1.3函数的基本性质
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1-3函数的基本性质(1-3-32=示范教案备课资料)1.3函数的基本性质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,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为某轴,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,2022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.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=某,二次函数y=某2和y=-某2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(某,y)的坐标有什么意义?③如何理解图象是上升的?2⑤在数学上规定:函数y=某2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“当某1<某2时,都有f(某1)<f(某2)”改为“当某1>某2时,都有f(某1)>f(某2)”,这样行吗⑦增函数的定义中,“当某1<某2时,都有f(某1)<f(某2)”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(某)在区间D上具有单调性,说明了函数y=f(某)在区间D上的图象有什么变化趋势?讨论结果:①函数y=某的图象,从左向右看是上升的;函数y=某2的图象在y轴左侧是下降的,在y轴右侧是上升的;函数y=-某2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(某,y)的意义:横坐标某是自变量的取值,纵坐标y是自变量为某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,任取某1、某2,且某1<某2,那么就有y1<y2,也就是有f(某1)<f(某2).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(某)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某1、某2,当某1<某2时,都有f(某1)<f(某2),那么就说函数f(某)在区间D上是增函数.⑥可以.增函数的定义:由于当某1<某2时,都有f(某1)<f(某2),即都是相同的不等号“<”,也就是说前面是“<”,后面也是“<”,步调一致;“当某1>某2时,都有f(某1)>f(某2)”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(某)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某1、某2,当某1<某2时,都有f(某1)>f(某2),那么就说函数f(某)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(某)在区间D上是增函数(或减函数),那么就说函数y=f(某)在这一区间具有(严格的)单调性,区间D叫做y=f(某)的单调递增(或减)区间.⑩函数y=f(某)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(某),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(某)的单调区间是[-5,2),[-2,1),[1,3),[3,5].其中函数y=f(某)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=kV(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= kV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=kV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某1和某2,.通常令某1<某2;第二步:比较f(某1)和f(某2)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(某)=-某2+2某+3的图象;(2)证明函数f(某)=-某2+2某+3在区间(-∞,1]上是增函数;(3)当函数f(某)在区间(-∞,m]上是增函数时,求实数m的取值范围.图1-3-1-4解:(1)函数f(某)=-某2+2某+3的图象如图1-3-1-4所示.(2)设某1、某2∈(-∞,1],且某1<某2,则有f(某1)-f(某2)=(-某12+2某1+3)-(-某22+2某2+3)=(某22-某12)+2(某1-某2)=(某1-某2)(2-某1-某2).∵某1、某2∈(-∞,1],且某1<某2,∴某1-某2<0,某1+某2<2.∴2-某1-某2>0.∴f(某1)-f(某2)<0.∴f(某1)<f(某2).∴函数f(某)=-某2+2某+3在区间(-∞,1]上是增函数.(3)函数f(某)=-某2+2某+3的对称轴是直线某=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.已知函数f(某)是R上的增函数,设F(某)=f(某)-f(a-某).(1)用函数单调性定义证明F(某)是R上的增函数;(2)证明函数y=F(某)的图象关于点(a2,0)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(某)的图象上的任意点关于点(图象上即可.解:(1)设某1、某2∈R,且某1<某2.则F(某1)-F(某2)=[f(某1)-f(a-某1)]-[f(某2)-f(a-某2)]=[f(某1)-f(某2)]+[f(a-某2)-f(a-某1)].又∵函数f(某)是R上的增函数,某1<某2,∴a-某2<a-某2.∴f(某1)<f(某2),f(a-某2)<f(a-某1).∴[f(某1)-f(某2)]+[f(a-某2)-f(a-某1)]<0.∴F(某1)<F(某2).∴F(某)是R上的增函数.(2)设点M(某0,F(某0))是函数F(某)图象上任意一点,则点M(某0,F(某0))关于点(M′(a-某0,-F(某0)).又∵F(a-某0)=f(a-某0)-f(a-(a-某0))=f(a-某0)-f(某0)=-[f(某0)-f(a-某0)]=-F(某0),∴点M′(a-某0,-F(某0))也在函数F(某)图象上,又∵点M(某0,F(某0))是函数F(某)图象上任意一点,∴函数y=F(某)的图象关于点(2a2,0)的对称点还是在函数y=F(某)的a2,0)的对称点a2,0)成中心对称图形.例2(1)写出函数y=某-2某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=|某|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图1-3-1-5(3)定义在[-4,8]上的函数y=f(某)的图象关于直线某=2对称,y=f(某)的部分图象如图1-3-1-5所示,请补全函数y=f(某)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=某2-2某的图象,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=某2-2某的单调递减区间是(-∞,1),单调递增区间是(1,+∞);对称轴是直线某=1;区间(-∞,1)和区间(1,+∞)关于直线某=1对称,而单调性相反.(2)函数y=|某|的单调递减区间是(-∞,0),单调递增区间是(0,+∞);对称轴是y轴即直线某=0;区间(-∞,0)和区间(0,+∞)关于直线某=0对称,而单调性相反.(3)函数y=f(某),某∈[-4,8]的图象如图1-3-1-6.图1-3-1-6函数y=f(某)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]关于直线某=2对称,而单调性相反,区间[-1,2]和区间[2,5]关于直线某=2对称,而单调性相反.(4)可以发现结论:如果函数y=f(某)的图象关于直线某=m对称,那么函数y=f(某)在直线某=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(某)在对称轴直线某=m的右侧一个区间[a,b]上是增函数,区间[a,b]关于直线某=m的对称区间是[2m-b,2m-a].由于函数y=f(某)的图象关于直线某=m对称,则f(某)=f(2m-某).设2m-b≤某1<某2≤2m-a,则b≥2m-某1>2m-某2≥a,f(某1)-f(某2)=f(2m-某1)-f(2m-某2).又∵函数y=f(某)在[a,b]上是增函数,∴f(2m-某1)-f(2m-某2)>0.∴f(某1)-f(某2)>0.∴f(某1)>f(某2).∴函数y=f(某)在区间[2m-b,2m-a]上是减函数.∴当函数y=f(某)在对称轴直线某=m的右侧一个区间[a,b]上是增函数时,其在[a,b]关于直线某=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(某)的图象关于直线某=m对称,那么函数y=f(某)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(某)满足以下条件:①定义域是R;②图象关于直线某=1对称;③在区间[2,+∞)上是增函数.试写出函数y=f(某)的一个解析式f(某)=(只需写出一个即可,不必考虑所有情况).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;图象关于直线某=1对称的函数解析式满足:f(某)=f(2-某),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某=1不在区间[2,+∞)内,故函数的解析式可能是y=a(某-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(某-1)2+b(a>0),或为y=a|某-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=k 某(k≠0)当k>0时,函数y=k某在定义域R上是增函数;当k<0时,函数y=k 某在定义域R上是减函数.②反比例函数:y=k某k某(k≠0)的单调递减区间是(-∞,0),(0,+∞),不存在单调递增区间;当k<0时,当k>0时,函数y=函数y=k某的单调递增区间是(-∞,0),(0,+∞),不存在单调递减区间.③一次函数:y=k某+b(k≠0)当k>0时,函数y=k某+b在定义域R上是增函数;当k<0时,函数y=k某+b在定义域R上是减函数.④二次函数:y=a某2+b某+c(a≠0)当a>0时,函数y=a某2+b某+c的单调递减区间是(-∞,当a<0时,函数y=a某2+b某+c的单调递减区间是[b2ab],单调递增区间是[b2a,+∞);b2a2a,+∞),单调递增区间是(-∞,].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=k某+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(某)=某2-2a某+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(某)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(某)的定义域是(0,+∞),2a∴3a22a10,-4a10.解得a<13或a>1.∵f(某)在(0,+∞)上是减函数,∴2a2+a+1>3a2-4a+1.∴a2-5a<0.∴0<a<5.∴0<a<答案:(0,1313或1<a<5,即a的取值范围是(0,13)∪(1,5).)∪(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.拓展提升问题:1.画出函数y=(1)函数y=2.对函数y=1某1某1某的图象,结合图象探讨下列说法是否正确?1某是减函数;(2)函数y=的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).12,取某1=-1<某2=2,则f(某1)=-1<f(某2)=,满足当某1<某2时f(某1)<f(某2),说函数y=1某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=(2)是错误的,函数y= 1某1某的图象不是下降的.的单调递减区间是(-∞,0),(0,+∞).这表示在区间(-∞,0)∪(0,+∞)即定1某义域上是减函数,在定义域上函数y=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.定义中某1、某2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某1、某2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(某)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,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:图1-3-1-8随某的增大,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=某+2,y=-某+2,y=某2,y=化规律.如图1-3-1-9所示:某的图象,并且观察自变量变化时,函数值的变图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=某+和减函数吗?2某(某>0)的图象,能说出这个函数分别在哪个区间为增函数图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.问题④:如何从解析式的角度说明f(某)=某2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某1、某2.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(某)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=某+2,在整个定义域内y随某的增大而增大;函数y=-某+2,在整个定义域内y随某的增大而减小.(2)函数y=某2,在[0,+∞)上y随某的增大而增大,在(-∞,0)上y随某的增大而减小.(3)函数y=1某,在(0,+∞)上y随某的增大而减小,在(-∞,0)上y随某的增大而减小.②如果函数f(某)在某个区间上随自变量某的增大,y也越来越大,我们说函数f(某)在该区间上为增函数;如果函数f(某)在某个区间上随自变量某的增大,y越来越小,我们说函数f(某)在该区间上为减函数.③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(某)=某2在[0,+∞)上为增函数.(2)仿(1),取多组数值验证均满足,所以f(某)=某2在[0,+∞)上为增函数.(3)任取某1、某2∈[0,+∞),且某1<某2,因为某12-某22=(某1+某2)(某1-某2)<0,即某12<某22.所以f(某)=某2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=kV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(某)在给定的区间D上的单调性的一般步骤:(定义法)①任取某1、某2∈D,且某1<某2;②作差f(某1)-f(某2);③变形(通常是因式分解和配方);④定号(即判断差f(某1)-f(某2)的正负);⑤下结论(即指出函数f(某)在给定的区间D上的单调性).易错分析:错取两个特殊值某1、某2来证明.答案:略.变式训练判断下列说法是否正确:①已知f(某)=1某,因为f(-1)<f(2),所以函数f(某)是增函数.。
1.3 函数的基本性质【知识清单】一、函数的奇偶性1、函数的奇偶性的定义:对于函数f(x),如果对于函数定义域内的任意一个x ,都有f(-x)=-f(x)(或f(-x)=f(x)),那么函数f(x)就叫做奇函数(或偶函数). 正确理解奇函数和偶函数的定义,要注意两点: (1)具有奇偶性的函数,其定义域关于原点对称.(2)f(x)=-f(x)或f(-x)=f(x)是定义域上的恒等式.(奇偶性是函数定义域上的整体性质). 2、奇偶函数的定义是判断函数奇偶性的主要依据。
为了便于判断函数的奇偶性,有时需要将函数化简或应用定义的等价形式: 注意如下结论的运用:(1)不论f(x)是奇函数还是偶函数,f(|x|)总是偶函数;(2)f(x)、g(x)分别是定义域D1、D2上的奇函数,那么在D1∩D2上,f(x)+g(x)是奇函数,f(x)·g(x)是偶函数,类似地有“奇±奇=奇”“奇×奇=偶”,“偶±偶=偶”“偶×偶=偶”“奇×偶=奇”;3、有关奇偶性的几个性质及结论(1)一个函数为奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数为偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴对称.(2)如要函数的定义域关于原点对称且函数值恒为零,那么它既是奇函数又是偶函数. (3)若f(x)是具有奇偶性的区间单调函数,则奇(偶)函数在正负对称区间上的单调性是相同(反)的。
(5)若f(x)的定义域关于原点对称,则F(x)=f(x)+f(-x)是偶函数,G(x)=f(x)-f(-x)是奇函数.二、函数的单调性 1、单调函数对于函数f(x)定义在某区间[a ,b]上任意两点x1,x2,当x1>x2时,都有不等式f(x1)>(或<)f(x2)成立,称f(x)在[a ,b]上单调递增(或递减);增函数或减函数统称为单调函数. 对于函数单调性的定义的理解,要注意以下三点:(1)单调性是与“区间”紧密相关的概念.一个函数在不同的区间上可以有不同的单调性. (2)单调性是函数在某一区间上的“整体”性质,因此定义中的x1,x2具有任意性,不能用特殊值代替.(3)单调区间是定义域的子集,讨论单调性必须在定义域范围内.需要指出的是:①的几何意义是:增(减)函数图象上任意两点(x1,f(x1))、(x2,f(x2))连线的斜率都大于(或小于)零.(4)函数的单调性定义中的21,x x 有三个特征:1.任意性 2.有大小 3.属于同一个单调区间 5、复合函数y=f[g(x)]的单调性若u=g(x)在区间[a ,b]上的单调性,与y=f(u)在[g(a),g(b)](或g(b),g(a))上的单调性相同,则复合函数y=f[g(x)]在[a ,b]上单调递增;否则,单调递减.简称“同增、异减”. 在研究函数的单调性时,常需要先将函数化简,转化为讨论一些熟知函数的单调性。
函数的单调性(1)一、教学目标1、知识与技能:(1)建立增(减)函数的概念通过观察一些函数图象的特征,形成增(减)函数的直观认识. 再通过具体函数值的大小比较,认识函数值随自变量的增大(减小)的规律,由此得出增(减)函数单调性的定义 . 掌握用定义证明函数单调性的步骤。
(2)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。
2、过程与方法(1)通过已学过的函数特别是二次函数,理解函数的单调性及其几何意义; (2)学会运用函数图象理解和研究函数的性质;(3)能够熟练应用定义判断与证明函数在某区间上的单调性.3、情态与价值,使学生感到学习函数单调性的必要性与重要性,增强学习 函数的紧迫感.二、教学重点与难点重点:函数的单调性及其几何意义.难点:利用函数的单调性定义判断、证明函数的单调性.三、学法与教学用具1、从观察具体函数图象引入,直观认识增减函数,利用这定义证明函数单调性。
通过练习、交流反馈,巩固从而完成本节课的教学目标。
2、教学用具:投影仪、计算机.四、教学思路:(一)创设情景,揭示课题1. 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:○1 随x 的增大,y 的值有什么变化? ○2 能否看出函数的最大、最小值? ○3 函数图象是否具有某种对称性? 2. 画出下列函数的图象,观察其变化规律:(1)f(x) = 2x+1 ○1 从左至右图象上升还是下降 ______? ○2 在区间 ____________ 上,随着x 的增 大,f(x)的值随着 ________ .(2)f(x) = -x+2 ○1 从左至右图象上升还是下降 ______? ○2 在区间 ____________ 上,随着x 的增 大,f(x)的值随着 ________ .(3)f(x) = x 2○1在区间 ____________ 上, f(x)的值随着x 的增大而 ________ .○2 在区间 ____________ 上,f(x)的值随 着x 的增大而 ________ . ⑷ xx f 1)(①在区间___________ 上, )(x f 的值随着x 的增大而________ .3、从上面的观察分析,能得出什么结论?学生回答后教师归纳:从上面的观察分析可以看出:不同的函数,其图象的变化趋势不同,同一函数在不同区间上变化趋势也不同,函数图象的这种变化规律就是函数性质的反映,这就是我们今天所要研究的函数的一个重要性质——函数的单调性(引出课题)。
(二)研探新知1、y = x 2的图象在y 轴右侧是上升的,如何用数学符号语言来描述这种“上升”呢? 学生通过观察、思考、讨论,归纳得出:函数y = x 2在(0,+∞)上图象是上升的,用函数解析式来描述就是:对于(0,+∞)上的任意的x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有x 12<x 22. 即函数值随着自变量的增大而增大,具有这种性质的函数叫增函数。
y x1-1 1 -1y x1-11 -1y x1-11 -12.增函数一般地,设函数y=f(x)的定义域为I ,如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f(x 1)<f(x 2),那么就说f(x)在区间D 上是增函数(increasing function ).3、从函数图象上可以看到,y= x 2的图象在y 轴左侧是下降的,类比增函数的定义,你能概括出减函数的定义吗?注意:○1 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质,是函数的局部性质; ○2 必须是对于区间D 内的任意两个自变量x 1,x 2;当x 1<x 2时,总有f(x 1)<f(x 2) . 4.函数的单调性定义如果函数y=f(x)在某个区间上是增函数或是减函数,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)的单调区间:(三)质疑答辩,发展思维。
根据函数图象说明函数的单调性.例1 如图是定义在区间[-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?解:略例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之。
分析:按题意,只要证明函数P=Vk在区间(0,+∞)上是减函数即可。
证明:略3.判断函数单调性的方法步骤 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: ① 任取x 1,x 2∈D ,且x 1<x 2;② 作差f(x 1)-f(x 2);③变形(通常是因式分解和配方); ④定号(即判断差f(x 1)-f(x 2)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) 巩固练习:1.判断单调性并证明:①222++-=x x y 在()1,∞-上的单调性; ②12+=x y []5,2∈x ③x y =2.证明函数xx y 1+=在(1,+∞)上为增函数.)上是减函数,在(证明∞+-=11)(.32x xx f()上的单调性,并证明在判断),1(01)(.42+∞≠-=a x axx f函数的单调性(2)例3:画函数图象写出单调区间:⑴122++-=x x y ;⑵62--=x x y .例4.⑴1)(+=ax x f 在R 上单调递减,则)34()(2+-=x x a x g 的增区间为( )),2(.∞+A )2,(.-∞B ),4(.∞+C )4,(.-∞D⑵的值递增求递减,在在已知函数a a ax x x f ),1()1,(12)(22+∞-∞-+-=⑶的范围递减,求,在已知函数a a ax x x f )1(12)(22∞+-+-=⑷的范围递减,求在已知函数a a ax x x f )1,(12)(22-∞-+-=例5:的范围求上的增函数,且是定义在已知函数a a f a f x f )1()1(]1,1[)(2-<--练习1:的范围求上的增函数,且是定义在已知函数m m f m f R x f )()()(2-<练习2:的范围求若求上的减函数,且是定义在已知函数a a f a f f f y f x f xy f x f ,2)2()()2()1()1(.1)31(),()()(),0()(<-+=+=+∞(四)归纳小结:(五)设置问题,留下悬念1、教师提出下列问题让学生思考:①通过增(减)函数概念的形成过程,你学习到了什么? ②增(减)函数的图象有什么特点?如何根据图象指出单调区间? ③怎样用定义证明函数的单调性?师生共同就上述问题进行讨论、交流,发表自己的意见。
2、书面作业:课本P 39习题1、3题(A 组)第1-5题。
函数的最大(小)值(1)一.教学目标1.知识与技能:理解函数的最大(小)值及其几何意义. 学会运用函数图象理解和研究函数的性质. 2.过程与方法:通过实例,使学生体会到函数的最大(小)值,实际上是函数图象的最高(低)点的纵坐标,因而借助函数图象的直观性可得出函数的最值,有利于培养以形识数的解题意识.3.情态与价值利用函数的单调性和图象求函数的最大(小)值,解决日常生活中的实际问题,激发学生学习的积极性.二.教学重点和难点教学重点:函数的最大(小)值及其几何意义 教学难点:利用函数的单调性求函数的最大(小)值.三.学法与教学用具1.学法:学生通过画图、观察、思考、讨论,从而归纳出求函数的最大(小)值的方法和步骤.2.教学用具:多媒体手段四.教学思路(一)创设情景,揭示课题.画出下列函数的图象,指出图象的最高点或最低点,并说明它能体现函数的什么特征? ①()3f x x =-+ ②()3[1,2]f x x x =-+∈-③2()21f x x x =++ ④2()21[2,2]f x x x x =++∈-(二)研探新知1.函数最大(小)值定义最大值:一般地,设函数()y f x =的定义域为I ,如果存在实数M 满足:(1)对于任意的x I ∈,都有()f x M ≤;(2)存在0x I ∈,使得0()f x M =.那么,称M 是函数()y f x =的最大值.思考:依照函数最大值的定义,结出函数()y f x =的最小值的定义.注意: 1.函数最大(小)首先应该是某一个函数值,即存在0x I ∈,使得0()f x M =;2.函数最大(小)应该是所有函数值中最大(小)的,即对于任意的x I ∈,都有()(())f x M f x m ≤≥.2.利用函数单调性来判断函数最大(小)值的方法.①配方法 ②换元法 ③数形结合法(三)质疑答辩,排难解惑.例1.(教材P 30例3)利用二次函数的性质确定函数的最大(小)值.解(略)例2.将进货单价40元的商品按50元一个售出时,能卖出500个,若此商品每个涨价1元,其销售量减少10个,为了赚到最大利润,售价应定为多少?解:设利润为y 元,每个售价为x 元,则每个涨(x -50)元,从而销售量减少10(50),x -个共售出500-10(x-50)=100-10x(个)∴y=(x-40)(1000-10x)9000(50x +≤2=-10(x-70)<100)∴max 709000x y ==时答:为了赚取最大利润,售价应定为70元. 例3.求函数21y x =-在区间[2,6] 上的最大值和最小值. 解:(略)函数的最大(小)值(2)---函数值域例4.求下列函数值域1.]4,1[12)(∈+=x x x f2.]4,1[23)(∈-=x x x f3. 225)(x x f -=4. 12)(2++-=x x x f5. ]2,4[32)(2--∈--=x x x x f 6. ]5,2[32)(2∈--=x x x x f 7. ]2,4[32)(2-∈--=x x x x f 8. ]2,1[32)(2∈--=x ax x x f 9. ]1,[32)(2+∈--=t t x x x x f10.1y x x =+-的最大值.11. ]1,3[11)(--∈-=x x x f12. ]3,1[111)(∈++=x x x f 13.]3,0()0,3[1)( -∈=x xx f 14. 1224)(++=x x x f15. 11225)(≠++=x x x x f例5.画下列函数的图象并指出最值。
⑴122++-=x x y⑵62--=x x y(四)巩固深化,反馈矫正.(1)求函数|3||1|y x x =--+的最大值和最小值.(2)如图,把截面半径为25cm 的图形木头锯成矩形木料,如果矩形一边长为x ,面积为y ,试将y 表示成x 的函数,并画出函数的大致图象,并判断怎样锯才能使得截面面积最大?(五)归纳小结求函数最值的常用方法有:(1)配方法:即将函数解析式化成含有自变量的平方式与常数的和,然后根据变量的取值范围确定函数的最值.(2)换元法:通过变量式代换转化为求二次函数在某区间上的最值. (3)数形结合法:利用函数图象或几何方法求出最值.(六)设置问题,留下悬念.1.课本P 39(A 组) 5.2.求函数21y x x =+-的最小值.3.求函数223y x x x =-+当自变量在下列范围内取值时的最值. ①10x -≤≤ ② 03x ≤≤ ③(,)x ∈-∞+∞25函数的奇偶性 第1课时一.教学思路(一)创设情景,揭示课题“对称”是大自然的一种美,这种“对称美”在数学中也有大量的反映,让我们看看下列各函数的图像有什么共性?作出下列函数的图象,并总结出其特点.2()f x x = x x f =)( xx f 1)(=y y yx x x(二)研探新知函数的奇偶性定义: 1.偶函数一般地,对于函数()f x 定义域内的 一个x ,都有 ,那么()f x 就叫做 函数. 2.奇函数一般地,对于函数()f x 定义域内的 一个x ,都有 ,那么()f x 就叫做 函数.(三)质疑答辩,排难解惑,发展思维. 例1.判断下列函数的奇偶性(1)f(x)=2x 2+1(2)f(x)=3x 3+x(3)f(x)=x 2+x3(4)f(x)=x 2-1,(x ∈[-1,1))(5)f(x)=0注(1)判断函数的奇偶性先看定义域是否 对称。