高中 数学 探究发现活动 进阶难度 指数与对数函数

验证增长速度:以放射性衰变为例

放射性衰变 · 增长速度 · 数形结合

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以 放射性衰变 为对象,用数形结合研究 增长速度,在操作中把抽象的数量关系变成看得见的结果。

配套虚拟仿真:验证增长速度:以放射性衰变为例(虚拟探究)

以 放射性衰变 为对象,用数形结合研究 增长速度,在操作中把抽象的数量关系变成看得见的结果。

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探究目的

  • 学会使用几何画板、剪刀测算并记录 放射性衰变 的 增长速度。
  • 会用数形结合研究 放射性衰变 的 增长速度,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:指数函数 y = aˣ(a 大于 0 且 a 不等于 1)的图像都经过点 (0, 1)。

数学原理

指数函数 y = aˣ(a 大于 0 且 a 不等于 1)的图像都经过点 (0, 1)。

对数的积等于两个对数之和:log_a(MN) = log_a M + log_a N。

本实验以数形结合为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 增长速度 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 log_a(MN) = log_a M + log_a N

学具准备

几何画板
剪刀
细绳
统计表模板
弹簧
砝码

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:几何画板、剪刀、细绳、统计表模板,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 放射性衰变 的 增长速度 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 条件的取值范围),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 放射性衰变 的 增长速度 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 增长速度 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

探究过程中 放射性衰变 的 增长速度 的变化可以稳定地测算出来,多次操作结果接近。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:指数函数 y = aˣ(a 大于 0 且 a 不等于 1)的图像都经过点 (0, 1)。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

使用计算器或几何画板前先确认精度设置,避免因四舍五入得出错误结论。

涉及弹簧、小球等模型时注意放置稳固,防止滑落。

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