Показательных и логарифмических

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

на тему:

 

«Тождественные преобразования

Показательных и логарифмических

Выражений»

 

 

Работу выполнила:

студентка _______ группы

физико-математического ф-та

_________________________

 

Работу проверила:

_________________________

 

 

Тирасполь, 2003г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………………2

Глава 1. Тождественные преобразования и методика преподавания в школьном курсе алгебры и начала анализа ……………………………………..4

§1. Формирование навыков применения конкретных видов преобразований…………………………………………………………………………….4

§2. Особенности организации системы знаний при изучении тождественных преобразований.…….………………………….………..………….5

§3.  Программа по математике ……………………………………….11

Глава 2. Тождественные преобразования и вычисления показательных и логарифмических выражений ……………………………...…………………13

§1. Обобщение понятия степени……………………………………..13

§2. Показательная функция…………………………………………..15

§3. Логарифмическая функция……………………………………….16

Глава 3. Тождественные преобразования показательных и логарифмических выражений на практике..........................................................................19

 

Заключение………………………………………………………………..24

Список использованной литературы…………………………………….25
Введение

В данной курсовой работе будет рассмотрено тождественные преобразования показательной и логарифмической функции, рассмотрена методика преподавания их в школьном курсе алгебры и начала анализа.

Первая глава данной работы описывает методику преподавания тождественных преобразований в школьном курсе математики, так же включает программу по математике в курсе «Алгебры и начала анализа» с изучением показательной и логарифмической функции.

Вторая глава рассматривает непосредственно саму показательную и логарифмическую функции, их основные свойства, используемые при тождественных преобразованиях.

Третья глава – решение примеров и задач с использованием тождественных преобразований показательной и логарифмической функции.

 

Изучение различных преобразований выражений и формул занимает значительную часть учебного времени в курсе школьной математики. Простейшие преобразования, опирающиеся на свойства арифметических операций, производятся уже в начальной школе и в IV–V классах. Но основную нагрузку по формированию умений и навыков выполнения преобразований несет на себе курс школьной алгебры. Это связано как с резким увеличением числа и разнообразия совершаемых преобразований, так и с усложнением деятельности по их обоснованию и выяснению условий применимости, с выделением и изучением обобщенных понятий тождества, тождественного преобразования, равносильного преобразования, логического следования.

Культура выполнения тождественных преобразований развивается так же, как и культура вычислений, на основе прочных знаний свойств операций над объектами (числами, векторами, многочленами и т. д.) и алгоритмов их выполнения. Она проявляется не только в умении правильно обосновать преобразования, но и в умении найти кратчайший путь перехода от исходного аналитического выражения к выражению, наиболее соответствующему цели преобразования, в умении проследить за изменением области определения аналитических выражений в цепочке тождественных преобразований, в быстроте и безошибочности выполнения преобразований.

Обеспечение высокой культуры вычислений и тождественных преобразований представляет важную проблему обучения математике. Однако эта проблема решается еще далеко не удовлетворительно. Доказательство этому – статистические данные органов народного образования, в которых ежегодно констатируются ошибки и нерациональные приемы вычислений и преобразований, допускаемые учащимися различных классов при выполнении контрольных работ. Это подтверждается и отзывами высших учебных заведений о качестве математических знаний и навыков абитуриентов. Нельзя не согласиться с выводами органов народного образования и вузов о том, что недостаточно высокий уровень культуры вычислений и тождественных преобразований в средней школе является следствием формализма в знаниях учащихся, отрыва теории от практики.

Глава 1.

Тождественные преобразования и методика преподавания

Программа по математике.

В школьном курсе «Алгебра и начала анализа» учащиеся систематически изучают показательную и логарифмическую функции и их свойства, тождественные преобразования логарифмических и показательных выражений и их применение к решению соответствующих уравнений и неравенств, знакомятся с основными понятиями, утверждениями.

Основной целью раздела изучения показательной и логарифмической функции является ознакомление учащихся с показательной, логарифмической и степенной функцией; научить учащихся решать показательные и логарифмические уравнения и неравенства.

Понятия корня -ой степени и степени с рациональным показателем являются обобщением понятий квадратного корня и степени с целым показателем. Следует обратить внимание учащихся, что рассматриваемые здесь свойства корней и степеней с рациональным показателем аналогичны тем свойствам, которыми обладают изученные ранее квадратные корни и степени с целыми показателями. Необходимо уделить достаточно времени отработке свойств степеней и формированию навыков тождественных преобразований. Понятие степени с иррациональным показателем вводится на наглядно-интуитивной основе. Этот материал играет вспомогательную роль и используется при введении показательной функции.

Изучение свойств показательной, логарифмической и степенной функции построено в соответствии с принятой общей схемой исследования функций. При этом обзор свойств дается в зависимости от значений параметров. Показательные и логарифмические неравенства решаются с опорой на изученные свойства функций.

Характерной особенностью курса являются систематизация и обобщение знаний учащихся, закрепление и развитие умений и навыков, полученных в курсе алгебры, что осуществляется как при изучении нового материала, так и при проведении обобщающего повторения.
Глава 2.

Тождественные преобразования и вычисления

Обобщение понятия степени.

Определение: Корнем -ой степени из чиста  называется такое число, -я степень которого равна .

Согласно данному определению корень -ой степени из числа  – это решение уравнения . Число корней этого уравнения зависит от  и . Рассмотрим функцию . Как известно, на промежутке  эта функция при любом возрастает и принимает все значения из промежутка . По теореме о корне уравнение  для любого  имеет неотрицательный корень и при том только один. Его называют арифметическим корнем -ой степени из числа  и обозначают ; число  называют показателем корня, а само число  – подкоренным выражением. Знак  называют так же радикалом.

Определение: Арифметическим корнем -ой степени из числа  называют неотрицательное число, -я степень которого равна .

При четных  функция  четна. Отсюда следует, что если , то уравнение , кроме корня , имеет также корень . Если , то корень один: ; если , то это уравнение корней не имеет, поскольку четная степень любого числа неотрицательна.

При нечетных значениях  функция  возрастает на всей числовой прямой; её область значений – множество всех действительных чисел. Применяя теорему о корне, находим, что уравнение имеет один корень при любом и, в частности, при . Этот корень для любого значения обозначают .

Для корней нечетной степени справедливо равенство . В самом деле, , т.е. число –  есть корень -й степени из . Но такой корень при нечетном  единственный. Следовательно, .

Замечание 1: Для любого действительного

Замечание 2: Удобно считать, что корень первой степени из числа  равен . Корень второй степени из числа  называют квадратным корнем, а корень третьей степени называют кубическим корнем.

Напомним известные свойства арифметических корней -ой степени.

Для любого натурального , целого  и любых неотрицательных целых чисел  и  справедливы равенства:

1.

2.

3.

4.

5. .

Степень с рациональным показателем.

Выражение  определено для всех  и , кроме случая  при . Напомним свойства таких степеней.

Для любых чисел ,  и любых целых чисел  и  справедливы равенства:                                    

Отметим так же, что если , то  при  и  при .

Определение: Степенью числа  с рациональным показателем , где  – целое число, а  – натуральное , называется число .

Итак, по определению .

При сформулированном определении степени с рациональным показателем сохраняются основные свойства степеней, верные для любых показателей (разница заключается в том, что свойства верны только для положительных оснований).

 

Показательная функция.

Определение: Функция, заданная формулой  (где , ), называется показательной функцией с основанием .

Сформулируем основные свойства показательной функции.

1. Область определения – множество  действительных чисел.

2. Область значений – множество  всех положительных действительных чисел.

3. При  функция возрастает на всей числовой прямой; при  функция убывает на множестве .

График функции  (рис. 1)

 

Рис. 1

4. При любых действительных значениях  и  справедливы равенства                         

Эти формулы называют основными свойствами степеней.

Можно так же заметить, что функция  непрерывна на множестве действительных чисел.

 

Логарифмическая функция.

Определение: Логарифмом числа  по основанию  называется показатель степени, в которую нужно возвести основание . Что бы получить число .

Формулу  (где ,  и ) называют основным логарифмическим тождеством.

При работе с логарифмами применяются следующие их свойства, вытекающие из свойств показательной функции:

При любом   () и любых положительных  и  выполнены равенства:

1.

2.

3.

4.

5.  для любого действительного .

Основные свойства логарифмов широко применяются в ходе преобразования выражений, содержащих логарифмы. Например, часто используется формула перехода от одного основания логарифма к другому: .

Пусть  – положительное число, не равное 1.

Определение: Функцию, заданную формулой  называют логарифмической функцией с основанием .

Перечислим основные свойства логарифмической функции.

1. Область определения логарифмической функции – множество всех положительных чисел , т.е. .

2. Область значений логарифмической функции – множество всех действительных чисел.

3. Логарифмическая функция на всей области определения возрастает (при ) или убывает (при ).

График функции  (рис. 2)

 

Рис. 2

Графики показательной и логарифмической функций, имеющих одинаковое основание, симметричны относительно прямой  (рис. 3).

 

Рис. 3

Глава 3.

Тождественные преобразования показательных и

Задание 1.

Вычислите:

1.1) ;

1.2) ;

1.3) ;

1.4) ;

1.5) .

Решение:

1.1) ;

1.2) ;

1.3) ;

1.4)

;

1.5)

.

Ответ: ; ; ; ; .

 

Задание 2.

Упростите выражения:

2.1) ;

2.2) ;

2.3) .

Решение:

2.1) ;

2.2)

;

2.3)

Ответ: ; ; .

 

Задание 3.

Найдите значение выражения:

3.1) ;

3.2) ;

3.3) ;

3.4) .

Решение:

3.1) ;

3.2) ;

3.3) ;

3.4)

.

Ответ: ; ; ; .

Задание 4.

Прологарифмируйте по основанию  выражение:

4.1)  при ;

4.2)  при , , .

Решение:

4.1)

;

4.2)

.

Ответ: ; .

 

Задание 5.

Найдите , если:

5.1) ;

5.2) .

Решение:

5.1)

;

5.2)

.

Ответ: ; .

 

Задание 6.

Известно, что . Найти .

Решение:

.

Ответ: .

 

Задание 7.

Решите уравнения:

7.1) ;

7.2) ;

7.3) .

Решение:

7.1)

;

7.2)

, так как , то , получаем, что ;

7.3)

.

Ответ: , ; ; , .

Заключение

 

В данной курсовой работе по теме «Тождественные преобразования показательных и логарифмических выражений» мною было рассмотрено введение данного материала в обучение в школьном курсе алгебры и начала анализа.

Тема тождественных преобразований, в общем, является одной из часто используемых в вычислениях и решении различных задач. Поэтому о преобразованиях начинают говорить уже с начала средней школы при изучении математики.

Рассмотрела методы формирования навыков у учеников при изучении данного материала. Так же представила программу по математике изучения курса показательной и логарифмической функции в курсе «Алгебры и начала анализа».

В работе были приведены задания, разные по сложности и по содержанию, с использованием тождественных преобразований. Данные задания могут быть использованы для проведения контрольных или самостоятельных работ проверки знаний учащихся.

Курсовая работа, по моему мнению, выполнена в рамках методики преподавания математики в средне образовательных учреждениях и может быть использована как наглядное пособие для учителей школ, а так же для студентов дневного и заочного отделений.

Список использованной литературы:

1. Алгебра и начала анализа. Под ред. Колмогорова А.Н. М.: Просвещение, 1991г.

2. Программа для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Математика 5–11 кл. М.: Дрофа, 2002г.

3. И.Ф. Шарыгин, В.И. Голубев. Факультативный курс по математике (решение задач). Уч. пособие для 11 кл. М.: Просвещение, 1991г.

4. В.А. Оганесян и др. Методика преподавания математики в средней школе: Общая методика; Учебное пособие для студентов физико-математического факультета педагогических институтов. -2-е издание переработано и дополнено.М.: Просвещение,1980г.

5. Черкасов Р.С., Столяр А.А. Методика преподавания математики в средней школе. М.: Просвещение, 1985г.

6. Журнал "Математика в школе".

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

на тему:

 

«Тождественные преобразования

показательных и логарифмических

Выражений»

 

 

Работу выполнила:

студентка _______ группы

физико-математического ф-та

_________________________

 

Работу проверила:

_________________________

 

 

Тирасполь, 2003г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………………2

Глава 1. Тождественные преобразования и методика преподавания в школьном курсе алгебры и начала анализа ……………………………………..4

§1. Формирование навыков применения конкретных видов преобразований…………………………………………………………………………….4

§2. Особенности организации системы знаний при изучении тождественных преобразований.…….………………………….………..………….5

§3.  Программа по математике ……………………………………….11

Глава 2. Тождественные преобразования и вычисления показательных и логарифмических выражений ……………………………...…………………13

§1. Обобщение понятия степени……………………………………..13

§2. Показательная функция…………………………………………..15

§3. Логарифмическая функция……………………………………….16

Глава 3. Тождественные преобразования показательных и логарифмических выражений на практике..........................................................................19

 

Заключение………………………………………………………………..24

Список использованной литературы…………………………………….25
Введение

В данной курсовой работе будет рассмотрено тождественные преобразования показательной и логарифмической функции, рассмотрена методика преподавания их в школьном курсе алгебры и начала анализа.

Первая глава данной работы описывает методику преподавания тождественных преобразований в школьном курсе математики, так же включает программу по математике в курсе «Алгебры и начала анализа» с изучением показательной и логарифмической функции.

Вторая глава рассматривает непосредственно саму показательную и логарифмическую функции, их основные свойства, используемые при тождественных преобразованиях.

Третья глава – решение примеров и задач с использованием тождественных преобразований показательной и логарифмической функции.

 

Изучение различных преобразований выражений и формул занимает значительную часть учебного времени в курсе школьной математики. Простейшие преобразования, опирающиеся на свойства арифметических операций, производятся уже в начальной школе и в IV–V классах. Но основную нагрузку по формированию умений и навыков выполнения преобразований несет на себе курс школьной алгебры. Это связано как с резким увеличением числа и разнообразия совершаемых преобразований, так и с усложнением деятельности по их обоснованию и выяснению условий применимости, с выделением и изучением обобщенных понятий тождества, тождественного преобразования, равносильного преобразования, логического следования.

Культура выполнения тождественных преобразований развивается так же, как и культура вычислений, на основе прочных знаний свойств операций над объектами (числами, векторами, многочленами и т. д.) и алгоритмов их выполнения. Она проявляется не только в умении правильно обосновать преобразования, но и в умении найти кратчайший путь перехода от исходного аналитического выражения к выражению, наиболее соответствующему цели преобразования, в умении проследить за изменением области определения аналитических выражений в цепочке тождественных преобразований, в быстроте и безошибочности выполнения преобразований.

Обеспечение высокой культуры вычислений и тождественных преобразований представляет важную проблему обучения математике. Однако эта проблема решается еще далеко не удовлетворительно. Доказательство этому – статистические данные органов народного образования, в которых ежегодно констатируются ошибки и нерациональные приемы вычислений и преобразований, допускаемые учащимися различных классов при выполнении контрольных работ. Это подтверждается и отзывами высших учебных заведений о качестве математических знаний и навыков абитуриентов. Нельзя не согласиться с выводами органов народного образования и вузов о том, что недостаточно высокий уровень культуры вычислений и тождественных преобразований в средней школе является следствием формализма в знаниях учащихся, отрыва теории от практики.

Глава 1.

Тождественные преобразования и методика преподавания