;
б) х = 5;
в) х = 2;
г) х1 = 2, х2 = 4;
д) не имеет корней, т.к. при любых значениях х выполняется неравенство 6х > 0.
2. Решите уравнения:

а) ;

б) 4х + 2х + 1– 24 = 0;

КОЛЛИЗИЯ!!!

Как можно представить 4х?

в) .

а) Здесь есть возможность и левую и правую части уравнения представить в виде степени с основанием 5. После некоторых преобразований (которые я пропускаю, долго формулы писать ))) ) заданное уравнение привили к виду 5 – х = 55 – 2х. Решив, которое получаем х = 5.
Ответ: 5.

б) Что делать??? Как решить такое уравнение???
4х = (22)х = 22х = (2х)2, тогда 2х + 1 = 2 * 2х и данное уравнение примет вид (2х)2 + 2 * 2х – 24 = 0. Так же как и при решение биквадратных уравнений введем новую переменную у = 2х, тогда уравнение примет вид у2 + 2у 24 = 0. Решив квадратное уравнение относительно у, находим у1 = 4, у2 = – 6. Из первого уравнения находим х = 2, а второе уравнение не имеет корней, поскольку при любых значениях х выполняется неравенство 2х > 0.
Ответ: 2.

в) Решив данное уравнение методом введения новой переменной (), получаем х = 1,5.
Ответ: 1,5.

Сколько основных метода решения показательных уравнений можно выделить? – Функционально-графический метод. Он основан на использовании графических иллюстраций или каких-либо свойств функций.
– Метод уравнивания показателей. Он основан на том, что ах=ас равносильно уравнению х=   с, где а > 0, a  1. Мы применяли его при решение первого уравнения.
– Метод введения новой переменной. Мы применяли его при решение последних двух уравнений.
КОЛЛИЗИЯ!!!

Дома в учебнике найти теорему и внимательно изучить ее.

 

IV. Итог урока. Домашнее задание

– Что нового мы узнали сегодня на уроке? – Что такое показательные уравнения и как их решать.
– Рассмотрели интересные устные примеры.
– Вспомнили виды преобразования графиков.
– Вспомнили, что одни и те же объекты можно классифицировать по разным признакам.
– Как вы считаете, достигли ли мы цели сегодняшнего урока – Не совсем, более сложные примеры мы решать еще не научились.
– Этому мы будем учиться на следующем уроке
– А еще мы не умеем решать системы уравнений.
Творческое домашнее задание

– Придумайте четыре показальных уравнения, чтобы одно из них не имело решений, второе – решалось функционально-графическим методом, третье – методом уравнивания показателей, а четвертое -. методом введения новой переменной.
– Спасибо за урок!!!

– Так мало?
– А данная домашняя работа на оценку?