"函数奇偶性"怎么教

“函数奇偶性”怎么教

陶维林 (南京师范大学附属中学 210003)

1 数学上的认识

见木见林,在知识的系统中认识知识,在知识的联系中认识知识。因此,应该在函数的性质中认识函数的奇偶性。

函数的性质指什么?指变化中不变的特征,指函数所具有的各种特点。

函数是两个变量x ,y 间的关系,自然要关心一个变量y 随着另一个变量x 的变化怎样变化(或者不变)这个特点。比如,当自变量x 的值增大时,相应的函数值y 是增大还是减少?——单调性;当自变量x 变号,成为相反数时,相应的函数值y 怎么变化?也变成相反数吗?——函数的奇偶性;当自变量x 每增加一个固定值时,相应的函数值y 是否也增加一个固定的值?——函数的周期性等。这些性质表现在图象(形)上的特征又是什么。

列表如下:

凡是教学概念都应该讲必要性,讲合理性。

当自变量的值x 改变符号成为相反数时,相应的函数值y 怎么变化呢?一种是也变成了相反数,另一种是不变。这是两种“规则”的,当然还有其他“不规则”的,即既不是奇函数也不是偶函数的那种。于是就要把它们区别开来,于是就要产生新概念,这是新概念产生的必要性。新概念应该反映一类事物的本质特征,新概念应该是合理的。那么为什么叫做奇函数,偶函数呢?为什么起这个名字?这个“奇”、“偶”又源自哪里?与“奇、偶”的一个直接联系是奇数、偶数,这是在对整数分类时产生的概念。

如果函数具有“当自变量x 变号成为相反数时,相应的函数值y 也成为相反数”这个特点,表现在图象上是其图象关于原点对称,这是因为点(x ,y )与点(-x ,-y )关于原点对称。如果函数具有“当自变量x 变号成为相反数时,相应的函数值y 不变”这个特点,表现在图象上是其图象关于y 轴对称,这是因为点(x ,y )与点(-x ,y )关于y 轴对称。 3 奇偶性怎么教

数学上的正确认识,以及概念产生的必要性、合理性的认识是教学设计的重要依据。也就是教师自己首先想明白才能把学生也教明白。

基于以上的分析,应该让学生感受到,在研究函数的最大(小)值、函数的单调性之后将继续研究函数的其他性质。这一点在建立函数概念以及学习过函数的表示法之后,开始研究函数性质时就应该让学生明白。也就是早已画好“导游图”,这个“导游图”起着

“先行组织者”的作用。这也正说明,教学章引言、节引言的必要性和重要性——让学生对这一阶段学习内容有一个宏观的大致的了解。

“一堂课不可能研究函数的所有性质,要一个一个地研究,今天我们来研究函数的另外一种性质。我们已经有经验,研究函数的性质往往借助函数的图象来进行。”

3.1 感受函数奇偶性特征

同学们在初中学习过正比例函数,一次函数,二次函数,反比例函数,现在我们来画

-出它们的图象。如y =x ,y =x 1,y =x 2。(这都是最简单的)类似地,我们继续画出一些函

数的图象。比如,指数都取整数:y =x 3,y =x 4。

条件许可(比如用几何画板软件或者图形计算器),还可以更多一些的函数图象,如y

--=x 5,y =x 2,y =x 3,y =x 6,y =x 7等。

如果条件不许可,则让学生经历列表、描点、绘图的过程。这是对自变量x 变号,函数值是否也变号的体验与感受的过程。既有数量关系上的体验,也有绘制图象、观察图象获得的感受。反思列表、画图的过程,学生可能在列表的过程中已经发现可以“偷懒”,只要计算出一半,另一半很快就可以直接写出来(把相应的函数值改为相反数或者不变,抄一下即可)。这是一个感受、发现函数特征的过程。教师要经常设置过程,让学生在自己的操作中,在自己的观察中获得体验,获得基本经验来学习知识。

教师可以提出问题:“观察这些函数的图象,根据它们的特点,请给它们分分类。”并且问一问“你是依据什么来分类的?”

特征的概括:

象y =x 2,y =x 4,y =x 6,y =x 8这样一类函数,图象关于y 轴对称,叫做偶函数。

-象y =x 1,y =x 1,y =x 3,y =x 5,y =x 7这样一类函数,图象关于原点对称,叫做奇函

数。

2,4,6,8等都是偶数,-1,1,3,5,7等都是奇数,当然前一类函数叫做偶函数好,后一类函数叫做奇函数好。教师可以与学生一起商讨某一类函数起个什么名字好。

这是一个初步定义,暂不出形式化的符号表示,虽不严格,但符合人们认识事物的规律,由粗到精,自然,合情理。

3.2 特征的进一步感受,偶函数的定义

先抓住偶函数特征,奇函数留给学生自己研究。(或者反过来)

“偶函数的图象关于y 轴对称,函数图象的这一特征,表现在数量关系上是什么呢?” f (-1)=f (1);

f (-1.5)=f (1.5);

f (3.1)=f (-3.1);

„„

(教师可以让学生随时填空。)

概括特征(数量关系上):自变量变号(成为相反数),相应的函数值不变。

“一般化,用符号该怎么表示?”(抽象、概括)

f (-x )=f (x )。

下定义: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f (x )就叫做偶函数。

这个设计的特点是,由形到数,由具体到抽象,由特殊到一般,让学生获得足够的关于偶函数特征的体验,核心是概括。

3.3 偶函数概念的应用

“你能举出几个偶函数的例子吗?”

让学生列举偶函数的例子,是为了检测他们是否把握偶函数的本质特征,理解概念的

内涵。可能出现的例子有y =|x |,y =x 2,y =x 4+x 2,甚至y =|x |等等。这比教师提出问题,x +1

让学生判断要好。让学生有自己提出问题的机会,而不总是解答教师提出的问题。关键还不在此,在于提出问题时他们必然要抓住特征,构造典型例子。

追问“你为什么举这个例子呢?”挖掘背后的思维过程,迫使他们用概念解释结果,回到依据f (-x )=f (x )上来。

这是一个由一般到特殊的过程,是对新概念的辨析、应用的过程。

教师也可以参与举例。比如y =2,y =x 3+x 2等,让学生判断。

也可以做练习:f (x )是偶函数,在(0,+∞)的表达式是f (x )=x 2-3x ,写出f (x )在(-∞,0)上的表达式。

3.5 奇函数的研究交给学生

“类比偶函数,研究奇函数,你能获得哪些结论?”

教师要舍得留下足够的时间,让同学们开展研究。

“主动学习的原则”是教学的一条重要原则。其核心思想是,学习任何东西的最佳途径就是靠自己去发现。

待学生研究之后,组织交流。

对于一般结论f (x )=-f (-x ),还应该要求会用自然语言来叙述:“当自变量x 变为相反数时,相应的函数值y 也变为相反数。”

要求举一些奇函数的例子。

3.6 练习,小结。(略)

4 几点认识

4.1 这节课的主要任务是把奇函数、偶函数的概念搞清楚。既是奇函数又是偶函数,不是奇函数也不是偶函数,以及定义域关于原点对称等等,包括某些练习,可以放到下一节课进行。基本概念清楚了,这些都不是困难的事。凡概念教学,应当让学生感受新概念产生的必要性,让学生参与举例,参与概括,参与定义,感受所形成的新概念的合理性。比如让学生体验、感受奇函数、偶函数的本质特征。从认识方法上看,从“数”与“形”两个方面,从具体到抽象,从特殊到一般,让学生有足够的体验,使抽象的概念有具体事例的支撑。从教学方法上看,教师通过设置的问题,让学生开展举例、绘图、操作、观察、归纳等活动,获得基本的经验,让概括变得水到渠成。学生力所能及的事让学生自己去做,学习是学习者自己的体验与感受,教师不要越俎代庖,遵循“学习任何东西的最佳途径就是靠自己去发现”的原则,放手让他们自己研究问题,获得结论,而不是教师的直接告诉。从而让学生逐渐学会提出问题、研究问题,让学生的能力获得充分发展,尤其是思维能力。

4.2 情境的设置应该有利于帮助学生认识数学,不必追求花哨、形式。未必事事都要到生活中找例子。对于来自生活中的例子是否有利于对数学概念的理解要认真思考,不必牵强附会,为情境而情境。心理学研究表明,高中学生的思维特点已经由经验型向理论型转化,而且逐渐以理论型为主。因此,可以直接采用来自数学内部的例子。往后对于奇函数、偶函数的理解可能最好的例子仍然是f (x )=x 3,f (x )=x 2,而不是什么蝴蝶、太极图。要注意培养学生抽象思维的能力,发展理性精神。

教师要设置一个较为平顺的过程,减少突兀,少强加于人。问题要提得自然——为什么要研究这个问题呢?怎样研究这个问题?为什么起这个名字好?尽可能让学生感受到“数学是自然的”。对于抽象的概念需要足够具体事例的支撑,不宜概括得太匆忙。函数的奇偶性具有一定的抽象性。尤其是符号f (x )=f (-x ),f (x )=-f (-x )的认识,需要“多元联系表示”,不仅有数量关系与图形的表示,还应该有自然语言的叙述。如“当自变量变为相反数,而函数值不变的函数是偶函数”,这样可能更能把握特征。

4.3 概念初步形成阶段,知识形成阶段不宜做能力要求高,灵活性大的练习,更不应做技巧强的练习。应该围绕概念的核心做一些辨析练习,以巩固概念,促使他们把基本概念搞清楚,把握其内涵。教科书上的例题、练习是为学生通过练习,理解概念、熟悉知识、掌握方法等而设置的,有时也可以让学生自己举例子,而不仅是解答教科书中的练习题。比如,可以让学生自己举偶函数、奇函数的例子。还可以同桌互相出题、解题。这些无疑都是好办法,可以促进学习活动的开展。我们总是说“提出问题比解决问题更重要”,应当经常让学生有提出问题的机会,而不总是由教师提出问题学生只有解答的份。

“函数奇偶性”怎么教

陶维林 (南京师范大学附属中学 210003)

1 数学上的认识

见木见林,在知识的系统中认识知识,在知识的联系中认识知识。因此,应该在函数的性质中认识函数的奇偶性。

函数的性质指什么?指变化中不变的特征,指函数所具有的各种特点。

函数是两个变量x ,y 间的关系,自然要关心一个变量y 随着另一个变量x 的变化怎样变化(或者不变)这个特点。比如,当自变量x 的值增大时,相应的函数值y 是增大还是减少?——单调性;当自变量x 变号,成为相反数时,相应的函数值y 怎么变化?也变成相反数吗?——函数的奇偶性;当自变量x 每增加一个固定值时,相应的函数值y 是否也增加一个固定的值?——函数的周期性等。这些性质表现在图象(形)上的特征又是什么。

列表如下:

凡是教学概念都应该讲必要性,讲合理性。

当自变量的值x 改变符号成为相反数时,相应的函数值y 怎么变化呢?一种是也变成了相反数,另一种是不变。这是两种“规则”的,当然还有其他“不规则”的,即既不是奇函数也不是偶函数的那种。于是就要把它们区别开来,于是就要产生新概念,这是新概念产生的必要性。新概念应该反映一类事物的本质特征,新概念应该是合理的。那么为什么叫做奇函数,偶函数呢?为什么起这个名字?这个“奇”、“偶”又源自哪里?与“奇、偶”的一个直接联系是奇数、偶数,这是在对整数分类时产生的概念。

如果函数具有“当自变量x 变号成为相反数时,相应的函数值y 也成为相反数”这个特点,表现在图象上是其图象关于原点对称,这是因为点(x ,y )与点(-x ,-y )关于原点对称。如果函数具有“当自变量x 变号成为相反数时,相应的函数值y 不变”这个特点,表现在图象上是其图象关于y 轴对称,这是因为点(x ,y )与点(-x ,y )关于y 轴对称。 3 奇偶性怎么教

数学上的正确认识,以及概念产生的必要性、合理性的认识是教学设计的重要依据。也就是教师自己首先想明白才能把学生也教明白。

基于以上的分析,应该让学生感受到,在研究函数的最大(小)值、函数的单调性之后将继续研究函数的其他性质。这一点在建立函数概念以及学习过函数的表示法之后,开始研究函数性质时就应该让学生明白。也就是早已画好“导游图”,这个“导游图”起着

“先行组织者”的作用。这也正说明,教学章引言、节引言的必要性和重要性——让学生对这一阶段学习内容有一个宏观的大致的了解。

“一堂课不可能研究函数的所有性质,要一个一个地研究,今天我们来研究函数的另外一种性质。我们已经有经验,研究函数的性质往往借助函数的图象来进行。”

3.1 感受函数奇偶性特征

同学们在初中学习过正比例函数,一次函数,二次函数,反比例函数,现在我们来画

-出它们的图象。如y =x ,y =x 1,y =x 2。(这都是最简单的)类似地,我们继续画出一些函

数的图象。比如,指数都取整数:y =x 3,y =x 4。

条件许可(比如用几何画板软件或者图形计算器),还可以更多一些的函数图象,如y

--=x 5,y =x 2,y =x 3,y =x 6,y =x 7等。

如果条件不许可,则让学生经历列表、描点、绘图的过程。这是对自变量x 变号,函数值是否也变号的体验与感受的过程。既有数量关系上的体验,也有绘制图象、观察图象获得的感受。反思列表、画图的过程,学生可能在列表的过程中已经发现可以“偷懒”,只要计算出一半,另一半很快就可以直接写出来(把相应的函数值改为相反数或者不变,抄一下即可)。这是一个感受、发现函数特征的过程。教师要经常设置过程,让学生在自己的操作中,在自己的观察中获得体验,获得基本经验来学习知识。

教师可以提出问题:“观察这些函数的图象,根据它们的特点,请给它们分分类。”并且问一问“你是依据什么来分类的?”

特征的概括:

象y =x 2,y =x 4,y =x 6,y =x 8这样一类函数,图象关于y 轴对称,叫做偶函数。

-象y =x 1,y =x 1,y =x 3,y =x 5,y =x 7这样一类函数,图象关于原点对称,叫做奇函

数。

2,4,6,8等都是偶数,-1,1,3,5,7等都是奇数,当然前一类函数叫做偶函数好,后一类函数叫做奇函数好。教师可以与学生一起商讨某一类函数起个什么名字好。

这是一个初步定义,暂不出形式化的符号表示,虽不严格,但符合人们认识事物的规律,由粗到精,自然,合情理。

3.2 特征的进一步感受,偶函数的定义

先抓住偶函数特征,奇函数留给学生自己研究。(或者反过来)

“偶函数的图象关于y 轴对称,函数图象的这一特征,表现在数量关系上是什么呢?” f (-1)=f (1);

f (-1.5)=f (1.5);

f (3.1)=f (-3.1);

„„

(教师可以让学生随时填空。)

概括特征(数量关系上):自变量变号(成为相反数),相应的函数值不变。

“一般化,用符号该怎么表示?”(抽象、概括)

f (-x )=f (x )。

下定义: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f (x )就叫做偶函数。

这个设计的特点是,由形到数,由具体到抽象,由特殊到一般,让学生获得足够的关于偶函数特征的体验,核心是概括。

3.3 偶函数概念的应用

“你能举出几个偶函数的例子吗?”

让学生列举偶函数的例子,是为了检测他们是否把握偶函数的本质特征,理解概念的

内涵。可能出现的例子有y =|x |,y =x 2,y =x 4+x 2,甚至y =|x |等等。这比教师提出问题,x +1

让学生判断要好。让学生有自己提出问题的机会,而不总是解答教师提出的问题。关键还不在此,在于提出问题时他们必然要抓住特征,构造典型例子。

追问“你为什么举这个例子呢?”挖掘背后的思维过程,迫使他们用概念解释结果,回到依据f (-x )=f (x )上来。

这是一个由一般到特殊的过程,是对新概念的辨析、应用的过程。

教师也可以参与举例。比如y =2,y =x 3+x 2等,让学生判断。

也可以做练习:f (x )是偶函数,在(0,+∞)的表达式是f (x )=x 2-3x ,写出f (x )在(-∞,0)上的表达式。

3.5 奇函数的研究交给学生

“类比偶函数,研究奇函数,你能获得哪些结论?”

教师要舍得留下足够的时间,让同学们开展研究。

“主动学习的原则”是教学的一条重要原则。其核心思想是,学习任何东西的最佳途径就是靠自己去发现。

待学生研究之后,组织交流。

对于一般结论f (x )=-f (-x ),还应该要求会用自然语言来叙述:“当自变量x 变为相反数时,相应的函数值y 也变为相反数。”

要求举一些奇函数的例子。

3.6 练习,小结。(略)

4 几点认识

4.1 这节课的主要任务是把奇函数、偶函数的概念搞清楚。既是奇函数又是偶函数,不是奇函数也不是偶函数,以及定义域关于原点对称等等,包括某些练习,可以放到下一节课进行。基本概念清楚了,这些都不是困难的事。凡概念教学,应当让学生感受新概念产生的必要性,让学生参与举例,参与概括,参与定义,感受所形成的新概念的合理性。比如让学生体验、感受奇函数、偶函数的本质特征。从认识方法上看,从“数”与“形”两个方面,从具体到抽象,从特殊到一般,让学生有足够的体验,使抽象的概念有具体事例的支撑。从教学方法上看,教师通过设置的问题,让学生开展举例、绘图、操作、观察、归纳等活动,获得基本的经验,让概括变得水到渠成。学生力所能及的事让学生自己去做,学习是学习者自己的体验与感受,教师不要越俎代庖,遵循“学习任何东西的最佳途径就是靠自己去发现”的原则,放手让他们自己研究问题,获得结论,而不是教师的直接告诉。从而让学生逐渐学会提出问题、研究问题,让学生的能力获得充分发展,尤其是思维能力。

4.2 情境的设置应该有利于帮助学生认识数学,不必追求花哨、形式。未必事事都要到生活中找例子。对于来自生活中的例子是否有利于对数学概念的理解要认真思考,不必牵强附会,为情境而情境。心理学研究表明,高中学生的思维特点已经由经验型向理论型转化,而且逐渐以理论型为主。因此,可以直接采用来自数学内部的例子。往后对于奇函数、偶函数的理解可能最好的例子仍然是f (x )=x 3,f (x )=x 2,而不是什么蝴蝶、太极图。要注意培养学生抽象思维的能力,发展理性精神。

教师要设置一个较为平顺的过程,减少突兀,少强加于人。问题要提得自然——为什么要研究这个问题呢?怎样研究这个问题?为什么起这个名字好?尽可能让学生感受到“数学是自然的”。对于抽象的概念需要足够具体事例的支撑,不宜概括得太匆忙。函数的奇偶性具有一定的抽象性。尤其是符号f (x )=f (-x ),f (x )=-f (-x )的认识,需要“多元联系表示”,不仅有数量关系与图形的表示,还应该有自然语言的叙述。如“当自变量变为相反数,而函数值不变的函数是偶函数”,这样可能更能把握特征。

4.3 概念初步形成阶段,知识形成阶段不宜做能力要求高,灵活性大的练习,更不应做技巧强的练习。应该围绕概念的核心做一些辨析练习,以巩固概念,促使他们把基本概念搞清楚,把握其内涵。教科书上的例题、练习是为学生通过练习,理解概念、熟悉知识、掌握方法等而设置的,有时也可以让学生自己举例子,而不仅是解答教科书中的练习题。比如,可以让学生自己举偶函数、奇函数的例子。还可以同桌互相出题、解题。这些无疑都是好办法,可以促进学习活动的开展。我们总是说“提出问题比解决问题更重要”,应当经常让学生有提出问题的机会,而不总是由教师提出问题学生只有解答的份。


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