【文档说明】高中数学人教版必修1教案:1.3.1单调性与最大(小)值 (系列五)含答案【高考】.doc,共(18)页,419.500 KB,由小赞的店铺上传
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11.3.1单调性与最大(小)值第1课时1.3.1单调性与最大(小)值整体设计教学分析在研究函数的性质时,单调性和最值是一个重要内容.实际上,在初中学习函数时,已经重点研究了一些函数的增减性,只是当时的研究较为粗略
,未明确给出有关函数增减性的定义,对于函数增减性的判断也主要根据观察图象得出,而本小节内容,正是初中有关内容的深化和提高:给出函数在某个区间上是增函数或减函数的定义,明确指出函数的增减性是相对于某个区间来说的,还说明判断函数的增减性
既有从图象上进行观察的较为粗略的方法,又有根据定义进行证明的较为严格的方法、最好根据图象观察得出猜想,用推理证明猜想的正确性,这样就将以上两种方法统一起来了.由于函数图象是发现函数性质的直观载体,因此,在本节教学时可
以充分使用信息技术创设教学情境,以利于学生作函数图象,有更多的时间用于思考、探究函数的单调性、最值等性质.还要特别重视让学生经历这些概念的形成过程,以便加深对单调性和最值的理解.三维目标1.函数单调性的研究经历了从直观到抽象,以图识数的过程,在这个过程中,让学生通过自主探究活动
,体验数学概念的形成过程的真谛,学会运用函数图象理解和研究函数的性质.2.理解并掌握函数的单调性及其几何意义,掌握用定义证明函数单调性的步骤,会求函数的单调区间,提高应用知识解决问题的能力.3.通过实
例,使学生体会、理解到函数的最大(小)值及其几何意义,能够借助函数图象的直观性得出函数的最值,培养以形识数的解题意识.4.能够用函数的性质解决日常生活中的简单的实际问题,使学生感受到学习函数单调性的必要性与重要性,增强学生学习函数的紧迫
感,激发学生学习的积极性.重点难点教学重点:函数的单调性和最值.教学难点:增函数、减函数、奇函数、偶函数形式化定义的形成.课时安排2课时2设计方案(一)教学过程第1课时函数的单调性导入新课思路1.德国有一位著名的心理学家名叫艾宾浩斯(HermannEbbinghau
s,1850~1909),他以自己为实验对象,共做了163次实验,每次实验连续要做两次无误的背诵.经过一定时间后再重学一次,达到与第一次学会的同样的标准.他经过对自己的测试,得到了一些数据.时间间隔t0分钟20分钟60分钟8~9小时1天2天6天一个月记忆量y(百分比)100
%58.2%44.2%35.8%33.7%27.8%25.4%21.1%观察这些数据,可以看出:记忆量y是时间间隔t的函数.当自变量(时间间隔t)逐渐增大时,你能看出对应的函数值(记忆量y)有什么变化趋势吗?描出这个函数图象的草图(这就是著名的艾宾浩斯曲线).从左向右看,图象是
上升的还是下降的?你能用数学符号来刻画吗?通过这个实验,你打算以后如何对待刚学过的知识?(可以借助信息技术画图象)图1-3-1-1学生:先思考或讨论,回答:记忆量y随时间间隔t的增大而增大;以时间间隔t为x轴,以记忆量y为y轴建立平面直角坐标系,
描点连线得函数的草图——艾宾浩斯遗忘曲线如图1-3-1-1所示.遗忘曲线是一条衰减曲线,它表明了遗忘的规律.随着时间的推移,记忆保持量在递减,刚开始遗忘速度最快,我们应利用这一规律,在学习新知识时一定要及时复习巩固,加深理解和记忆.教师提示、点
拨,并引出本节课题.思路2.在第23届奥运会上,中国首次参加就获15枚金牌;在第24届奥运会上,中国获5枚金牌;在第25届奥运会上,中国获16枚金牌;在第26届奥运会上,中国获16枚金牌;在第27届奥运会上,中国
获28枚金牌;在第28届奥运会上,中国获32枚金牌.按这个变化趋势,2008年,在北京举行的第29届奥运会上,请你预测一下中国能获得多少枚金牌?学生回答(只要大于32就可以算准确),教师:提示、点拨,并引出本节课题.3推进新课新知探究提出问题①如图1-3-1-2所示为一次函数y=x
,二次函数y=x2和y=-x2的图象,它们的图象有什么变化规律?这反映了相应的函数值的哪些变化规律?图1-3-1-2②函数图象上任意点P(x,y)的坐标有什么意义?③如何理解图象是上升的?④对于二次函数y=x2
,列出x,y的对应值表(1).完成表(1)并体会图象在y轴右侧上升.x-4-3-2-101234f(x)=x2表(1)⑤在数学上规定:函数y=x2在区间(0,+∞)上是增函数.谁能给出增函数的定义?⑥增函数的定义中,把“当x1<x2时,都有f(
x1)<f(x2)”改为“当x1>x2时,都有f(x1)>f(x2)”,这样行吗?⑦增函数的定义中,“当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2)”反映了函数值有什么变化趋势?函数的图象有什么特点?⑧增函数的几何意义是什么?⑨类比增函数的定义,请给出减函
数的定义及其几何意义?⑩函数y=f(x)在区间D上具有单调性,说明了函数y=f(x)在区间D上的图象有什么变化趋势?讨论结果:①函数y=x的图象,从左向右看是上升的;函数y=x2的图象在y轴左侧是下降的,在y轴右侧是上升的;函数y=-x2的图象在y轴左侧是上升的,在y轴右
侧是下降的.②函数图象上任意点P的坐标(x,y)的意义:横坐标x是自变量的取值,纵坐标y是自变量为x时对应的函数值的大小.③按从左向右的方向看函数的图象,意味着图象上点的横坐标逐渐增大即函数的自变量逐渐4增大.图象是上升的意味着图象上点的纵坐标逐渐变大,也就
是对应的函数值随着逐渐增大.也就是说从左向右看图象上升,反映了函数值随着自变量的增大而增大.④在区间(0,+∞)上,任取x1、x2,且x1<x2,那么就有y1<y2,也就是有f(x1)<f(x2).这样可以体会用数学符号来刻画图象上升.⑤
一般地,设函数f(x)的定义域为I:如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是增函数.⑥可以.增函数的定义:由于当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),
即都是相同的不等号“<”,也就是说前面是“<”,后面也是“<”,步调一致;“当x1>x2时,都有f(x1)>f(x2)”都是相同的不等号“>”,也就是说前面是“>”,后面也是“>”,步调一致.因此我们可以简称为:步调一致增函数.⑦函数值随着自变量的增大而增大;从左向右看,图象是上升的.⑧从左向右
看,图象是上升的.⑨一般地,设函数f(x)的定义域为I,如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1、x2,当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.简称为:步调不一致减函数.
减函数的几何意义:从左向右看,图象是下降的.函数值变化趋势:函数值随着自变量的增大而减小.总结:如果函数y=f(x)在区间D上是增函数(或减函数),那么就说函数y=f(x)在这一区间具有(严格的)单调
性,区间D叫做y=f(x)的单调递增(或减)区间.⑩函数y=f(x)在区间D上,函数值的变化趋势是随自变量的增大而增大(减小),几何意义:从左向右看,图象是上升(下降)的.应用示例思路1例1如图1-3-1-3是定义在区间[-5,5]上的函数y=f(x),根据图象说出函数的单调区间,以及在每
一单调区间上,它是增函数还是减函数?图1-3-1-3活动:教师提示利用函数单调性的几何意义.学生先思考或讨论后再回答,教师点拨、提示5并及时评价学生.图象上升则在此区间上是增函数,图象下降则在此区间上是减函数.解:函数y=f(x)的单调区间是[-5,2),[-2,
1),[1,3),[3,5].其中函数y=f(x)在区间[-5,2),[1,3)上是减函数,在区间[-2,1),[3,5]上是增函数.点评:本题主要考查函数单调性的几何意义,以及图象法判断函数单调性.图象法判断函数的单调性适合于
选择题和填空题.如果解答题中给出了函数的图象,通常用图象法判断单调性.函数的图象类似于人的照片,我们能根据人的照片来估计其身高,同样我们根据函数的图象可以分析出函数值的变化趋势即单调性.图象法求函数单调区间的步骤是第一步:画函数的图象;第二步:观察图象,利
用函数单调性的几何意义写出单调区间.变式训练课本P32练习1、3.例2物理学中的玻意耳定律p=Vk(k为正常数)告诉我们,对于一定量的气体,当其体积V减少时,压强p将增大.试用函数的单调性证明.活动:学生先思考或讨论,再到黑板上书写.当学生没有证明思路时,教师再提示,及时纠正学生解答过程
出现的问题,并标出关键的地方,以便学生总结定义法的步骤.体积V减少时,压强p将增大是指函数p=Vk是减函数;刻画体积V减少时,压强p将增大的方法是用不等式表达.已知函数的解析式判断函数的单调性时,常用单调性的定义来解决.解:利用函数单调性的定义只要证
明函数p=Vk在区间(0,+∞)上是减函数即可.点评:本题主要考查函数的单调性,以及定义法判断函数的单调性.定义法判断或证明函数的单调性的步骤是第一步:在所给的区间上任取.两个自变量x1和x2,通常令x1<x2;第
二步:比.较f(x1)和f(x2)的大小,通常是用作差比较法比较大小,此时比较它们大小的步骤是作差、变形、看符号;第三步:再.归纳结论.定义法的步骤可以总结为:一“取(去.)”、二“比.”、三“再(赛.)”,因此简称为:“去比赛...”.变式训练
课本P32练习4.思路2例1(1)画出已知函数f(x)=-x2+2x+3的图象;(2)证明函数f(x)=-x2+2x+3在区间(-∞,1]上是增函数;(3)当函数f(x)在区间(-∞,m]上是增函数时,求实数m的取值范围.6图1-3-1-4解
:(1)函数f(x)=-x2+2x+3的图象如图1-3-1-4所示.(2)设x1、x2∈(-∞,1],且x1<x2,则有f(x1)-f(x2)=(-x12+2x1+3)-(-x22+2x2+3)=(x22-x12)+2(x1-x2)=
(x1-x2)(2-x1-x2).∵x1、x2∈(-∞,1],且x1<x2,∴x1-x2<0,x1+x2<2.∴2-x1-x2>0.∴f(x1)-f(x2)<0.∴f(x1)<f(x2).∴函数f(x)=-x2+2x+3在区间(-∞,1]上是增函数.(3)函数f(x)=-x2+2x+
3的对称轴是直线x=1,在对称轴的左侧是增函数,那么当区间(-∞,m]位于对称轴的左侧时满足题意,则有m≤1,即实数m的取值范围是(-∞,1].点评:本题主要考查二次函数的图象、函数的单调性及其应用.讨论有
关二次函数的单调性问题时,常用数形结合的方法,结合二次函数图象的特点来分析;二次函数在对称轴两侧的单调性相反;二次函数在区间D上是单调函数,那么二次函数的对称轴不在区间D内.判断函数单调性时,通常先画出其图象,由图象观察出单调区间,最后用单调性
的定义证明.判断函数单调性的三部曲:第一步,画出函数的图象,观察图象,描述函数值的变化趋势;第二步,结合图象来发现函数的单调区间;第三步,用数学符号即函数单调性的定义来证明发现的结论.函数的单调性是函数的一个重要性质,是高考的必考内容之一.因此应理解单调函数及其几何意义
,会根据定义判断、证明函数的单调性,会求函数的单调区间,能综合运用单调性解决一些问题,会判断复合函数的单调性.函数的单调性与函数的值域、不等式等知识联系极为密切,是高考命题的热点题型.变式训练已知函数f
(x)是R上的增函数,设F(x)=f(x)-f(a-x).(1)用函数单调性定义证明F(x)是R上的增函数;7(2)证明函数y=F(x)的图象关于点(2a,0)成中心对称图形.活动:(1)本题中的函数解析式不明确即
为抽象函数,用定义法判断单调性的步骤是要按格式书写;(2)证明函数y=F(x)的图象上的任意点关于点(2a,0)的对称点还是在函数y=F(x)的图象上即可.解:(1)设x1、x2∈R,且x1<x2.则F(x1)-F(x2)=[f(x1)-f(a-x1)]-[f(x2)-f(a-x2)]=[f(
x1)-f(x2)]+[f(a-x2)-f(a-x1)].又∵函数f(x)是R上的增函数,x1<x2,∴a-x2<a-x2.∴f(x1)<f(x2),f(a-x2)<f(a-x1).∴[f(x1)-f(x2)]+[f(a-x2)-f(a-x1)]<0.∴
F(x1)<F(x2).∴F(x)是R上的增函数.(2)设点M(x0,F(x0))是函数F(x)图象上任意一点,则点M(x0,F(x0))关于点(2a,0)的对称点M′(a-x0,-F(x0)).又∵F(a-x0)=f(a-
x0)-f(a-(a-x0))=f(a-x0)-f(x0)=-[f(x0)-f(a-x0)]=-F(x0),∴点M′(a-x0,-F(x0))也在函数F(x)图象上,又∵点M(x0,F(x0))是函数F(x)图象上任意一点,∴函数y=F(x)的图象关于点(2a,0)成中心对称图形.
例2(1)写出函数y=x2-2x的单调区间及其图象的对称轴,观察:在函数图象对称轴两侧的单调性有什么特点?(2)写出函数y=|x|的单调区间及其图象的对称轴,观察:在函数图象对称轴两侧的单调性有什么特点?8图1-3-1-5(3
)定义在[-4,8]上的函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,y=f(x)的部分图象如图1-3-1-5所示,请补全函数y=f(x)的图象,并写出其单调区间,观察:在函数图象对称轴两侧的单调性有什么特点?(4)由以上你发现了什么结论?试加以证明.活动:学生先思考,再回答,
教师适时点拨和提示:(1)画出二次函数y=x2-2x的图象,借助于图象解决;(2)类似于(1);(3)根据轴对称的含义补全函数的图象,也是借助于图象写出单调区间;(4)归纳函数对称轴两侧对称区间上的单调性的异同来发现结论,利用轴对称的定义证明.解:(1)函数y
=x2-2x的单调递减区间是(-∞,1),单调递增区间是(1,+∞);对称轴是直线x=1;区间(-∞,1)和区间(1,+∞)关于直线x=1对称,而单调性相反.(2)函数y=|x|的单调递减区间是(-∞,0),单调递增区间是(0,+∞);对称轴是y轴即直线x=0;区
间(-∞,0)和区间(0,+∞)关于直线x=0对称,而单调性相反.(3)函数y=f(x),x∈[-4,8]的图象如图1-3-1-6.图1-3-1-6函数y=f(x)的单调递增区间是[-4,-1],[2,5];单调递减区间是[5,8],[-1,2];区间[-4,-1]和区间
[5,8]关于直线x=2对称,而单调性相反,区间[-1,2]和区间[2,5]关于直线x=2对称,而单调性相反.(4)可以发现结论:如果函数y=f(x)的图象关于直线x=m对称,那么函数y=f(x)在直线x=
m两侧对称单调区间内具有相反的单调性.证明如下:不妨设函数y=f(x)在对称轴直线x=m的右侧一个区间[a,b]上是增函数,区间[a,b]关于直线x=m的对称区间是[2m-b,2m-a].由于函数y=f(x)的图象关于直线x=m对称,则f(x)=f(2m
-x).设2m-b≤x1<x2≤2m-a,则b≥2m-x1>2m-x2≥a,f(x1)-f(x2)=f(2m-x1)-f(2m-x2).9又∵函数y=f(x)在[a,b]上是增函数,∴f(2m-x1)-f(2m-x2)>0.∴f(
x1)-f(x2)>0.∴f(x1)>f(x2).∴函数y=f(x)在区间[2m-b,2m-a]上是减函数.∴当函数y=f(x)在对称轴直线x=m的右侧一个区间[a,b]上是增函数时,其在[a,b]关于直线x=m的对称区间[2m-b,2m-a]上是减函数,即单调性相反
.因此有结论:如果函数y=f(x)的图象关于直线x=m对称,那么函数y=f(x)在对称轴两侧的对称单调区间内具有相反的单调性.点评:本题通过归纳——猜想——证明得到了正确的结论,这是我们认识世界发现问题的主要方法,这种方法的难点是猜想,突破路径是寻找
共同的特征.本题作为结论记住,可以提高解题速度.图象类似于人的照片,看见人的照片就能估计这个人的身高、五官等特点,同样根据函数的图象也能观察出函数的性质特征.这需要有细致的观察能力.变式训练函数y=f(x)满足以下条件:①定义域是R;②图象关于直线x=1对称;③在区间[2,+
∞)上是增函数.试写出函数y=f(x)的一个解析式f(x)=(只需写出一个即可,不必考虑所有情况).活动:根据这三个条件,画出函数y=f(x)的图象简图(只要能体现这三个条件即可),再根据图象简图,联系猜想基本初等函数及其图象和已有的解题经验写出.解:定义域
是R的函数解析式通常不含分式或根式,常是整式;图象关于直线x=1对称的函数解析式满足:f(x)=f(2-x),基本初等函数中有对称轴的仅有二次函数,则由①②想到了二次函数;结合二次函数的图象,在区间[2,+∞)上是增函数说明开口必定向上,且正好满足二次
函数的对称轴直线x=1不在区间[2,+∞)内,故函数的解析式可能是y=a(x-1)2+b(a>0).结合二次函数的图象和性质,可知这三条都可满足开口向上的抛物线,故有:形如y=a(x-1)2+b(a>0),或为
y=a|x-1|+b(a>0)等都可以,答案不唯一.知能训练课本P32练习2.【补充练习】1.利用图象法写出基本初等函数的单调性.解:①正比例函数:y=kx(k≠0)10当k>0时,函数y=kx在定义域R上是增函数;当k<0时,函数y=kx在定义域R上是
减函数.②反比例函数:y=xk(k≠0)当k>0时,函数y=xk的单调递减区间是(-∞,0),(0,+∞),不存在单调递增区间;当k<0时,函数y=xk的单调递增区间是(-∞,0),(0,+∞),不存在单调递减区间.③一次函数:y=k
x+b(k≠0)当k>0时,函数y=kx+b在定义域R上是增函数;当k<0时,函数y=kx+b在定义域R上是减函数.④二次函数:y=ax2+bx+c(a≠0)当a>0时,函数y=ax2+bx+c的单调递减区间是(-∞,ab2−],单调递增
区间是[ab2−,+∞);当a<0时,函数y=ax2+bx+c的单调递减区间是[ab2−,+∞),单调递增区间是(-∞,ab2−].点评:以上基本初等函数的单调性作为结论记住,可以提高解题速度.2.已知函数y=kx+2在R上是增函数,求实数k的取值范围.答案:k∈(0,
+∞).3.二次函数f(x)=x2-2ax+m在(-∞,2)上是减函数,在(2,+∞)上是增函数,求实数a的值.答案:a=2.4.2005年全国高中数学联赛试卷,8已知f(x)是定义在(0,+∞)上的减函数,若f(2a2+a+1)<f(3a2-4a+1)成立
,则a的取值范围是______.分析:∵f(x)的定义域是(0,+∞),∴+++0.14a-3a0,1a2a22解得a<31或a>1.∵f(x)在(0,+∞)上是减函数,∴2a2+a+1>3a2-4a+1.∴a2-5a<0.∴0<a<5.∴0<a<31或1<a<5,即a的取值范
围是(0,31)∪(1,5).答案:(0,31)∪(1,5)点评:本题实质是解不等式,但是这是一个不具体的不等式,是抽象不等式.解与函数有关的抽象不等式时,常用的技巧是利用函数的单调性“剥掉外衣”,转
化为整式不等式.11拓展提升问题:1.画出函数y=x1的图象,结合图象探讨下列说法是否正确?(1)函数y=x1是减函数;(2)函数y=x1的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).2.对函数y=x1,取x1=-1<x2=2
,则f(x1)=-1<f(x2)=21,满足当x1<x2时f(x1)<f(x2),说函数y=x1在定义域上是增函数对吗?为什么?3.通过上面两道题,你对函数的单调性定义有什么新的理解?解答:1.(1)是错误的,从左向右看,函数y
=x1的图象不是下降的.(2)是错误的,函数y=x1的单调递减区间是(-∞,0),(0,+∞).这表示在区间(-∞,0)∪(0,+∞)即定义域上是减函数,在定义域上函数y=x1的图象,从左向右看不是下降的,因此这是错误的.2.不对.这个过程看似是定义法,实质
上不是.定义中x1、x2是在某区间内任意取的两个值,不能用特殊值来代替.3.函数单调性定义中的x1、x2必须是任意的,应用单调性定义解决问题时,要注意保持其任意性.点评:函数的单调性反映了函数在其定义域的子
集上的性质,是函数的“局部性质”;函数y=f(x)在区间(a,b)和(b,c)上均是增(减)函数,那么在区间(a,b)∪(b,c)上的单调性不能确定.课堂小结本节学习了:①函数的单调性;②判断函数单调性的方法:定义法和图象法.活动:学生先思考或讨论,再回答.教师提示、
点拨,及时评价.引导方法:从基本知识和基本技能两方面来总结.作业课本P39习题1.3A组2、3、4.设计感想“函数单调性”是一个重要的数学概念,以往的教学方法一般是由教师讲解为主,在单调性的定义教学中,往往缺少从定性的描述到定量表示的思维过程,即缺少“意义建构”.本设计致力于展示概念
是如何生成的.在概念的发生、发展中,通过层层设问,调动学生的思维,突出培养了学生的思维能力,体现了教师是用教材教,而不是教教材.本节课是函数单调性的起始课,采用教师启发引导,学生探究学习的教学方法,通过创设情境,引导探究,师生交流,最终形成概念,获得方法.本节课使用了多媒体投影和
计算机来辅助教学,12为学生提供直观感性的材料,有助于学生对问题的理解和认识.考虑到部分学生数学基础较好、思维较为活跃的特点,对判断方法进行适当的延展,加深对定义的理解,同时也为用导数研究函数单调性埋下伏笔.(设计者:张建国)设计
方案(二)教学过程第1课时函数的单调性导入新课思路1.为了预测北京奥运会开幕式当天的天气情况,数学兴趣小组研究了2002年到2006年每年这一天的天气情况,如图1-3-1-7是北京市今年8月8日一天24
小时内气温随时间变化的曲线图.图1-3-1-7问题:观察图1-3-1-7,能得到什么信息?(1)当天的最高温度、最低温度以及达到的时刻;(2)在某时刻的温度;(3)某些时段温度升高,某些时段温度降低.引导学生识图,
捕捉信息,启发学生思考回答.教师:在生活中,我们关心很多数据的变化规律,了解这些数据的变化规律,对我们的生活是很有帮助的.归纳:用函数观点看,其实这些例子反映的就是随着自变量的变化,函数值是变大或变小.思路2.如图1-
3-1-8所示,观察下列各个函数的图象,并说说它们分别反映了相应函数的哪些变化规律:13图1-3-1-8随x的增大,y的值有什么变化?引导学生回答,点拨提示,引出课题.设计意图:创设情景,引起学生兴趣.推进新课新知探究提出问题问题①:分别作出函数y=x+2,y=-x+2,y=x2,y=x1
的图象,并且观察自变量变化时,函数值的变化规律.如图1-3-1-9所示:图1-3-1-9问题②:能不能根据自己的理解说说什么是增函数、减函数?设计意图:从图象直观感知函数单调性,完成对函数单调性的第一次认识:直观感知.问题③:如图1-3-1-10是函数y
=x+x2(x>0)的图象,能说出这个函数分别在哪个区间为增函数和减函数吗?图1-3-1-10设计意图:使学生体会到用数量大小关系严格表述函数单调性的必要性.14问题④:如何从解析式的角度说明f(x)=
x2在[0,+∞)上为增函数?设计意图:把对单调性的认识由感性上升到理性的高度,完成对概念的第二次认识.事实上也给出了证明单调性的方法,为第三阶段的学习作好铺垫.问题⑤:你能用准确的数学符号语言表述出增函数的
定义吗?设计意图:让学生由特殊到一般,从具体到抽象归纳出单调性的定义,通过对判断题的辨析,加深学生对定义的理解,完成对概念的第三次认识.活动:先让学生思考或讨论后再回答,经教师提示、点拨,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.引导方法与过程:问题①:引导学生进行分类
描述图象是上升的、下降的(增函数、减函数),同时明确函数的图象变化(单调性)是对定义域内某个区间而言的,是函数的局部性质.问题②:这种认识是从图象的角度得到的,是对函数单调性的直观、描述性的认识.学生的困难是难以确定分界点的确切位置.问
题③:通过讨论,使学生感受到用函数图象判断函数单调性虽然比较直观,但有时不够精确,需要结合解析式进行严密化、精确化的研究.问题④:对于学生错误的回答,引导学生分别用图形语言和文字语言进行辨析,使学生认识到问题的根源在于
自变量不可能被穷举,从而引导学生在给定的区间内任意取两个自变量x1、x2.问题⑤:师生共同探究:利用不等式表示变大或变小,得出增函数严格的定义,然后学生类比得出减函数的定义.归纳总结:1.函数单调性的几何意义:如果函数y=f(x
)在区间D上是增(减)函数,那么在区间D上的图象是上升的(下降的).2.函数单调性的定义:略.可以简称为步调一致增函数,步调相反减函数.讨论结果:①(1)函数y=x+2,在整个定义域内y随x的增大而增大;函数y=-x+2,在整个定义域内y随x的增大
而减小.(2)函数y=x2,在[0,+∞)上y随x的增大而增大,在(-∞,0)上y随x的增大而减小.(3)函数y=x1,在(0,+∞)上y随x的增大而减小,在(-∞,0)上y随x的增大而减小.②如果函数f(x)在某个区间
上随自变量x的增大,y也越来越大,我们说函数f(x)在该区间上为增函数;如果函数f(x)在某个区间上随自变量x的增大,y越来越小,我们说函数f(x)在该区间上为减函数.15③不能.④(1)在给定区间内取两个数,例如2和3,因为22<32,所以f(x)=
x2在[0,+∞)上为增函数.(2)仿(1),取多组数值验证均满足,所以f(x)=x2在[0,+∞)上为增函数.(3)任取x1、x2∈[0,+∞),且x1<x2,因为x12-x22=(x1+x2)(x1-x2)<0,即x12<x
22.所以f(x)=x2在[0,+∞)上为增函数.⑤略应用示例思路1例1课本P29页例1.思路分析:利用函数单调性的几何意义.学生先思考或讨论,再回答.点评:本题主要考查函数单调性的几何意义.图象法求函数单调区间的步骤:①画函数的图象;②观察图象,利用函数单调性的几何意义写出单调区间.图象法
的难点是画函数的图象,常见画法有描点法和变换法.答案:略.变式训练课本P32练习4.例2课本P32页例2.思路分析:按题意,只要证明函数p=Vk在区间(0,+∞)上是减函数即可,用定义证明.点评:本题主要考查函数的单调性.利用定义证明函数f
(x)在给定的区间D上的单调性的一般步骤:(定义法)①任取x1、x2∈D,且x1<x2;②作差f(x1)-f(x2);③变形(通常是因式分解和配方);④定号(即判断差f(x1)-f(x2)的正负);⑤下
结论(即指出函数f(x)在给定的区间D上的单调性).易错分析:错取两个特殊值x1、x2来证明.答案:略.16变式训练判断下列说法是否正确:①已知f(x)=x1,因为f(-1)<f(2),所以函数f(x)是增函数.②若函数f(x)满足f(2)<f(3),则函数f(x)在区间[2,3]上为增函
数.③若函数f(x)在区间(1,2]和(2,3)上均为增函数,则函数f(x)在区间(1,3)上为增函数.④因为函数f(x)=x1在区间(-∞,0)和(0,+∞)上都是减函数,所以f(x)=x1在(-∞,0)∪(0,+∞)上是减函数.活动:教师强调以下三
点后,让学生判断.1.单调性是对定义域内某个区间而言的,离开了定义域和相应区间就谈不上单调性.2.有的函数在整个定义域内单调(如一次函数),有的函数只在定义域内的某些区间单调(如二次函数),有的函数根本没有单调区间(如常函数).3.函数在定义域内的两个区间A、B上都是增(或减)函数,一般不能认
为函数在A∪B上是增(或减)函数.答案:这四个判断都是错误的.思考:如何说明一个函数在某个区间上不是单调函数?证明一个命题成立时,需要有严格的逻辑推理过程,而否定一个命题只需举一个反例即可.也就是说,只要找到两个特殊的自变量,不符
合定义就行.思路2例1证明函数f(x)=x+x2在(2,+∞)上是增函数.思路分析:利用单调性的定义证明.可以利用信息技术,先画出函数的图象,体会一下再证明.点评:本题主要考查函数的单调性.引导学生归纳证明函数单
调性的步骤:设元、作差、变形、断号、定论.答案:略.变式训练证明函数f(x)=x在[0,+∞)上是增函数.思路分析:此函数是一个具体的函数,用定义法证明.思考:除了用定义外,如果证得对任意的x1、x2∈(a,b),且x1≠x2有分f(x2)-f(x
1)x2-x1式>0,能断定函数f(x)在区间(a,b)上是增函数吗?17活动:引导学生分析这种叙述与定义的等价性.让学生尝试用这种等价形式证明函数f(x)=x在[0,+∞)上是增函数.讨论结果:能.例2用计算机画出函数y=2xx-2+
的图象,根据图象指出单调区间,并用定义法证明.思路分析:在图象上观察在哪个区间函数图象是上升的,在哪个区间函数图象是下降的,借助于单调性的几何意义写出单调区间,再用定义证明.教师画出图象,学生回答,如果遇到障碍,就提示利用函数单调性的几何意
义写出单调区间.点评:讨论函数单调性的三部曲:第一步,画函数的图象;第二步,借助单调性的几何意义写出单调区间;第三步,利用定义加以证明.答案:略.变式训练画出函数y=121−+xx的图象,根据图象指出单调区间.活动:教师引导学生利
用变换法(也可以用计算机)画出图象,根据单调性的几何意义写出单调区间,再利用定义法证明.答案:略.知能训练课本P32练习2.拓展提升试分析函数y=x+x1的单调性.活动:先用计算机画出图象,找出单调区间,再用定义法证明.答案:略.课堂小结学生交流在本节课学习中的体会、收获,交流学习过
程中的体验和感受,师生合作共同完成小结.(1)概念探究过程:直观到抽象、特殊到一般、感性到理性.(2)证明方法和步骤:设元、作差、变形、断号、定论.(3)数学思想方法:数形结合.18(4)函数单调性的几何意义是:函数值的变化趋势,即图象是上升
的或下降的.设计感想本节课是函数单调性的起始课,采用教师启发引导,学生探究学习的教学方法,通过创设情境,引导探究,师生交流,最终形成概念,获得方法.本节课使用了多媒体投影和计算机来辅助教学,为学生提供直观感性的
材料,有助于学生对问题的理解和认识.考虑到部分学生数学基础较好、思维较为活跃的特点,对判断方法进行适当的延展,加深对定义的理解,同时也为用导数研究函数单调性埋下伏笔.作业:课本P39习题1.3A组2、3、4.(设计者:张新军)