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部編版高中新教材優(yōu)質(zhì)課比賽(省賽)數(shù)學(xué)人教A版必修第一冊1.4充分條件與必要條件(第2課時(shí))

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視頻課題:部編版高中新教材優(yōu)質(zhì)課比賽(省賽)數(shù)學(xué)人教A版必修第一冊1.4充分條件與必要條件(第2課時(shí))

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高中數(shù)學(xué)人教A版必修第一冊1.4充分條件與必要條件(第2課時(shí))

1.4 充分條件與必要條件(2課時(shí))
 

 
一、單元內(nèi)容和內(nèi)容解析
    1、內(nèi)容
充分條件、必要條件以及充要條件的意義;判定定理與充分條件的關(guān)系,性質(zhì)定理與必要條件的關(guān)系,數(shù)學(xué)定義與充要條件的關(guān)系.
    2、內(nèi)容解析
(1) 知識產(chǎn)生的背景:命題由條件和結(jié)論兩部分組成,研究命題必然需要研究條件和結(jié)論之間的關(guān)系.就數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)而言,學(xué)生需要在更一般的意義上更加清晰地認(rèn)識數(shù)學(xué)定義、判定定理、性質(zhì)定理中條件與結(jié)論的關(guān)系.
(2) 知識生長的過程和階段:本節(jié)課知識的形成過程經(jīng)歷了四個(gè)階段:①感知條件和結(jié)論之間存在某種內(nèi)在邏輯關(guān)系;②通過歸納、抽象、分析,得出條件與結(jié)論之間的四種關(guān)系(充分不必要、必要不充分、充要條件,即不充分也不必要);③建構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)概念刻畫命題條件與結(jié)論之間的關(guān)系;④運(yùn)用這些概念合理論證和準(zhǔn)確表達(dá)數(shù)學(xué)結(jié)論.
(3) 知識構(gòu)建的策略和方法:①歸納與抽象,即通過歸納與抽象發(fā)現(xiàn)條件與結(jié)論之間的推出關(guān)系;②邏輯分析,即通過邏輯分析獲得辨析充分條件、必要條件的方法;③集合思想與方法,即借助集合來思考與表達(dá)條件與結(jié)論之間的關(guān)系.
(4) 知識間的聯(lián)系與結(jié)構(gòu):從本單元知識的內(nèi)部看,充分調(diào)條件、必要條件、充要條件刻畫的都是命題條件與結(jié)論的關(guān)系,是一個(gè)統(tǒng)一的整體;從本單元與前后單元的聯(lián)系看,集合的概念為深度理解命題條件與結(jié)論的關(guān)系提供了工具,全稱量詞、存在量詞有助于更準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋磉_(dá)命題的條件與結(jié)論.
(5) 知識的要點(diǎn)與本質(zhì):充分條件、必要條件、充要條件的實(shí)質(zhì)是對命題條件與結(jié)論關(guān)系的數(shù)學(xué)刻畫,是命題條件與命題結(jié)論所對應(yīng)集合之間存在包含與被包含的關(guān)系.
(6) 知識的學(xué)科意義與教學(xué)價(jià)值:在數(shù)學(xué)知識體系中,數(shù)學(xué)定義、數(shù)學(xué)判定定理和性質(zhì)定理是重要的組成部分,它們都可以用邏輯用語表達(dá).每一條判定定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)充分條件,每一條性質(zhì)定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)必要條件.它們既是學(xué)生正確理解數(shù)學(xué)概念、合理論證數(shù)學(xué)結(jié)論、準(zhǔn)確表達(dá)數(shù)學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ),也是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)和邏輯推理素養(yǎng)的極好素材.
基于以上分析,確定本單元的教學(xué)重點(diǎn):充分條件、必要條件、充要條件的概念.
 
二、單元目標(biāo)和目標(biāo)解析
1、目標(biāo)
(1) 理解充分條件、必要條件、充要條件的意義,理解充分條件與判定定理的關(guān)系、必要條件與性質(zhì)定理的關(guān)系、充要條件與數(shù)學(xué)定義的關(guān)系;
(2) 理解推斷符號“ ” “ ”的含義,能判斷兩個(gè)簡單命題作為條件與結(jié)論是否具有充分性、必要性及等價(jià)性;
(3) 初步使用常用邏輯用語進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá)、論證和交流,提升邏輯推理素養(yǎng).
2、目標(biāo)解析
達(dá)成上述目標(biāo)的標(biāo)志是:
(1) 通過梳理典型的數(shù)學(xué)命題,知道“命題真假”、“條件和結(jié)論之間的關(guān)系”、“充分條件”三者之間的關(guān)系,能將判斷“pq的充分條件”的問題轉(zhuǎn)化為判斷命題“若p,則q”的真假問題,能說明充分條件的意義;建立判定定理與充分條件的聯(lián)系,能舉例說明每一條判定定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)充分條件.
(2) 通過梳理典型的數(shù)學(xué)命題,知道“命題真假”、“條件和結(jié)論之間的關(guān)系”、“必要條件”三者之間的關(guān)系,能將判斷“pq的必要條件”的問題轉(zhuǎn)化為判斷命題“若p,則q”的真假問題,能說明必要條件的意義;建立性質(zhì)定理與必要條件的聯(lián)系,能舉例說明每一條性質(zhì)定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)必要條件.
(3) 通過梳理典型的數(shù)學(xué)命題,知道“命題真假”、“條件和結(jié)論之間的關(guān)系”、“充要條件”三者之間的關(guān)系,能將判斷“pq的充要條件”的問題轉(zhuǎn)化為判斷命題“若p,則q”及其逆命題的真假問題,能說明充要條件的意義;建立數(shù)學(xué)定義與充要條件的聯(lián)系,能舉例說明每一條數(shù)學(xué)定義都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)充要條件.
    (4) 能例舉數(shù)學(xué)命題并說明pq的充分(必要、充要)條件,能從條件與結(jié)論關(guān)系的視角理解數(shù)學(xué)命題的內(nèi)在邏輯,對“言必有據(jù)”、“表達(dá)的嚴(yán)謹(jǐn)性與準(zhǔn)確性”等有新的感悟.
 
三、教學(xué)問題診斷分析
學(xué)生在生產(chǎn)生活中對條件的充分性與必要性有一定的感性認(rèn)識,對數(shù)學(xué)命題的構(gòu)成、命題的真假判斷也有一定的認(rèn)識,他們有通過充分條件給出判定定理、通過必要條件給出性質(zhì)定理的經(jīng)驗(yàn),但對其中蘊(yùn)含的條件與結(jié)論之間的關(guān)系認(rèn)識是模糊的.盡管學(xué)生容易從字面理解充分條件、必要條件的含義,但具體運(yùn)用時(shí)還是容易混淆.考慮到數(shù)學(xué)意義上的充分條件、必要條件與日常生活中的“充分”“必要”意義相近,因此應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從字面理解和把握這兩種條件的特征.
學(xué)生往往難以理解“若 ,則qp的必要條件”,因?yàn)樗麄冇X得q是結(jié)論而不是條件.對此,應(yīng)揭示條件與結(jié)論的相對性,使學(xué)生認(rèn)識到:條件q是結(jié)論p成立的必不可少的條件;如果q不成立,則p也不可能成立.
本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是對必要條件的理解.
 
四、教學(xué)過程分析
1.4.1 充分條件與必要條件
() 概念引入
 
引例:若我生活在銅陵,則我生活在安徽.請思考以下問題:
(1)   這個(gè)命題的條件和結(jié)論分別是什么?
(2)   這個(gè)命題的真假?
(3)   請同學(xué)們再例舉幾個(gè)命題,并判斷其真假?
師生活動:學(xué)生獨(dú)立思考,討論交流.
          教師梳理學(xué)生答案,講解并板書“ ”的含義.
【設(shè)計(jì)意圖】
通過一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)皇畛WR的例子,讓學(xué)生熟悉命題的構(gòu)成,并且會通過邏輯推理得出命題的真假,獲得命題“若p,則q”為真的等價(jià)說法“p q”;問題(3)的設(shè)置是為了解學(xué)生對初中已有知識的理解程度,以達(dá)到指導(dǎo)下面的教學(xué)流程的作用.
師生活動:教師展示地圖,引導(dǎo)學(xué)生初步感受條件與結(jié)論間蘊(yùn)含的集合關(guān)系.
【設(shè)計(jì)意圖】
通過地圖展示,將命題的“條件”與“結(jié)論”視為集合,借助集合來思考與表達(dá)條件與結(jié)論之間的關(guān)系,讓學(xué)生直觀感知.
追問:(1) 生活在銅陵一定生活在安徽嗎?
      (2) 不在安徽生活能不能在銅陵生活?
師生活動:學(xué)生獨(dú)立思考,討論交流.教師引導(dǎo)獲得上述命題的等價(jià)說法,引入“充分條件”“必要條件”概念.
【設(shè)計(jì)意圖】
問題(1)的追問意在讓學(xué)生了解真命題中條件足以保證結(jié)論成立,初步感受到“充分性”;問題(2)讓學(xué)生感知條件對結(jié)論的依賴,從而獲得“生活在安徽”是“生活在銅陵”必須具備的條件這一感悟,在數(shù)學(xué)上我們稱之為必要條件,有效突破教學(xué)難點(diǎn),即學(xué)生對“必要條件”的理解.
    概念教學(xué)必須重視生成過程,本節(jié)課引入環(huán)節(jié)預(yù)計(jì)10分鐘,確保學(xué)生多角度正確認(rèn)知“充分條件”“必要條件”,為接下來順利抽象出概念打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).
 
() 概念生成
通過對引例的分析,抽象出“充分條件”“必要條件”的概念.大致流程如下:

師生活動:已有實(shí)例作為鋪墊,采用提問學(xué)生的方式進(jìn)行.
【設(shè)計(jì)意圖】通過提問帶領(lǐng)學(xué)生回顧梳理引例中的思考過程,明確“命題‘若p,則q’為真”與“由p推出q”的關(guān)系,抽象并生成充分條件、必要條件的概念.用生活化且不失嚴(yán)謹(jǐn)性的語言概括知識點(diǎn),便于學(xué)生理解記憶.
 
() 概念應(yīng)用
例1:下列“若p,則q”形式的命題中,哪些命題中的pq的充分條件?
(1)   若四邊形的兩組對角分別相等,則這個(gè)四邊形是平行四邊形;
(2)   若兩個(gè)三角形的三邊成比例,則這兩個(gè)三角形相似;
(3)   若四邊形為菱形,則這個(gè)四邊形的對角線互相垂直;
(4)   若 為無理數(shù),則 為無理數(shù);
(5)   若 ,則 ;
(6)   若 ,則 .
師生活動:學(xué)生判斷,教師進(jìn)行訂正給出解答示范.根據(jù)解答情況進(jìn)行以下追問.
追問:(1) 通過命題(1)我們知道“四邊形的兩組對角分別相等”是“四邊形是平行四邊形”的一個(gè)充分條件.這樣的充分條件是否唯一?若不唯一,你能再給出幾個(gè)不同的充分條件嗎?
      (2) 這些充分條件都是初中學(xué)習(xí)的平行四邊形的什么定理?
師生活動:學(xué)生獨(dú)立思考,討論交流.
【設(shè)計(jì)意圖】(1)通過練習(xí)熟練掌握利用判定命題真假來判斷充分條件的方法;(2)通過典型的數(shù)學(xué)命題,說明充分條件并不唯一,并初步感受判定定理與充分條件的關(guān)系.
 
例2:下列“若p,則q”形式的命題中,哪些命題中的qp的必要條件?
(1)     若四邊形是平行四邊形,則這個(gè)四邊形的兩組對角分別相等;
(2)   若兩個(gè)三角形相似,則這兩個(gè)三角形的三邊成比例;
(3)   若四邊形的對角線互相垂直,則這個(gè)四邊形為菱形;
(4)   若 為無理數(shù),則 為無理數(shù);
(5)   若 ,則 ;
(6)   若 ,則 .
師生活動:同例1.
【設(shè)計(jì)意圖】(1)通過練習(xí)熟練掌握利用判定命題真假來判斷必要條件的方法;(2)通過典型的數(shù)學(xué)命題,說明必要條件并不唯一,并初步感受性質(zhì)定理與必要條件的關(guān)系.
 
() 概念深化
對例題中部分命題再次研究,在例1中,教師梳理學(xué)生列舉的充分條件,點(diǎn)明要點(diǎn):每一條判定定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)充分條件.學(xué)生自主從例2中討論發(fā)現(xiàn),每一條性質(zhì)定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)必要條件.
課堂練習(xí):判斷下列命題的真假:
1)        兩個(gè)三角形全等是這兩個(gè)三角形的面積相等的充分條件;
2)        兩個(gè)角相等是兩個(gè)角是對頂角的充分條件;
3)        兩個(gè)角相等是兩個(gè)角是對頂角的必要條件.
【設(shè)計(jì)意圖】檢驗(yàn)學(xué)生對概念的理解情況.
 
() 課堂小結(jié)
教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)知識,并引導(dǎo)學(xué)生回答下面問題:
1)        初步理解充分條件、必要條件的含義;
2)        體會判定定理與充分條件,性質(zhì)定理與必要條件的聯(lián)系;
3)        在新的語境下,梳理初中重要的數(shù)學(xué)知識,提升邏輯推理的學(xué)科素養(yǎng).
【設(shè)計(jì)意圖】梳理、歸納本節(jié)課的核心內(nèi)容和方法.
 
作業(yè)布置:
(1) 課本P20 練習(xí)1,2,3;P23綜合運(yùn)用4;
(2) 思考:用“充分條件”或“必要條件”填空
  “四邊形對角線互相垂直且平分”是“四邊形為菱形”的___________________.
【設(shè)計(jì)意圖】作業(yè)(1)加深學(xué)生對本節(jié)課知識的理解;作業(yè)(2)通過思考得出不同答案,讓學(xué)生初步體會pq的雙向推導(dǎo),為下節(jié)課的學(xué)習(xí)鋪墊.
 
(六)板書設(shè)計(jì)

 
1.4.1  充分條件與必要條件
 
“若p,則q”為真命題,等價(jià)于

并稱pq的充分條件,
     qp的必要條件.
 
 
 
 
 
多媒體投影區(qū)域
 
例1、——————
     ——————
每一條判定定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)充分條件
 
例2、——————
     ——————
每一條性質(zhì)定理都給出了相應(yīng)數(shù)學(xué)結(jié)論成立的一個(gè)必要條件
 
 
 
 
1.4.2 充要條件
 
() 復(fù)習(xí)引入
問題: 請舉例說明什么是充分條件?什么是必要條件?上節(jié)課的思考題你的結(jié)論是什么?
師生活動:學(xué)生舉手發(fā)言,教師引導(dǎo)其從多個(gè)角度進(jìn)行說明.
【設(shè)計(jì)意圖】通過一個(gè)開放性問題獲得學(xué)生第一課時(shí)的學(xué)習(xí)程度,為后面的三個(gè)條件的進(jìn)一步學(xué)習(xí)鋪墊.
 
() 概念生成與理解
例:用“充分條件”或“必要條件”填空
    “四邊形對角線互相垂直且平分”是“四邊形為菱形”的___________________.
【設(shè)計(jì)意圖】通過思考得出不同答案,讓學(xué)生初步體會pq的雙向推導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)造兩個(gè)互逆命題,由之前知識做鋪墊,說出p既是q的充分條件,又是q的必要條件,從而簡稱為“充要條件”,同理可得“qp充要條件” .
師生活動:教師板書概念:如果“p q”,且“q p”,則稱pq互為充要條件.并加以解釋:概念可理解為“雙向判斷,實(shí)為等價(jià)” .
 
例1:在下列“若p,則q”形式的命題中,判斷p是不是q的充要條件?
(1) 若四邊形的兩組對角分別相等,則該四邊形是平行四邊形;
(2) 若四邊形的一組對邊平行且相等,則該四邊形是平行四邊形;
(3) 若 是空集,則AB均是空集;
(4) 若兩個(gè)角相等,則這兩個(gè)角是對頂角;
(5) 若 ,則 ;
(6) 若 ,則 .
師生活動:學(xué)生判斷,教師給出解答示范.
【設(shè)計(jì)意圖】借助學(xué)生熟悉的數(shù)學(xué)命題,說明p對于q的充分性和p對于q的必要性之間的關(guān)系.理解pq的充要條件就是“若p,則q”和“若q,則p”都為真命題,而這也是判斷充要條件的方法.
 
() 概念深化
思考:(1) 若 ,則pq的充要條件,p唯一嗎?請舉例說明.
      (2) 我們已經(jīng)知道判定定理和充分條件的關(guān)系,性質(zhì)定理和必要條件的關(guān)系,那么,充分條件和什么有關(guān)系呢?結(jié)合“四邊形是平行四邊形”說一說.
師生活動:學(xué)生獨(dú)立思考,舉例,討論交流.教師選取學(xué)生的舉例板書,引導(dǎo)學(xué)生梳理、完善討論交流的結(jié)果,指明數(shù)學(xué)定義和充要條件的關(guān)系——數(shù)學(xué)定義從充分性和必要性兩個(gè)方向刻畫數(shù)學(xué)對象,不同的充要條件從不同角度刻畫了一個(gè)數(shù)學(xué)對象.
【設(shè)計(jì)意圖】在充分條件、必要條件的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步理解“充要條件”的概念,體會充要條件不唯一;通過舉例分析,理解數(shù)學(xué)定義與充要條件的關(guān)系,進(jìn)一步理解“充要條件”.
 
() 概念鞏固應(yīng)用
例2:已知: 的半徑為r,圓心O到直線l的距離為d.求證: 是直線l與 相切的充要條件.
師生活動:學(xué)生分析題意,給出解題思路.教師根據(jù)學(xué)生情況,可進(jìn)行以下追問:
追問:(1) 如何證明充要條件?
      (2) 證明充分性時(shí),條件和結(jié)論分別時(shí)什么?證明必要性時(shí),條件和結(jié)論分別時(shí)什么?
師生活動:教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上進(jìn)行板書示范.
【設(shè)計(jì)意圖】首先確定證明思路,分清條件和結(jié)論;通過教師板書,規(guī)范證明過程.
 
() 單元小結(jié),布置作業(yè)
教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本單元所學(xué)知識,并引導(dǎo)學(xué)生回答下面的問題:
(1) 請用結(jié)構(gòu)框圖表示本節(jié)所學(xué)的知識.
(2) 請舉例說明什么是充分條件?什么是必要條件?什么是充要條件?如何判斷充分條件、必要條件和充要條件?
(3) 請舉例說明判定定理與充分條件的關(guān)系,性質(zhì)定理與必要條件的關(guān)系,充要條件與數(shù)學(xué)定義之間的關(guān)系.
【設(shè)計(jì)意圖】梳理、歸納、總結(jié)本單元的核心內(nèi)容和方法.
作業(yè)布置:課本P22-23 練習(xí)1,2,3,5
 
 
(六)板書設(shè)計(jì)
 
1.4.2  充要條件
 
如果“p q”,且“q p”,
則稱pq互為充要條件
 
 
 
 
多媒體投影區(qū)域
 
 
 
 
 
學(xué)生板演區(qū)
 
五、目標(biāo)檢測設(shè)計(jì)
1、設(shè)甲是乙的充分不必要條件,乙是丙的充要條件,丁是丙的必要不充分條件,則甲是丁的(   )
A.必要不充分條件      B.充分不必要條件   
C.充要條件            D.既不充分也不必要條件
2、下列各組條件中,pq的充要條件的有(    )
A.                                         B.
C. 方程 有實(shí)根                 D.
3、若px(x-3)<0是q:2x-3<m的充分不必要條件,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是____.
4、求證:一元二次方程ax2bxc=0有一正根和一負(fù)根的充要條件是ac<0.
 
六、教學(xué)反思
本節(jié)課屬于概念課,所以教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)該放在對概念的理解之上,教學(xué)難點(diǎn)是對具體問題的準(zhǔn)確判定.
這節(jié)課的實(shí)例引入生動有趣,教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣,教學(xué)過程能夠抓緊學(xué)生的思維點(diǎn),符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、符合概念課的教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)以及新課程改革的教育教學(xué)理念,注重概念的生成和理解,教學(xué)過程中能夠調(diào)動學(xué)生積極參與互動,內(nèi)容理解深刻、透徹,教學(xué)思路清晰、自然,教學(xué)重點(diǎn)突出.
1、課題引入生動有趣
課堂開始就對課題研究內(nèi)容進(jìn)行概括,可謂開門見上,主題鮮明,符合數(shù)學(xué)課的味道.以“如果我生活在銅陵,那么我生活在安徽”為例引入,并從生活常識的角度、集合直觀的角度逐步分析,通過具體問題生成概念,設(shè)計(jì)新穎.
2、概念形成自然流暢
第一課時(shí)雖然在第15分鐘才正式得出“充分條件”和“必要條件”的概念,但事實(shí)上通過具體實(shí)例分析,學(xué)生早已理解概念.所以,概念形成不會顯得突兀,反倒通過課堂學(xué)生表現(xiàn)來看,這樣的設(shè)計(jì)更為合理有效.再通過類比身邊的“師生關(guān)系”對概念進(jìn)行歸納解釋,既吸引學(xué)生眼球,同時(shí)有助于學(xué)生更加深刻地理解概念.
3、關(guān)注核心素養(yǎng)
在概念生成過程中,注重對直觀想象、數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理等數(shù)學(xué)素養(yǎng)的落實(shí),重視具體與一般的轉(zhuǎn)化思想循循善誘,潤物無聲.
不足:板書設(shè)計(jì)略有不足.

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