Giáo án Toán Đại số Lớp 10 - Chủ đề: Hàm số bậc hai

HÀM SỐ BẬC HAI. (2 tiết)
I. Mục tiêu của bài (chủ đề)
1. Kiến thức:
- Học sinh nắm được định nghĩa hàm số bậc hai và biết mối liên hệ giữa hàm số y = ax2 (a) đã học và hàm số bậc hai y = ax2 +bx + c (a).
- Biết được các yếu tố cơ bản của đồ thị hàm số bậc hai: toạ độ đỉnh, trục đối xứng, hướng bề lõm. 
- Học sinh vẽ thành thạo đồ thị các hàm số đã học . Nắm được các bước để vẽ được đồ thị của hàm số bậc hai.
- Học sinh hiểu được sự biến thiên của hàm số bậc hai. 
2. Kỹ năng: 
- Biết cách xác định tốt bề lõm, đỉnh, trục đối xứng của đồ thị hàm số. 
- Biết tìm toạ độ giao điểm của hai đường thẳng có phương trình cho trước. Tìm phương trình đường thẳng khi biết hai điểm mà nó đi qua.
- Lập được bảng biến thiên của hàm số bậc hai; vẽ được đồ thị của hàm số. Từ đồ thị xác định được sự biến thiên,toạ độ đỉnh,trục đối xứng của đồ thị.
- Biết cách xét tính tương giao của hai đồ thị, lập ptrình của parabol thỏa tính chất cho trước.
- Từ đồ thị (P) suy ra đồ thị của hsố chứa dấu giá trị tuyệt đối
- Tìm max,min của biểu thức đơn giản dựa vào bảng biến thiên
3.Thái độ:
- Tích cực hoạt động, trả lời tốt câu hỏi.
- Biết qui lạ về quen. 
- Hoạt động theo nhóm tốt.
- Giáo dục cho học sinh tính cần cù,chịu khó trong suy nghĩ.
- Giáo dục cho học sinh tính cẩn thận ,chính xác,yêu thích môn học.
4. Định hướng phát triển năng lực:
+ Năng lực tự học: Học sinh xác định đúng đắn động cơ thái độ học tập; tự đánh giá và điều chỉnh được kế hoạch học tập; tự nhận ra sai sót và cách khắc phục sai sót.
+ Năng lực giải quyết vấn đề: Biết tiếp nhận câu hỏi, bài tập hoặc đặt ra câu hỏi. Phân tích được các tình huống trong học tập
+ Năng lực tự quản lý: Làm chủ cảm xúc của bản thân trong quá trình học tập và trong cuộc sống; trưởng nhóm biết quản lý nhóm mình, phân cụ thể cho từng thành viên của nhóm, các thành viên tự ý thức được nhiệm vụ của mình và hoàn thành được nhjiệm vụ được giao.
+ Năng lực giao tiếp: Tiếp thu kiến thức, trao đổi học hỏi bạn bè thông qua hoạt động nhóm; có thái độ tôn trọng, lắng nghe, có phản ứng tích cực trong giao tiếp.
+ Năng lực hợp tác: xác định được nhiệm vụ của nhóm, trách nhiệm của bản thân, đưa ra ý kiến đóng góp hoàn thành nhiệm vụ của chuyên đề.
+ Năng lực sử dụng ngôn ngữ: Học sinh nói và viết chính xác bằng ngôn ngữ toán học.
II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh
1. Giáo viên:
- Bảng phụ, máy tính, máy đa năng, thước vuông góc, compa,phiếu học tập, giao nhiệm vụ về nhà cho HS nghiên cứu trước chủ đề
- Kế hoạch dạy học.
2. Học sinh:
- Bảng nhóm,hợp tác nhóm,chuẩn bị bài trức ở nhà,chuẩn bị báo cáo,SGK,
III. Chuỗi các hoạt động học
TIẾT 1
 1. GIỚI THIỆU (HOẠT ĐỘNG TIẾP CẬN BÀI HỌC) ( 2 phút )
 + GV: Đặt vấn đề vào bài
: 
	- Khi đến thành phố Đà Nẵng ta sẽ thấy một cái cầu vượt lớn có một giá đỡ là vòng cung có bề lõm quay xuống dưới, hay khi quan sát đài phun nước ta cũng thấy nước tạo ra một đường tương tự, trong toán học người ta gọi nó là đường gì ?
(đó gọi là parabol). Ở chương trình toán lớp 9, ta đã khảo sát các parabol có dạng đặc biệt đơn giản. Nay ta khảo sát parabol có dạng tổng quát hơn.
-- Vậy nó có phương trình như thế nào ? nó có tính chất gì đặc biệt..? Đó chính là nội dung của bài học hôm nay.
 2. NỘI DUNG BÀI HỌC (HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC)
2.1 Đơn vị kiến thức 1: ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ BẬC HAI ( 27 phút )
a) Tiếp cận (khởi động) 	Ôn tập về hàm số y = ax2. 
- Hàm số bậc hai được cho bởi công thức y = ax2 + bx + c( )
CÂU HỎI
GỢI Ý
 - Ta đã biết các đặc điểm của đồ thị hàm số y = ax2 (trường hợp riêng của hsbh) . Hãy trả lời các câu hỏi sau
 ?1: Cho biết dáng điệu của hsố y = ax2 như thế nào. Vẽ hình minh họa ?
 ?2: Điểm nào là đỉnh của Parabol y = ax2 và trục đối xứng của nó là đường thẳng nào.
 ?3: Xác định bề lõm của parabol, giá trị lớn nhất hoặc giá trị nhỏ nhất của hsố ( nếu có ).
?4: Đồ thị của hsbh nằm ở vị trí nào trên hệ trục tọa độ Oxy (so với trục Ox) khi a 0.
 ?5: Hàm số y = ax2 là hs chẵn hay lẻ, suy ra tính chất về đồ thị của nó.
1. là parabol.
2. Parabol có đỉnh là O(0;0) và nhận trục tung làm trục đối xứng.
3.
- Khi a < 0 bề lõm của đồ thị quay xuống và đỉnh O(0;0) là giá trị lớn nhất của hsbh.
- Khi a > 0 bề lõm của đồ thị hướng lên và đỉnh O(0;0) là giá trị nhỏ nhất của hsbh.
4. Khi a < 0 đồ thị nằm phía dưới trục hoành.
- Khi a > 0 đồ thị nằm phía trên trục hoành.
5. Là một hs chẵn nên đồ thị của nó nhận trục tung làm trục đối xứng.
	+ Thực hiện: Học sinh thảo luận theo nhóm và ghi nội dung thảo luận vào vào bảng phụ.
	+ Báo cáo, thảo luận: Chỉ định một học sinh bất kì trình bày nội dung thảo luận, các học sinh khác chú ý nhận xét và hoàn thiện câu trả lời của bạn.
	+ Đánh giá, nhận xét, tổng hợp chốt kiến thức: Trên cơ sở câu trả lời của học sinh, giáo viên chuẩn hóa kiến thức, từ đó giới thiệu về hàm số bậc hai. HS viết bài vào vở.
Nội dung ghi bảng
ĐỒ THỊ CỦA HÀM SỐ BẬC HAI
Ôn tập về hàm số y = ax2 (a ≠ 0)
Đồ thị hàm số y = ax2 (a ≠ 0) là parabol (P0) có đặc điểm:
i) Đỉnh của parabol (P0) là gốc toạ độ O.
ii) Parabol (P0) có trục đối xứng là trục tung.
iii) Parabol (P0) bề lõm hướng lên trên khi a > 0, hướng xuống dưới khi a < 0
b) Hình thành Đồ thị hàm số bậc hai y = ax2 + bx + c 
b.1) dạng của đồ thị
	HS làm việc cặp đôi lần lượt giải quyết các câu hỏi sau
CÂU HỎI
GỢI Ý
 ?1: Phân tích hàm số y = ax2 + bx + c về dạng y = aX2 + d.
 ?2: Điểm có thuộc đồ thị hay không.
 ?3: So sánh giá trị của y với khi a 0
 ?4: Nếu đặt Y = y – d thì hàm số y có dạng nào.
 ?5: Nhận xét về dạng của đồ thị y = ax2 + bx + c và y = ax2.
 ?6: Điểm đóng vai trò như điểm nào của parabol y = ax2.
 ?7: Trục đối xứng của parabol y = ax2 + bx + c.
 ?8: Bề lõm của đồ thị hs y = ax2 + bx + c.
 ?9: Nhận xét về mối quan hệ giữa hàm số
 y = ax2+bx+c (a ¹ 0) và đồ thị hàm số y = ax2
 Ta có: 
Thay tọa độ điểm I vào pt của hàm số (thỏa mãn ).
Khi đó: và 
Có dạng Y = aX2.
Đồ thị của nó là một parabol.
Đỉnh là điểm I(; )
Trục đối xứng là x =
Bề lõm quay lên trên nếu a > 0 
 Bề lõm quay xuống dưới nếu a < 0.
 Đồ thị hs y = ax2+bx+c (a ¹ 0) chính là đồ thị hàm số y = ax2 sau một số phép “dịch chuyển” trên mặt phẳng toạ độ.
	+ Thực hiện: HS làm việc theo cặp đôi, viết nội dung thảo luận vào bảng phụ. GV quan sát HS làm việc, nhắc nhở các em không tích cực, giải đáp nếu các em có thắc mắc.
	+ Báo cáo, thảo luận: Chỉ định một học sinh bất kì trình bày nội dung thảo luận, các học sinh khác chú ý nhận xét và hoàn thiện câu trả lời của bạn.
Nội dung ghi bảng
Đồ thị hàm số bậc hai y = ax2 + bx + c 
 Đồ thị của hàm số là một parabol có:
* Đỉnh 
* Trục đối xứng là đường thẳng 
 * Bề lõm hướng lên (xuống) khi a > 0 (a < 0)
a > 0
a < 0
b.2 Cách vẽ 
Học sinh làm việc theo nhóm trả lời các câu hỏi sau: 
CÂU HỎI
GỢI Ý
 ?1: Yếu tố nào quan trọng nhất của parabol.
 ?2: Dựa vào cách vẽ hs y = ax2 hãy cho biết cách vẽ đồ thị hsbh.
Đỉnh là yếu tố quan trọng nhất của parabol.
Để vẽ đường parabol y = ax2+bx+c ( a¹ 0 ), ta thực hiện các bước sau:
B1: Xác định toạ độ của đỉnh I (;)
B2: Vẽ trục đối xứng x = 
B3: Xác định toạ độ các giao điểm của parabol với trục tung ( D ( 0; c ) ) và trục hoành ( nếu có).
B4: Xác định thêm một số điểm thuộc đồ thị
 B4.1: Điểm đối xứng với điểm D( 0, c ) qua trục đối xứng của parabol.
 B4.2: Một số điểm có toạ độ nguyên nếu đồ thị hàm số không cắt trục hoành (cho x = ? tìm y hoặc ngược lại ).
B5: Vẽ parabol đi qua các điểm trên. 
	+ Đánh giá, nhận xét, tổng hợp chốt kiến thức: Trên cơ sở câu trả lời của học sinh, giáo viên chuẩn hóa kiến thức, từ đó nêu cách vẽ hàm số bậc hai. HS viết bài vào vở.
Nội dung ghi bảng
Cách vẽ
Để vẽ đường parabol y = ax2+bx+c ( a¹ 0 ), ta thực hiện các bước sau:
B1: Xác định toạ độ của đỉnh I (;)
B2: Vẽ trục đối xứng x = 
B3: Xác định toạ độ các giao điểm của parabol với trục tung ( D ( 0; c ) ) và trục hoành ( nếu có).
B4: Xác định thêm một số điểm thuộc đồ thị
 . B4.1: Điểm đối xứng với điểm D ( 0, c ) qua trục đối xứng của parabol.
 . B4.2: Một số điểm có toạ độ nguyên nếu đồ thị hàm số không cắt trục hoành (cho x = ? tìm y hoặc ngược lại ).
B5: Vẽ parabol đi qua các điểm trên. 
c. củng cố
CÂU HỎI
GỢI Ý
Ví dụ 1: Vẽ parabol y = 3x2 - 2x-1.
 ?3: Xác định toạ độ đỉnh I (xI; yI).
 ?4: Xác định trục đối xứng.
 ?5: Tìm gđiểm A của (P) với Oy.
 ?6: Xác định điểm đối xứng với điểm A(0; -1) qua đường 
 ?7: Tìm giao điểm với Ox 
 ?8: Bề lõm quay lên hay quay xuống.
 ?9: Vẽ đồ thị của hàm số bậc hai.
 Ta có: 
	Vậy : 
	Trục đối xứng là 
 Giao Oy: Cho x = 0 Þ y = -1
	Vậy giao điểm với Oy là A(0; -1)
	Điểm đối xứng với điểm A(0;3) qua trục đối xứng là .
 Giao Ox : 
Giao điểm với Ox là B(-1/3;0) và C(1;0).
Bề lõm quay lên vì a = 3>0
 + Thực hiện: Hết thời gian dự kiến cho bài tập, quan sát thấy em nào có lời giải tốt nhất thì gọi lên bảng trình bày lời giải. Các HS khác quan sát lời giải, so sánh với lời giải của mình, cho ý kiến. 	
2.2: Đơn vị kiến thức 2: CHIỀU BIẾN THIÊN CỦA HÀM SỐ BẬC HAI. (16 phút)
a) tiếp cận và hình thành
	Học sinh làm việc theo nhóm 4 người và trả lời các câu hỏi sau: 
CÂU HỎI
GỢI Ý
 ?1: Dựa vào đồ thị của hàm số bậc hai chỉ ra các khoảng tăng giảm của nó.
Nhận xét và thành lập bảng biến thiên
	.
Nếu a > 0:
- Nghịch biến trên khoảng (-¥;);
- Đồng biến trên khoảng (;+¥).
a > 0
x
- 	 	 +
y
+	 +
Nếu a < 0: 
- Đồng biến trên khoảng (-¥;);
- Nghịch biến trên khoảng (;+¥).
a < 0
x
-	 	 +µ
y
- -µ
	+ Thực hiện: Học sinh thảo luận và ghi nội dung thảo luận vào vào bảng phụ.
	+ Báo cáo, thảo luận: Chỉ định một học sinh bất kì trình bày nội dung thảo luận, các học sinh khác chú ý nhận xét và hoàn thiện câu trả lời của bạn.
	+ Đánh giá, nhận xét, tổng hợp chốt kiến thức: Trên cơ sở câu trả lời của học sinh, giáo viên chuẩn hóa kiến thức, vẽ bảng biến thiên hàm số bậc hai. HS viết bài vào vở.
Nội dung ghi bảng
CHIỀU BIẾN THIÊN CỦA HÀM SỐ BẬC HAI
Dựa vào đồ thị hàm số bậc hai y = ax2+bx+c ( a¹ 0 ), ta có bảng biến thiên của nó trong 2 trường hợp a > 0 và a < 0 như sau:
 a > 0
x
-	 	 +
y
+	 +
 a < 0
x
- 	 +µ
y
- -µ
Định lí
- Nếu a > 0 thì đồ thị hàm số y = ax2+bx+c ( a¹ 0 )
 Nghịch biến trên khoảng (-¥;);
 Đồng biến trên khoảng (;+¥).
- Nếu a < 0 thì đồ thị hàm số y = ax2+bx+c ( a¹ 0 )
 Đồng biến trên khoảng (-¥;);
 Nghịch biến trên khoảng (;+¥).
b) Củng cố 
CÂU HỎI
GỢI Ý
Lập bảng biến thiên của các hàm số sau:
1. y = 2x2 – x + 1
2. y = -3x2 + x + 4
?1. tìm tọa độ đỉnh
?2. xác định hệ số a, suy ra chiều biến thiên
?3. lập bảng biến thiên
1. y = 2x2 – x + 1
 a =2> 0
x
-	 	 +
y
+	 +
2. y = -3x2 + x + 4
 a=-3 < 0
x
- 	 +µ
y
- -µ
	+ Thực hiện: Học sinh thảo luận và ghi nội dung thảo luận vào vào bảng phụ.
	+ Báo cáo, thảo luận: Chỉ định một học sinh bất kì trình bày nội dung thảo luận, các học sinh khác chú ý nhận xét và hoàn thiện câu trả lời của bạn.
	+ Đánh giá, nhận xét, tổng hợp chốt kiến thức: Trên cơ sở câu trả lời của học sinh, giáo viên chuẩn hóa kiến thức, vẽ bảng biến thiên hàm số bậc hai. HS viết bài vào vở.
TIẾT 2
	3. LUYỆN TẬP (30 phút)
Lập bảng biến thiên và vẽ đồ thị của hàm số sau:
a) ;	b) ;c) 	
Cho hai hàm số có đồ thị (P) và đường thẳng (d):.
Tìm tọa độ giao điểm của (P) và (d);
Vẽ đồ thị (P) và (d) trên cùng mặt phẳng tọa độ;
Xác định parabol biết rằng parabol đó
Đi qua hai điểm M(1; 5) và N(–2; 8);
Đi qua điểm A(3; –4) và có trục đối xứng là x = –3/2;
Có đỉnh là I(2; –2);
Đi qua điểm B(–1; 6) và tung độ của đỉnh là –1/4;
Cắt trục hoành tại các điểm có hoành độ và .
Xác định m để parabol 
Cắt đường thẳng y = 2 tại hai điểm phân biệt;
Có chung với đường thẳng y = 2 tại một điểm duy nhất.
Cho hàm số có đồ thị là parabol (P). Xác định hàm số khi biết:
(P) đi qua ba điểm A(0; –1), B(1; –1), C(–1; 1);
(P) có đỉnh I(1; 4) và đi qua M(3; 0);
(P) đi qua N(8; 0) và có đỉnh I(6; –12);
(P) đi qua hai điểm M(–1; –3), N(1; –1) và có trục đối xứng là đường thẳng x = 1/2.
Hàm số đạt giá trị nhỏ nhất bằng 3/4 khi x = 1/2 và nhận giá trị bằng 1 khi x = 1.
 4. VẬN DỤNG VÀ MỞ RỘNG
 4.1 Vận dụng vào thực tế (10 phút).
Bài toán đo chiều cao của cầu vượt Đà Nẵng
Khi đến thành phố Đà Nẵng ta sẽ thấy một cái giá đỡ Parabol(cầu vượt ba tầng) bề lõm quay xuống dưới..
Làm thế nào để tính chiều cao của parabol (khoảng cách từ điểm cao nhất của giá đến mặt đất) bằng cách ứng dụng hsbh
	Đặt vấn đề: Để tính chiều cao của giá khi ta không thể dùng dụng cụ đo đạc để đo trực tiếp. Giá dạng Parabol có thể xem là đồ thị của hàm số bậc hai, chiều cao của giá tương ứng với đỉnh của Parabol. Do đó vấn đề được giải quyết nếu ta biết hàm số bậc hai nhận giá làm đồ thị.
Chuyển giao nhiệm vụ:
L1: Để thiết lập hàm số bậc hai biểu thị cho (P) ta cần xác định bao nhiêu điểm? Để có tọa độ điểm ta cần có hệ trục tọa độ, nêu cách chọn hệ trục tọa độ?
L2: Hãy chọn tọa độ của một số điểm khả thi để tìm ra phương trình của (P) tương ứng. Từ đó tìm độ cao của (P).
Thực hiện nhiệm vụ:
Các nhóm phân công nhiệm vụ cho từng thành viên trong nhóm.
Viết báo cáo kết quả ra bảng phụ để báo cáo.
Báo cáo thảo luận: Các nhóm treo bài làm của nhóm. Một học sinh đại diện cho nhóm báo cáo. HS theo dõi và ra câu hỏi thảo luận với nhóm bạn.
Chốt kiến thức: 
Đơn giản vấn đề : chọn hệ trục tọa độ Oxy sao cho gốc tọa độ O trùng một chân của giá (như hình vẽ)
O
M
B
x
y
Dựa vào đồ thị ta thấy chiều cao chính là tung độ của đỉnh Parabol.
Như vậy vấn đề được giải quyết nếu ta biết hàm số bậc hai nhận giá đỡ làm đồ thị .
Phương án giải quyết đề nghị:
Ta biết hàm số bậc hai có dạng:. Do vậy muốn biết được đồ thị hàm số nhận giá làm đồ thị thì ta cần biết ít nhất tọa độ của 3 điểm nằm trên đồ thị chẳng hạn O,B ,M 
Rõ ràng O(0,0); M(x,y); B(b,0). Ta phải tiến hành đo đạc để nắm số liệu cần thiết.
Đối với trường hợp này ta cần đo: khoảng cách giữa hai chân giá, và một điểm M bất kỳ chẳng hạn b = 60m, x = 10m, y = 50m
Ta viết được hàm số bậc hai lúc này là : y = -x2 + 60x
Đỉnh S(30m;90m)
Vậy trong trường hợp này giá cao 90 m.
 4.2 Mở rộng, tìm tòi (mở rộng, đào sâu, nâng cao,) (5 phút)
Tìm hiểu quỹ đạo chuyển động của một vật được ném xiên lên cao từ mặt đất, giả sử đã biết phương trình là hsbh . Tính độ cao cực đại mà vật đạt được.
-----------------------------------------------------------------------------------------